基于MODIS的典型草原区冷季放牧强度遥感监测与评估

The accurate monitoring of cold-season grazing intensity is the precondition and basis for quantitative analysis the contribution of human factors to grassland degradation/restoration in typical steppe area. However, the grazing intensity monitoring is mainly concentrated in the growing season, there is still a lack of monitoring the cold-season grazing intensity by using remote sensing. The difficulty of monitoring the grazing intensity of cold season lies in the estimation of the biomass of the above ground vegetation residue after cold season grazing. In this project, Xilin Gol grassland is selected to be the research area， according to the pattern of the pasture utilization and the typical characteristics of the grassland vegetation regeneration period, the grazing intensity can be monitored by means of the biomass residual after taking the estimated above ground biomass of vegetation senescence and next year regeneration period which determined by using NDVI time series as the above ground biomass of the beginning and end of cold season respectively. This study, by monitoring the grazing intensity in cold season for identifying the overgrazing area, is launched to ensure reasonable development and utilization of the grass resources of Xilin Gol Grassland and provide reliable dataset and scientific basis for sustainable development & utilization of the grassland resources and ecological environment management.

准确监测冷季放牧强度是定量分析典型草原区草地退化/恢复人为因素贡献率的前提和基础。但是目前利用遥感手段监测放牧强度主要集中在植物生长季，关于冷季放牧强度的遥感监测方法仍然缺乏。利用现有的放牧强度遥感监测方法监测冷季放牧强度的难点在于冷季放牧结束后植被地上残留物的生物量估算。本项目选择锡林郭勒草原作为研究区，根据研究区草地利用方式和典型草原植被返青期的特点，利用NDVI时间序列确定牧草生长阶段转变的时间点，将牧草衰老和次年返青时的地上生物量分别作为冷季放牧开始与结束时草地的地上生物量，从而利用生物量残差法对研究区冷季放牧强度进行监测。在此基础上，结合草地生产力和气象数据探讨草地退化的主要驱动因素。本研究的意义在于通过对冷季放牧强度的监测，准确的发现过度放牧区域，从而确保锡林郭勒草原草场资源的合理开发利用，为锡林郭勒草地资源的可持续开发利用和生态环境治理提供数据支持和科学依据。

准确监测冷季放牧强度是定量分析典型草原区草地退化/恢复人为因素贡献率的前提和基础。但是目前利用遥感手段监测放牧强度主要集中在植物生长季，关于冷季放牧强度的遥感监测方法仍然缺乏。为解决冷季放牧强度遥感监测问题，本项目选择锡林郭勒草原作为研究区，根据研究区草地利用方式和典型草原植被返青期的特点，对研究区冷季放牧强度实施监测。项目组利用NDVI时间序列确定牧草生长阶段转变的时间点，将牧草衰老和次年返青时的地上生物量分别作为冷季放牧开始与结束时草地的地上生物量，从而利用生物量残差法对研究区冷季放牧强度进行监测。并在此基础上结合草地生产力和气象数据对，对影响研究区草地退化的主要因素进行分析. 项目获得以下重要结果：1）研究区草地SOS主要分布于第110~170天之间、EOS主要分布于第270~310天之间、LOS主要分布于120~180天之间，大部分区域LOS呈现微弱的延迟趋势且趋势显著，仅在苏尼特草原和呼伦贝尔草原呈现缩短趋势；2）研究区平均地上生物量为1066.8 kg/hm2，研究区地上生物量以增加趋势为主，年变化率为10.02 kg/hm2；3）研究区区域尺度平均放牧强度为0.54AU/hm2，研究区放牧强度呈现增加趋势，但增加趋势不显著（0.036 AU/10a），毛乌素沙地放牧强度显著降低，根据研究区荒漠草原和典型草原分布区域来看，荒漠草原区域放牧强度处于0.2~0.4 AU/hm2之间，属于过度放牧状态。典型草原区域放牧强度处于0.4-1 AU/hm2之间，绝大部分属于适度放牧状态，仅大兴安周边山区处于过度放牧状态。从不同的沙地来看，呼伦贝尔沙地和科尔沁沙地处于适度放牧状态，而浑善达克沙地和毛乌素沙地则处于过度放牧状态；4）降水是影响研究区地上生物量年际变化的主要气候因素，人类活动是研究区植被恢复主要驱动因素。. 本项目获得的结果，对半干旱区沙漠化防治提供重要数据支撑，从而确保锡林郭勒草原草场资源的合理开发利用，为锡林郭勒草地资源的可持续开发利用和生态环境治理提供数据支持和科学依据。