乌兰察布市2023年天然草原动态监测与分析
摘要
关键词
乌兰察布市;植被高度;植被盖度;生产力
正文
1 引言
1.1 研究目的和意义
乌兰察布草原作为内蒙古六大草原之一,位于阴山北麓,是农牧业的过渡地带,风蚀和水蚀灾害严重,土地利用类型主要为草地和耕地[1,2] 。据国土三调统计,乌兰察布市的草原面积更新为 339.88 万公顷,乌兰察布草原是内蒙古草原的重要组成部分。其面积大、类型多,在我国荒漠草原中具有典型性和代表性[3-5] ,担负着内蒙古中部地区重要生态安全屏障重任。乌兰察布市一直高度重视生态保护建设工作,将维护乌兰察布市生态安全、改善生态环境作为生态文明建设的重要基础。“十三五”以来,乌兰察布市各级政府和有关部门采取了一系列保护和综合治理措施,持续加大生态保护力度,生态保护工作取得明显成效。但局部地区继续恶化情况还没有从根本上解决,乌兰察布市草原生态系统仍然十分脆弱,从植被覆盖度数据(图1)来看,2011-2020,从植被地上生产力与植被覆盖度的变化,说明乌兰察布市草原退化虽已得到遏制,但草原退化现状还存在。在党的二十大报告中明确指出,推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,找到人与自然的平衡点,让自然给予人类的利益最大化。因此进行本次草原样地监测,获得草地现状基础数据非常有必要。本研究2023年度对乌兰察布市11旗县开展物候期和盛草期监测工作,及时掌握了全市各阶段草原植被生长状况及草原利用情况,为草原保护、合理利用和生态修复提供基础数据资料。
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2 监测区域概况
乌兰察布市〔位于内蒙古自治区中部,北纬40°10′~43°28′,东经110°26′~114°49′之间;东部与河北省接壤,东北部与锡林郭勒盟相邻,南部与山西省相连,西南部与首府呼和浩特毗连,西北部与包头相接,北部与蒙古国交界。地貌类型多样,自北向南主要由内蒙古高原、乌兰察布丘陵、阴山山地和丘陵台地四部分组成。属于阴山山脉的大青山东段灰腾梁横亘中部,海拔为1595米-2150米,大青山支脉蛮汉山、马头山、苏木山蜿蜒曲折分布于境内的东南部。东西长458千米,南北宽442千米,总面积5.45万平方千米。 全市有卓资县、兴和县、凉城县、商都县、化德县5个旗县及察右前旗、察右中旗、察右后旗、四子王旗4个旗县及丰镇市和集宁区。
根据国土三调数据,乌兰察布市草地总面积为5106.43万亩,占全区草地总量的6.28%,居第六位,占全市国土面积的62.51%,其中,天然牧草地面积为4957.56万亩,其他草地面积为148.15万亩,人工牧草地0.72万亩。草地主要分布在四子王旗,占全市草地的60.46%。根据内蒙古自治区草原勘察规划院2010年草原资源调查数据和国土三调融合数据,乌兰察布市草原共有6个大类、13个亚类。草原类包括草甸草原、典型草原、荒漠草原、草原化荒漠、低地草甸、山地草甸,分布面积分别为206.92万亩、2027.62万亩、2070.62万亩、478.47万亩、295.73万亩和27.07万亩;分别占草原总面积的4.03%、39.72%、40.56%、9.37%、5.79%和0.53%。