宁夏东部风沙区退化草地生态环境动态监测与预警

宁夏东部风沙区地处我国北方农牧交错的生态脆弱带，位于毛乌素沙地南缘，风蚀作用强烈。草地生态系统作为该区域重要自然资源和天然生态屏障，不仅对农牧民的生产、生活和社会经济发展产生重要影响，而且其生态安全状况对宁夏乃至西北地区的生态安全都有重大影响。如何对动态变化的草地进行安全评价与监测预警是该地区亟待解决的问题。.本项目基于草地生态系统在宁夏东部风沙区的生态地位及在社会经济发展中的作用，运用生态安全评价与预警、生态系统健康理论及3S技术，将野外观测与3S技术相结合，系统监测草地生物及非生物因子的动态变化，构建该地区草地生态监测评价体系；以遥感影像为信息源，提取生态环境变化预警线，建立退化草地监测预警模型。研究可进一步充实该地区生态监测预警资料，为区域生态环境建设、生态安全维护提供理论指导。

宁夏东部风沙区地处我国北方农牧交错的生态脆弱带，位于毛乌素沙地南缘，风蚀作用强烈。草地生态系统作为该区域重要自然资源和天然生态屏障，对区域经济发展及宁夏乃至西北地区的生态安全产生重要影响，如何对动态变化的草地进行安全评价与监测预警是该地区亟待解决的问题。.本项目基于宁夏东部风沙区草地生态系统现状，系统监测草地生物及非生物因子的动态变化，构建该地区草地生态评价体系，建立退化草地监测预警模型。结果表明：随草地退化程度的加重，植被盖度、植物地上生物量、物种丰富度和物种多样性指数逐渐降低；植物群落中短花针茅、牛枝子等逐步让位于耐旱、抗风蚀的刺蓬、油蒿等一年生植物及沙生灌木、半灌木；潜在退化草地到轻度退化草地、严重退化草地至极严重退化草地是该地区草地退化防治的关键时期。伴随草地的退化，土壤粘粉粒及极细砂含量显著下降，细砂粒、粗砂粒含量及土壤容重增加；土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量及土壤酶活性总体呈下降趋势，全钾变化无规律。采用VOR、CVOR体系对草地生态环境进行评价，75%左右的样地处于警戒等级，部分处于亚健康状态及不健康状态；选取地上生物量、土壤容重、土壤有机质等9个指标建立草地生态环境质量评价指标体系，模糊综合评价结果表明该区域草地健康指数介于0.01-0.73之间，关联度健康指数介于0.39-0.61之间，研究区域草地总体处于不健康等级。在县域范围内，综合考虑自然与社会条件，选取气象、植被、土壤及人类扰动4个因子16项指标，建立生态环境质量评价指标体系，评价值介于0.4896-0.6891之间，据此将所有样地分为4个等级，在Arcgis10.0平台支持下，通过ArcMap空间统计结合研究区域矢量化图，表明盐池县草地生态环境质量具有明显的分级特征，呈现出从南向北、从西向东下降的趋势。借助ENVI和ArcGis软件，提取8种植被指数，与同期地上生物量作相关性分析，并建立回归模型，RVA与地上生物量相关系数达0.956，且拟合精度最高，最优回归模型为三次多项式模型。采用有机质、全氮、碱解氮、速效磷、蔗糖酶、优势度指数、均匀度指数7个草地土壤、植被描绘子构建模型时，基于贝叶斯分类器及支持向量机的草地退化预警模型的精度最高，整体预测准确率分别为77.27%和83.33%。支持向量机模型比贝叶斯分类器模型的预测准确率高。