基于系统动力学的草地生态系统稳定性评价——以三江源国家公园黄河源玛多县为例

本文以三江源国家公园黄河源园区所在的玛多县为研究对象,从韧性、抵抗性、可持续性和变异性角度构建生态系统稳定性评价指标,辨析指标间的异同并提出合理的指标量化与分级标准;在此基础上,基于系统动力学方法建立了玛多县生态系统动态仿真模型;进一步,利用所构建的动态仿真模型,对玛多县2000~2100年的生态系统演化历程生态状况演化趋势进行模拟仿真;最后,基于模拟结果对其生态系统稳定性进行评估.评估结果表明:玛多县生态系统特征回归时间约为48.74a,韧性一般;生态系统崩溃时的食草强度与现状条件的食草强度之比为4.15,抵抗性较强;初始状态持续时间约为79.04a且朝着正向发展,可持续性较强;变异比率约为25.20%,变异性较大.玛多县生态系统稳定性综合评价结果为临界状态,需要从提高生态系统韧性和降低生态系统变异性的角度改善玛多县生态系统稳定性,确保其生态系统持续健康演替.

果洛州玛多县藏羊业发展现状及建议

玛多县是青海省海拔最高、人口最少的县,地处三江源国家公园黄河园区核心保育区,生态地位极其重要。由于自然条件严酷,引进的良种难以适应当地环境。玛多藏羊作为国家农产品地理标志保护产品,是当地群众赖以生存和发展的重要基础。本文在实地调研和座谈的基础上,结合玛多县产业规划和重大项目布局,对玛多县藏羊业发展优势及存在的短板进行分析并提出建议,以期为当地藏羊业发展提供参考。

黄河源区玛多县草地退化成因分析

对黄河源区玛多县草地退化的自然和人为因素作了深入分析 .结果表明 ,过度放牧是导致玛多县草地退化的主要原因 .自 2 0世纪 80年代末期以来 ,玛多县温度和降水较历史平均水平均有较大幅度的提高 .其中温度增加表现为明显的暖冬现象 ,降水增加集中在春夏两季 .水热条件的变化是向着有利于草地恢复的方向发展的 .由于玛多县是一个纯牧业县 ,扩大畜群数量是经济增长的必然选择 ,加上人口增长压力和当地藏族居民的传统价值观 ,驱使牲畜数量不断扩大 ,并在 70年代末达到最大值 .此后长期维持过牧状态 ,造成草地持续退化 .过牧在导致草地退化的同时 ,也为鼠类的侵入创造了条件 。

近年来黄河源头地区玛多县湖泊变化

根据时间序列数据2001-2006年连续6年的MODIS资料,连续监测了玛多县近几年的湖泊变化情况,结果表明玛多全县2006年的湖泊比2001年多35个,湖泊面积增加了56.59km2,以2003年为最低值,从2001-2003年全县湖泊面积逐年减少,而从2003-2006年全县湖泊面积逐年增加.各主要湖泊呈现不同的变化趋势,与全县湖泊的变化趋势不太一致.年降水量与全县湖泊面积相关系数最大,说明年降水量对全县湖泊面积的影响较大,各主要湖泊受各气候要素的影响大小也不一样.

近15 a来黄河源地区玛多县草地植被退化的遥感动态监测

依据草地退化国家标准和黄河源区草地退化的实际情况,选取草地覆盖度、植株高度、地上生物量、牧草可食率、土壤有机质5个重要指标建立黄河源区玛多县草地植被退化监测和评价指标体系。利用遥感影像和GIS技术,结合实地调查和采样测定,对5个评价指标在遥感影像上进行反演,并进行图层的加权叠加,得出玛多县草地退化的时空特征。结果表明:玛多县草地在1994年已经出现了较为严重的退化现象,退化草地的空间分布格局已经基本形成,并且草地的退化过程一直在继续。2009年草地退化空间特征显示在气候变化较为敏感区域、河道两侧、鼠害严重以及靠近居民点等区域草地退化较为严重。通过对4期草地退化情况进行对比分析,发现1994-2001年间玛多草地植被退化情况最严重,重度退化面积高达1 355 943.30 hm2,占草地面积的86.53%。2001-2006年间和2006-2009年间重度退化、较大退化和中度退化草地的面积都下降较大,同时退化的速度已经有了较大缓和,黄河源头地区草地生态系统得到初步恢复。