草原亚类包括平原丘陵温性草甸草原亚类、山地温性草甸草原亚类、平原丘陵温性草原亚类、山地温性草原亚类、沙地温性草原亚类、平原丘陵温性荒漠草原亚类、山地温性荒漠草原亚类、沙地温性荒漠草原亚类、草原化荒漠亚类、低湿地草甸亚类、盐化低地草甸亚类、沼泽化低地草甸亚类和低中山山地草甸亚类,分布面积分别为7.74万亩、199.18万亩、1351.77万亩、674.50万亩、1.35万亩、1899.77万亩、13.46万亩、157.39万亩、478.47万亩、79.49万亩、209.64万亩、6.60万亩和27.07万亩,分别占草原总面积的0.15%、3.90%、26.47%、13.21%、0.03%、37.20%、0.26%、3.08%、9.37%、1.56%、4.11%、0.13和0.53%。乌兰察布市草原共有6个等级,分别是优质中产、优质低产、中质中产、中质低产、劣质中产、劣质低产,分布面积分别为687.77万亩、2342.52万亩、1127.38万亩、937.49万亩、0.46万亩、10.81万亩;分别占草原总面积的13.47%、45.87%、22.08%、18.36%、0.01%和0.21%。
乌兰察布市植被类型组合多样,可分为草甸、草原、荒漠、灌木、栽培植被、无植被区等。前山地区地形复杂、丘陵起伏、间有高山、盆地、沟壑,其南部为黄土丘陵。后山地区为乌兰察布市丘陵地带及平坦的天然大草原。从南部至北部的植物群落森林草原带、典型草原带和荒漠草原带的牧草平均覆盖度依次降低,种类变少。
3 监测方法与内容
3.1 草原植被物候期监测
草原植被物候期监测按照牧草发育时间依次开展,分别为牧草返青期监测、植被长势监测和植被枯黄期监测。植被物候期监测样地为30个,每个样地至少布设3个样方。每个样地拍摄1张景观照,每个样方拍摄1张俯视照。
草原牧草返青期监测:监测时间为4月下旬到5月上旬,在草原植被返青期前或者完全返青的时间段内,测定样方内植物的返青盖度百分率,以返青比例来判断景观内草原返青的阶段和程度。以返青率达到50%的日期作为返青监测关键时间点,根据当时监测到的返青率、结合当时气象状况,按照当地草原植物返青的一般性规律,推算出返青率达到50%的日期,以此作为判断当年草原是否提前或推迟返青的基准。主要监测植被返青率、返青主要牧草种类等情况。
返青盖度百分率=(进入返青期的植物盖度/植物总盖度)*100%
草原植被长势监测:监测时间时间为6月和7月,指的是草原植被在某一时间点或一定时间段的生长状况和变化态势,以及未来一段时间内的发展趋势。测定样方内植物的生产力、盖度、高度作为监测草原植被长势。主要监测草原植被高度、盖度和鲜草产量(产草量、可食产草量)、干草产量(产草量、可食产草量)等。
草原植被枯黄期监测:时间为9月份,草原植被开始枯黄时,采用地面监测的方法,开展枯黄期监测。样地枯黄率达到50%的日期作为枯黄关键时间点。每次实地监测结束后,要根据当时监测到的枯黄率、结合当时气象状况,按照当地草原植物枯黄的一般性规律,推算出枯黄率达到50%的日期,以此作为判断当年草原枯黄期是否提前或推迟的基准。参照往年监测资料开展定点定时拍摄枯黄期牧草照片工作。主要监测植被枯黄率、枯黄主要牧草种类等情况。
枯黄盖度百分率=(进入枯黄期的植物盖度/植物总盖度)*100%
3.2 草原盛草期监测
按照《全国林草生态综合监测技术规程(试行)》和林草生态综合监测草原样地监测工作相关要求,在每年牧草旺盛期8月开始监测国家已布置的246个样地。具体监测方法如下:
