2010~2021年新疆库鲁斯台草原动态遥感监测变化分析

【目的】监测新疆库鲁斯台草原近12年动态变化状况,为生态系统可持续发展和管理提供理论支撑。【方法】利用新疆库鲁斯台草原2010~2021年Landsat影像,计算7种植被指数,基于野外实测草地高度、盖度及生物量数据构建草地退化指数(Grassland degradation index,GDI),建立基于最优植被指数和GDI的库鲁斯台草原草地退化反演模型;并对库鲁斯台草原草地退化状况进行分等定级,从草地退化等级、变化方向及变化强度综合分析库鲁斯台草原动态变化。【结果】(1)地上生物量、覆盖度及高度3个指标在草地退化监测中的权重由大到小为覆盖度(37.6%)>地上生物量(34.3%)>高度(28.1%)。(2)7种植被指数中NDVI与GDI相关性最高,R^(2)为0.854,基于NDVI的草地退化监测模型为GDI=0.860×NDVI+0.038。(3)2010~2021年库鲁斯台草原重度退化面积有所减少,变化方向主要以退化恢复型和未变化型为主,退化增强型面积为减少趋势,变化强度主要为无变化强度及慢速变化强度。【结论】近12年新疆库鲁斯台草原退化过程减弱。

基于空间异质性的库鲁斯台草地退化

以库鲁斯台草原为研究区,基于1990—2020年Landsat数据,选择归一化植被指数(NDVI)及空间异质性作为草地退化的遥感监测指标,对库鲁斯台草地退化状况进行评估。结果表明:1)1990—2020年,研究区中部NDVI呈上升趋势,而边缘区域呈下降趋势;草地空间异质性上升的区域主要集中在研究区中部及西南部地区,北部和南部则以下降为主。2)草地退化的监测表明,约54%的草地出现退化,35%的草地得到了改善,10%的草地植被恢复。3)温度和降水对草地空间异质性的年际变化影响较小,对NDVI影响较大,降水量是影响库鲁斯台草原NDVI时间动态的主要因素。

实施退牧还草工程对新疆库鲁斯台草原区草地资源的影响分析

本研究是以新疆塔城地区库鲁斯台草原为对象,在八十年代草地资源调查为参考资料的基础上,通过对库鲁斯台草原区实施退牧还草工程前后生产力及载畜量等指标的测算,对比分析了在实施退牧还草工程前(2002年)、后(2007年)各项指标变化情况,从而来分析实施退牧还草工程对库鲁斯台草原区草地资源的影响。

基于SPI和SPEI的库鲁斯台草原1961~2016年干旱特征对比分析

随着全球气候变暖、极端天气出现得越发频繁,塔城地区干旱发生的频率和危害程度均呈上升趋势。长期以来,由于人为的因素和自然的因素的影响,库鲁斯台草原生态环境逐年恶化,草原面积逐年减少,一些稀有野生动物濒临灭绝,植被体系破坏严重,天然种质资源枯竭。干旱因其成因复杂且易受人类活动影响,较难准确量化干旱持续时间、发生强度和影响范围。基于库鲁斯台草原1961~2016年月平均降水和气温资料,引入干旱指标:标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),应用12月尺度的SPI和SPEI定量描述库鲁斯台的56年来的干旱状况。结果表明:基于降水和蒸散的SPEI可以更灵活的反映月季干旱变化特征,而SPI指数没有温度变化对蒸散的影响,不利于表征月季干旱变化特征;近56a中,两种指数判定的同一时间尺度下的干旱事件次数和发生时间基本统一;两种指数在以12个月为尺度的时间趋变化上均存在着差异,SPEI呈变干趋势,SPI呈变湿趋势,与SPI相比,SPEI考虑了热量因子对潜在蒸散发的贡献,能较好地对气候变暖背景下研究区干旱进行刻画。

近30年库鲁斯台草原退化过程分析

以库鲁斯台草原作为研究区,利用80年代到2014年草原范围内生物量、牲畜量、耕地数量及其用水量等数据,对库鲁斯台草原退化现状及原因进行了分析,结果如下:(1)目前库鲁斯台草原退化严重。草原范围内湿地面积从80年代至2014年减少了85.0%、草地可利用面积减少了36.5%、退化草地面积增加了225%、盐碱化面积增加了233%、草地沙漠化面积增加了2350%。(2)库鲁斯台草原退化主要原因,一是农业用水大幅增加。草原范围内总灌溉面积从80年代至2014年增加了186%、草原内机电井数增加了292%;从80年代到90年代到2000年,额敏河流域总用水量呈先增后减的趋势,从2000年又呈大幅增加的趋势,总用水量从80年代至目前增加了36.11%。二是草地牲畜数量大幅增加,引起草地生物量减少,草原范围内牧业户数从80年代至2014年增加了24%,草原内过冬牲畜量增加了45.6%,草地总产量减少了64.43%。