黄河源区土地沙漠化的动态变化及成因分析——以玛多县为例

玛多县地处黄河源区,是黄河重要的水分涵养地,其生态作用对黄河的安危有直接的影响。近年来,在自然因素和人为因素的共同作用下,区内的生态环境急剧退化,表现为土地沙漠化、草场退化和水土流失加剧等过程。在软硬件系统支持下应用GIS和遥感技术,结合野外调查和室内分析,通过对1990年和2000年两期TM影像进行解译,对玛多县沙漠化现状及其发展趋势进行了系统研究。研究结果表明,玛多县沙漠化面积已达2388.06km2,占全县总面积的9.65%。1990年以来沙漠化以每年4.1%的速率递增,沙漠化急剧发展的区域主要集中在黑河乡的赫拉、尕拉到黄河乡的热曲、江旁一线,造成这一现象的原因是多方面的,包括地质构造因素、气候变化、人类强度的经济活动和鼠害等。

三江源区玉树县和玛多县土壤汞含量分布特征

2012年7至9月在长江、黄河和澜沧江的源头——三江源地区的玉树县和玛多县采集175个表层土壤样品,分析了2地土壤化学性质和汞含量,研究土壤pH值和土壤有机质(TOC)含量与汞含量之间的关系,并探讨三江源区土壤汞含量分布特征。结果表明,研究区域土壤pH均呈弱碱性,且TOC含量丰富;与玉树县相比,玛多县土壤碱性更强,但TOC含量偏低。研究区域土壤汞含量算术平均值为0.034 mg·kg-1,低于国家土壤平均背景值,但若与1990年青海全省平均土壤汞含量的背景值相比,研究区域土壤汞含量明显偏高。灰褐土汞含量明显高于其他4种土壤类型,但其他4种类型土壤汞含量平均值几乎无差异。空间分布特征显示,玉树县表层土壤汞含量高于玛多县,这与两县的城镇发展成熟度和产业结构不同有关;土壤汞含量较高的区域主要集中在人口密集的城镇或交通枢纽旁。三江源区土壤汞含量与pH值之间存在相关性,与TOC含量之间呈显著正相关(r=0.605,n=90,P<0.05);与玉树县相比,土壤pH值较高、TOC含量较低的玛多县汞含量偏低,具体原因尚需进一步深入研究,以持续观测该地区土壤环境质量的变化。

基于光谱分析的土壤重金属含量估算研究--以三江源区玉树县和玛多县为例

以三江源区玉树县和玛多县为研究区,利用实验室测定的As、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg元素含量和室内采集的土壤原始光谱及其4种转换形式,建立了光谱指标与重金属含量的多元回归模型,利用决定系数(R2)、相对分析误差(RPD)及均方根误差(RMSE)评价模型的精度。研究结果表明,土壤As、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量与SOM、Fe、Mn、Al、Mg等元素具有显著相关关系,Hg元素则未达到显著性水平。As、Cu、Pb、Zn、Cr和Cd元素估算模型回归方程R2达到了0.5以上,均通过了显著性检验,其中Pb、Zn和Cr元素验证样本RPD均达到了1.4以上,模型具备粗略估算能力;As、Cu和Cd元素验证样本RPD均低于1.4,模型不具备粗略估算能力。Hg元素估算模型回归方程的R2为0.28,未能通过显著性检验,无法用于对Hg含量的估算。

青海省玛多县草地退化现状及动态变化研究

本研究以三江源玛多县为例,在构建草地退化指数的基础上,建立草地退化指数与植被指数的遥感评价模型,得到2009年玛多县草地退化现状,并结合玛多县20世纪80年代和90年代草地资源调查结果,分析玛多县草地退化动态变化状况。结果表明:(1)草地退化地面综合评价指标中植株高度、植被覆盖度和生物量权重分别为0.21、0.39和0.40;(2)草地退化指数与多种常用植被指数的相关性分析中,与MSAVI的相关性最高,呈显著相关关系,模型可定量表达为Y=1.02+0.50 lnX;(3)2009年玛多县草地覆盖面积约222万hm2,其中草地退化面积达176万hm2,占草地总面积的79%;以轻度和中度退化为主,占草地总面积的66.5%;(4)随着三江源自然保护区的建立,大量生态保护建设工程的实施,玛多县草地退化由90年代的以重度和中度退化为主,转变为以轻度和中度退化为主,重度退化程度也改善到80年代水平。但草地退化面积依然在不断扩张,2009年草地退化面积比1997年增加了15万hm2,12年间增加了10%。