样地内用GNSS进行导航,确定样地中心点误差控制在15米以内,布设1个中心桩;半径40米的圆形样地,面积0.5 公顷范围拉三条夹角120°样线;填写样地调查因子。开展样线调查;观测样方调查:布设2m×2m,3个样方。调查草本和小半灌木,不调查灌木和高大草本;测产样方调查:观测样方周围5米内,布设1m×1m,3个样方,调查草本和小半灌木,不调查灌木和高大草本。主要监测样方总盖度、植物种数、草群平均高度、可食植物鲜草和干草产量、毒害草鲜草和干草产量、枯落物总量等;大样方调查:样地中心正西1米处为大样方东南角点布设10米×10米,1个样方,调查灌木和高大草本,不调查草本和小半灌木。主要监测样方内灌木覆盖总面积、平均高、产草量(鲜重、干重)。
3.3 数据处理
使用Excel2007进行草原植被高度、盖度和鲜草产量、干草产量等处不处理分析。
4 监测结果与分析
4.1 物候期监测结果与分析
乌兰察布市天然草原物候期监测30个点布局主要草地类型为温性典型草原类监测样地为31个,占样地总数的67%;温性荒漠草原类监测样地为6个,占样地总数的13%;温性草原化荒漠类监测样地为4个,占样地总数的8.7%;低地草甸类监测样地为2个,占样地总数的4.3%;山地草甸类监测样地为3个,占样地总数的6.5%。
4.1.1 返青监测结果与分析
监测范围涉及四子王旗、察右中旗、察右后旗、商都县、兴和县、察右前旗、凉城县7个旗县,开展返青期监测工作。根据地面监测结果:截止5月13日,全市牧草返青率都已达到50%。5月20日左右返青率达到100%,大部分天然草地牧草返青状况良好,前山地区察右前旗、凉城县和兴和县牧草50%返青率日期明显早于后山地区四子王旗、察右中旗、察右后旗、商都县。但由于降雨量和气温等因素,全市牧草整体返青时间比去年推迟2d。
4.1.2 6月份草原长势监测结果与分析
通过地面监测结果显示,2023年6月份全市草原植被盖度31.96%。其中植被盖度最高的地区为兴和县草原植被盖度45%,与上年同期相比增加29.92%,4个监测样地均为温性草甸草原类;植被盖度最低的地区为四子王旗10.22%,与上年同期相比降低3.69%,6个监测样地3个样地为温性荒漠草原类,3个样地为温性草原化荒漠类。察右中旗和商都县的植被盖度显著高于其他旗县。
草原植被高度平均为5.27cm。监测样地中,只有四子王旗和察右中旗的样地中有温性荒漠草原,而全市植被平均高度最低的地区为四子王旗为3.17cm,与上年同期相比高度降低0.37㎝;对于不同旗县草原植被平均高度而言,具有温性典型草原的有凉城县、兴和县商都县、察右后旗、察右前旗。其中植被高度最高的地区为察右前旗为10.22cm,其次是凉城县的植被高度为7.56cm,与上年同期相比高度提高3.15㎝。
草原干草产量为20.98公斤/亩。在 5种草地类型中,温性草甸草原类的平均产草量最大。其中,干草产量最高的地区为凉城县为37.74公斤/亩,与上年同期相比增加20.34公斤/亩;其次是兴和县和察右中旗,分别为27.35、24.03公斤/亩。四子王旗为温性荒漠草原类,产草量最低为2.17公斤/亩,与上年同期相比减少了4.53公斤/亩。
如表缩减,6月份乌兰察布市草原牧草高度和盖度除了四子王旗其余旗县均有所提高。牧草产草量与去年同期相比均提高。凉城县和商都县牧草产草量与去年同期相比增加幅度最大。
4.1.3 7月份草原长势监测结果与分析
全市7月份草原植被平均草群高度6.46㎝,盖度32.76%,干草产量31.87公斤/亩。通过地面监测结果显示,植被盖度最高的地区为商都县为54.67%,植被盖度最低的地区为四子王旗13.11%。卓资县的植被盖度显著高于凉城县、兴和县、丰镇市、化德县以外的所
有旗县。
