地形对三江源区高寒草地暖季草场载畜量空间分布格局的影响

Long-term overgrazing is the dominated cases for alpine grassland degradation on the Qinghai-Tibet Plateau. Topography factors such as slope and aspect have significant effects on livestock grazing trajectory and spatial distribution natural grassland productivity, which mismatched spatial coupling of grazing patterns and heterogeneity of grassland productivity, especially under freedom grazing management. Current carrying capacity calculation methods about natural grassland reasonable standards is unsuitable for carrying capacity which may cause serious overestimate phenomenon during to lack consideration of terrain impacts. Based on the Global Positioning Systems, Remote Sensing and Geographical Information Systems ,an experiment was designed to explore relationships between grazing distribution patterns and grassland heterogeneity under terrain factor and space distribution relationship between grazing animals, in the source area alpine meadows grazing system, and build for establishing a new balance monitoring and management lays the foundation, the source area for ecological environment protection and restoration theory and provide technical support.

长期超载过牧是造成青藏高原地区高寒草地生态系统退化的最主要的原因，青藏高原自由放牧管理方式下家畜采食活动轨迹与草地生产力空间分布受地形因子的影响十分显著，造成放牧压力与草地生产力在空间分布上的差异，加上放牧对暖季牧场利用不足，导致现行的天然草地草畜平衡管理办法计算出的理论载畜量计算值被严重高估，造成长期的超载过牧的恶性循环。本项目依托全球定位系统、高光谱遥感和地理信息系统集成技术，以三江源区高寒草甸暖季放牧系统为研究对象，设计放牧控制实验，研究地形因子（坡度、坡向）对放牧家畜空间活动分布规律的影响，探索草地生产力的时空分布与放牧压力空间分布的对应关系，更新载畜量估算方法、改善放牧管理方式，为建立新的草畜平衡监测和管理奠定基础，为三江源区生态环境保护和可持续发展提供理论和技术支撑。

超载过牧是造成青藏高原地区高寒草地生态系统退化的最主要的原因，而自由放牧条件下家畜放牧强度表现出“总体利用不足、局部利用过度”的空间差异，在放牧价值最大但海拔较高、坡度较大、放牧距离较远的暖季牧场表现更为突出。研究家畜载畜量空间异质性与影响因子的关系，对于改善暖季牧场载畜平衡具有重要价值。主要研究内容包括：基于GPS大数据的牦牛和藏羊行为判别、暖季牧场家畜放牧强度空间异质性的影响因子分析、通过风险探测分析指导改善载畜量空间异质性的放牧管理措施。重要结果：基于GPS放牧轨迹大数据建立了牦牛和藏羊游走、低密度采食、中密度采食、高密度采食和休息五种放牧行为的判别模型，并证明该标准具有较高普适性。自由放牧下牦牛和藏羊载畜量空间格局异质性强，混合放牧能改善家畜对牧场空间利用和食物资源利用。控制性放牧改善了牦牛对牧场利用过度或不足的情况，改善藏羊的食物资源结构，提高对灌丛植被的利用。地理探测器（因子探测、风险探测、交互影响探测和生态探测）分析发现载畜量空间异质性主要受到放牧半径、海拔两类影响因子及其交互作用的影响。地形因子中，海拔对牦牛和藏羊采食行为空间分布行为的影响最大，解释力为15%左右，其次是坡位指数和坡度因子，解释力为5%左右，而坡向因子的解释力最弱为1%左右。放牧半径对载畜量空间异质性的影响通常又高于海拔的影响，二者的交互作用呈现出非线性增强关系，解释力最高达到60%以上。牦牛采食活动主要集中在放牧距离较近，海拔较低的区域，造成该地区生物量的过度利用，而对放牧距离远、海拔较高的区域利用不足或者不利用，造成牧草资源浪费。而藏羊采食活动在每个海拔梯度和放牧半径间几乎没有显著性的空间利用差异。本项目结果对改善三江源区暖季牧场载畜空间放牧格局具有重要的实践价值，同时对现有的草畜平衡监测和管理提供了决策依据，对三江源区国家公园建设、生态环境保护和可持续发展具有重要的意义。