黄河源区玛多县土地利用和生态系统服务价值的演变

黄河源区玛多县作为“世界的一方净土”,开展土地利用变化及生态系统服务功能量化评价,以期为保障黄河流域乃至全国生态安全提供支撑。以黄河源区玛多县为研究案例,统计了2005—2015年玛多县土地利用类型转移矩阵、土地利用变化动态度,计量了2005—2015年玛多县生态系统服务价值演变特征。结果表明:(1)10年间玛多县土地利用结构变化显著,高覆盖度草地、建设用地面积分别增加了38.30%和3.85倍,低覆盖度草地、林地分别降低了44.29%和86.55%。(2)10年间林地、低覆盖度草地的单一土地利用动态度分别为-8.65%、-4.43%,高覆盖度草地、中覆盖度草地的单一土地利用动态度分别为3.83%、2.83%,土地利用类型演变表现为从林地、低覆盖度草地向高覆盖度草地、中覆盖度草地的转移;前期(2005—2010年)林地、低覆盖度草地迅速减少,后期(2010—2015年)建设用地急速扩张。(3)10年间玛多县生态系统服务价值(ESV)呈增长趋势,从2005年的911.24×10^8元增长到2015年938.87×10^8元;单项生态系统服务价值中水文调节的ESV贡献量最大,在53.70%—55.24%之间。(4)10年间水域面积比例在8.21%—8.31%之间波动,ESV贡献量约占生态系统服务价值均在50%左右,未利用土地和高覆盖度草地的ESV贡献量分别为16.85%—17.26%和13.78%—18.50%,低覆盖度草地的ESV减少了44.29%。

黄河源区玛多县湿地生态健康评价

玛多县作为"母亲河"黄河的发源地,其健康状况直接影响全国范围内生态系统的正常运作,近年来,出现大量生态问题,如水土流失。以黄河源区玛多县为研究对象,获取1988年与2013年LANDSAT遥感影像,运用景观格局理论,基于ENVI、Arc GIS和FRAGSTATS等软件完成NDVI提取,湿地类型分类,景观格局指数计算等操作,最后,构建活力-组织力-弹力-生态系统服务功能组成的评价指标体系,采用层次分析法对各指标进行权重赋值,计算1988年与2013年景观生态健康值,并进行分析。结果表明:(1)玛多县2013年健康值为0.53,低于1988年健康值,处于亚健康状态;(2)玛多县2013年活力指标大幅度下降,植被覆盖度减少,多样性降低,使得玛多县生态系统的物质基础薄弱,影响其生态健康;(3)玛多县景观组织破碎化严重,AI与CI发生不同程度降低,影响生态系统物质交换和能量循环;(4)玛多县近年来湿地萎缩明显,蓄水总量降低,加之黄河出现断流,亟需采取措施进行改善。

青海省玛多县草地沙化成因及其防治对策

介绍了玛多县草地沙化现状,分析了其沙化原因,并从玛多县草地沙化防治现状出发,提出了其进一步治理的对策。

黄河源区玛多县土地利用/覆被及景观格局变化的遥感分析

采用了黄河源地区1977、1990及2003年MSS、TM的3个时相遥感影像,通过人机交互的解译与GIS的空间分析,提取了玛多县3个时期的土地利用/覆被信息。分析了玛多县各地类的数量变化和空间变化特征。另外对景观生态空间分布格局,利用FRAGSTATS软件对玛多县景观级别的动态特征进行了分析。结果表明:玛多县的土地利用/覆被类型以草地为主,占全区总面积77.93%;退化现象十分严重,主要是草地覆盖度的降低以及草地沙化;景观破碎化程度在前期呈下降趋势,而后期呈上升趋势,景观斑块形态越来越偏离规则而变得复杂、多样。

黄河源玛多县“黑土滩”遥感定量识别

采用混合像元分解方法提取"黑土滩"信息以实现玛多县"黑土滩"的遥感识别。以Roberts提出的多端元混合像元分解(MESMA)模型为基础,分析玛多县的地物组成并提取端元;针对MESMA在本研究区应用存在的不足,优化了分解策略和机制,并利用改进后的MESMA,结合"黑土滩"的形成机制提取研究区的"黑土滩"信息。最后,采用实测数据对本文"黑土滩"识别结果进行精度验证,得到的精度为82.81%,较MESMA方法的71.09%有明显提高,说明改进后的MESMA可以有效识别"黑土滩"。利用本文方法得到玛多县"黑土滩"面积为1.592×103 km2,主要分布在玛多县北部。该方法在保证"黑土滩"提取精度的同时,效率较传统的目视解译方法有了明显改善。该方法亦适用于其他复杂环境地表组分信息的提取。