11个旗县监地中,植被平均高度最高的地区为凉城县为12.89cm,其次是察右前旗和卓资县,分别为10.44cm、9.17cm植被平均高度最低的地区为察右中旗为4.25cm;四子王旗、商都县、察右后旗、兴和县、丰镇市、化德县集宁区无显著差异。
全市干草产量最高的地区为卓资县为69.11公斤/亩,其次是凉城县和丰镇市,分别为37.74、27.35公斤/亩。四子王旗为温性荒漠草原类,产草量最低为2.17公斤/亩。其次是凉城县为49.34公斤/亩,草产量最低的地区为察右后旗为15.88公斤/亩,四子王旗、察右前旗、化德县集宁区无显著差异。
7月份乌兰察布市草原牧草产草量与去年同期相比有所下降。察右中旗、前旗、后旗、凉城县牧草产草量与去年同期相比有所下降,其余旗县牧草产草量与去年同期相比都有所提高。
4.1.4 草原枯黄期监测结果与分析
进入9月,降水普遍减少,草原从北向南陆续进入枯黄期。截止9月15日,监测范围内的46个样地均处于枯黄普遍期。9月下旬,因降水量、气温等因素影响,全市牧草均达到50%枯黄日期。天然草原牧草进入50%枯黄率日期最早的旗县是后山地区化德县,最晚的旗县是前山地区卓资县。总之,后山地区的旗县进入50%枯黄率日期较早于前山地区的旗县。
4.2 8月份草原盛草期监测结果与分析
2023年全市草原综合植被覆盖度为35.93%,平均草群高度为10.33厘米,草原生产力为45.50公斤/亩,干草产量235.78万吨。
通过地面监测结果显示,植被盖度最高的地区为凉城县为77.15%,植被盖度最低的地区为四子王旗21.8%。兴和县、丰镇市、卓资县、察右前旗、集宁区的植被盖度显著高于其余旗县。如表所见,11个旗县监地中,植被平均高度最高的地区为凉城县为19.23cm,化德县草原植被平均草群高度最低,为2.93㎝。兴和县、商都县察右前旗、丰镇市、卓资县和集宁区的草原植被平均高度明显高于其余旗县。全市生产力最高的地区为卓资县为64.78公斤/亩,其次是察哈尔右翼前旗为53.93公斤/亩。商都县和凉城县的生产力最低为35.89公斤/亩、37.04公斤/亩。化德县、察右后旗、察右前旗、丰镇市、卓资县、集宁区的天然草原生产力显著大于其余旗县。
就不同旗县而言,四子王旗的天然牧草干草产量最高,为140.45万吨,集宁区的天然牧草干草产量最底,为1.16万吨,卓资县、察右后旗和察右中旗的天然牧草干草产量大于其余旗县。2023年与2022年4月-8月相比,进入 8 月份盛草期大部分旗县降水量偏少。由于降水影响,除了察右后旗、化德县,其它旗县干草产量都有所下降。凉城县干草产量下降显著。
5 讨论
通过返青监测、长势监测、盛草期监测和枯黄期监测,及时掌握了乌兰察布市天然草原植被长势情况,为草原生态系统的利用和管理,草原生态系统可持续发展提供基本有效的参考数据。2023年由于气温和降雨量等因素乌兰察布市天然草原牧草返青期推迟,给当地带来天然牧草生长期推迟、草产量降低等影响,从而直接影响天然草原牧草供给,给当地畜牧业生产带来一定影响。天然牧草除受区域水热条件、极端气候及天气变化等自然因素影响外,放牧、草畜平衡、轮牧休牧等管理和使、利用方式也会导致植被高度、盖度和产草量。从各旗县来看,位于南部的凉城县植物群落平均高度显著高于其他旗县,卓资县则是植被盖度和产量最高的旗县。
根据监测数据来看,乌兰察布市一些监测样地中,一年生植物和二年生植物芨芨草、刺藜和栉叶蒿、猪毛蒿、狼毒草等在群落中的组成占有重要地位,且退化指示植物旋花具有较高的频度和密度,预示草原退化程度较大。
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