玛多县生态环境承载力计算与评价

玛多县位于青藏高原三江源地区,区域经济发展落后,生态环境脆弱,迫切需要掌握其环境承载力状况以服务于本区域的可持续发展。本文研究构建了玛多县生态环境承载力的指标体系及计算方法,分别从水源涵养、生物多样性维护两种生态区类型对研究区进行生态环境承载力进行评价。以多源数据的整合和处理为驱动,选取自然生态和环境状况两个二级指标进行计算,定量获取了玛多县生态环境承载力。计算表明,玛多县作为水源涵养型功能区其生态环境承载力为37.64,作为生物多样性维护型功能区其生态环境承载力35.12,均属脆弱状态。

保护地生态承载力不确定性多目标优化模型研究--以黄河源区玛多县为例

为明确给出保护地综合生态承载力的实质内涵“人类活动强度阈值”,利用不确定性多目标优化方法,建立了区域保护地生态承载力优化模型.应用该模型对黄河源区玛多县进行区域保护地生态承载力评价及规模结构优化.结果表明:草畜矛盾是制约玛多县社会经济发展的瓶颈;根据《三江源国家公园总体规划》目标,在保证野生动物种群数量发展的同时畜牧业发展相对较为迅速,2020年、2025和2035年玛多县地区畜牧业(家牦牛)规模分别为287615~363303羊单位,302752~438991羊单位,378440~514679羊单位.由于保护地生态环境容量的限制,黄河源区玛多县需控制其人口与旅游规模,2020年、2025年和2035年牧民人口规模区间分别为1.25~1.65万人、1.65~1.83万人和1.863~2.135万人.2020年旅游规模最大为4.113万人次,2025年为4.700万人次,2035年为5.396万人次,在规划目标情景下旅游业发展减缓,主要是考虑了三江源国家公园规划试点以及地方规划对旅游的限制开发,旨在保护地方生物多样性以及生态环境.

青海省三江源退牧还草和生态移民考察——基于玛多县的调查分析

青海退牧还草和生态移民工程取得一定进展,但仍存在以下问题:一是补偿标准偏低,激励作用不强;二是按户补偿的方式使得部分牧户在减畜和移民方面缺乏积极性;三是部分游牧户没有纳入到生态移民的补偿范围内;四是后续产业发展不足,移民户就业无门;五是牧民融资困难,发展资金不足。建议:抓紧建立生态补偿机制,提高补偿标准,完善补偿公式和补偿方式,将户籍游牧人口纳入补偿范围;加强移民区基础设施建设,发展后续产业,提高社会保障水平;加快发展义务教育,加大对牧民的教育及培训投入力度;以及拓宽资金来源。

黄河源区的自然资源状况与经济可持续发展——以玛多县为例

玛多县地处青海省的南部 ,黄河源区 ,主要有旅游、矿产、水电、草场、动物等自然资源 ,其中以草场、动物、旅游等资源最重要 ,是该区目前经济发展的支柱 ;目前该区的草场退化、畜牧业产值下降、水资源匮乏 ,鱼类资源和旅游资源开发又不够 ,这是玛多县目前经济发展所面临的问题 ;玛多县是三江源自然保护区的核心区 ,将严禁人为对自然环境的破坏 ,因此该县今后的经济发展模式应以鱼类资源和旅游资源开发为主体 ,畜牧业次之 ,杜绝矿产的开采 ,保护珍稀动物。

青海玛多县的生态问题及其对策

黄河源头玛多县 ,生态环境正日趋恶化 ,已成为危及当地人民生存、困扰全县畜牧业持续稳定发展和社会进步的最大障碍。该县恶劣的自然条件和不当的人为因素导致了整个区域生态系统极端脆弱的严酷现实 ,在青海省乃至全国颇具典型性。研究和解决该地区的生态环境问题 ,对本地区、青海乃至整个黄河流域经济社会可持续发展均有重要意义。

青海省玛多县草地退化原因及畜牧业可持续发展

在玛多县草地退化现状的基础上,综合分析了玛多县草地退化的原因,指出了玛多县畜牧业可持续发展的策略.玛多县的草地退化是自然因素和人为因素共同作用的结果.人类活动和气候变化是导致玛多县草地退化、区域生态环境恶化的两大因素,鼠虫害对它们产生的影响起了促进作用.只有合理利用和保护天然草地,优化产业结构,使草地生态系统步入良性循环,才能使玛多县的草地畜牧业协调发展.