會澤縣草地資源類型空間分布特征分析

孫曉莉　趙然　鄭毅　和萬榮　費麗娜　田淑靜

摘要：為了開展草地資源不同類型空間分布特征研究，更好地落實生態(tài)保護(hù)措施，促進(jìn)草地資源可持續(xù)利用，以云南省會澤縣為研究區(qū)域，選取2009年、2016年兩期遙感影像，以及全國第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫、2016年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，借助于ArcGIS軟件，從草地資源類型動態(tài)變化度、地學(xué)信息圖譜的角度探討草地資源不同類型空間分布特征。結(jié)果表明：全縣4種草地資源類型中，山地草甸類占比較大，2009—2016年期間山地草甸類草地資源面積增加最多，為13 636.34 hm;從草地資源各類型動態(tài)變化度來看，全縣暖性灌草叢類動態(tài)變化度最大，為6.20%;從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)來看，熱性灌草叢類動態(tài)變化度較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為田壩鄉(xiāng)（17.71%）和大井鎮(zhèn)（16.06%）;暖性灌草叢類動態(tài)變化度較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為田壩鄉(xiāng)（21.21%）和大井鎮(zhèn)（11.46%）;山地草甸類動態(tài)變化度較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為田壩鄉(xiāng)（23.51%）和紙廠鄉(xiāng)（15.08%）;高寒草甸類僅分布在大海鄉(xiāng)和待補鎮(zhèn)，二者動態(tài)變化度均不大。從草地資源各類型增勢圖譜和減勢圖譜來看，4種草地資源類型在2009—2016年期間既有增加，也有減少。草地資源各類型增加和流向的地類中，占比較重的為林地和其他土地中的裸地，2009—2016年期間草地資源熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類分別凈增加4 831.23 hm、2 677.19 hm、13 636.34 hm、-10.25 hm，全縣草地資源凈增加21 134.51 hm²，說明當(dāng)?shù)亍巴烁€草、退林還草”等生態(tài)保護(hù)措施具有一定的成效。

關(guān)鍵詞：會澤縣;草地資源類型;動態(tài)變化度;地學(xué)信息圖譜

中圖分類號：F301.23文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

草地資源不僅是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，而且在水土流失防治、維護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面有著非常重要的作用[1-2]。近年來，由于受到全球氣候變化、人類活動以及社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展等因素影響，部分地區(qū)草地資源已經(jīng)出現(xiàn)退化趨勢，并引起草地質(zhì)量衰退、生物多樣性下降等一系列生態(tài)問題[3]。但隨著“退耕還草、退林還草”等生態(tài)保護(hù)政策的逐步實施，部分區(qū)域草地資源面積出現(xiàn)了增加趨勢。針對草地資源出現(xiàn)的各種情況，借助于信息化技術(shù)手段和空間分析技術(shù)等，國內(nèi)外學(xué)者做了大量研究，其主要集中在草地時空變化特征分析[4-6]、草地退化特征分析[7-8]等，但從土地利用動態(tài)變化度、地學(xué)信息增勢圖譜和減勢圖譜等角度對草地資源熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類不同類型進(jìn)行分析和研究的相對較少。

文中以云南省會澤縣為研究區(qū)域，基于2009年、2016年兩期遙感影像，以及全國第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫、2016年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫，從草地資源類型綜合動態(tài)度和地學(xué)信息圖譜兩方面，采用ArcGIS10.0軟件，對2009—2016年草地資源類型空間分布的特征進(jìn)行分析，以期為當(dāng)?shù)夭莸刭Y源植被恢復(fù)、生態(tài)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

會澤縣位于云南省東北部、曲靖市西北部，介于東經(jīng)103°03′～103°55′、北緯25°48′～27°04′之間;地處滇東高原與黔西高原結(jié)合部，位于烏蒙山系主峰地段，地勢南高北低，呈階梯狀下降，境內(nèi)相對高差3 322.3 m。會澤縣立體氣候特點突出，從南亞熱帶至寒溫帶氣候均有分布，其境內(nèi)草地資源豐富[9]。2016年全縣土地總面積為588 912.70 hm，草地資源面積為97 062.89 hm，占研究區(qū)土地總面積的16.48%，其中，熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類占研究區(qū)土地總面積的比例分別為3.68%、1.50%、11.27%、0.04%。

1.2數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)來源：草地資源圖斑數(shù)據(jù)主要包含2009年和2016年兩期遙感影像數(shù)據(jù)，空間分辨率為0.5 m，主要采用目視解譯、豐草期外業(yè)核查等方式獲取兩期草地資源圖斑數(shù)據(jù);行政區(qū)劃數(shù)據(jù)來源于會澤縣全國第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫[10]。

按照《云南省農(nóng)業(yè)廳辦公室關(guān)于印發(fā)云南省草地資源清查工作方案的通知》（云農(nóng)辦牧〔2017〕107號）及云南省草地資源清查工作方案，將研究區(qū)草地資源類型劃分為熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類4種類型草原，判別參考方法如下：

云南省熱性灌草叢類草原：海拔1 500 m以下的草原;緯度26°以北，海拔1 500～1 800 m，陽坡或半陽坡的草原;緯度26°以北，海拔1 800～2 000 m，陽坡的草原;緯度26°以南，海拔1 500～2 000 m，陽坡或半陽坡的草原;緯度26°以南，海拔2 000～2 300 m，陽坡的草原。

云南省暖性灌草叢類草原：緯度26°以北，海拔1 500～1 800 m，陰坡或半陰坡的草原;緯度26°以北，海拔1 800～2 000 m，半陽坡的草原;緯度26°以南，海拔1 500～2 000 m，陰坡或半陰坡的草原;緯度26°以南，海拔2 000～2 300 m，半陽坡的草原;緯度26°以南，海拔2 300～2 500 m，陽坡的草原。

云南省山地草甸類草原：緯度26°以北，海拔1 800～2 000 m，陰坡、半陰坡濕潤、半濕潤地域的草原;緯度26°以北，海拔2 000～3 800 m，濕潤、半濕潤地域的草原;緯度26°以南，海拔2 000～2 300 m，陰坡、半陰坡，濕潤、半濕潤地域的草原;緯度26°以南，海拔2 300～2 500 m，半陽坡、陰坡、半陰坡，濕潤、半濕潤地域的草原;緯度26°以南，海拔2 500～3 800 m，濕潤、半濕潤地域的草原。

云南省高寒草甸類草原：海拔3 800 m以上，濕潤、半濕潤地域的草原。

1.3研究方法

1.3.1草地資源類型動態(tài)變化度

草地資源類型動態(tài)變化度用于定量描述，研究區(qū)域某一種草地資源類型在面積數(shù)量和空間上的變化情況，以及在一定的監(jiān)測時間段內(nèi)變化的劇烈程度。草地資源類型動態(tài)變化度計算模型為[4]

K=S-S/S×1/T×100% （1）

式中：K為草地資源類型單一動態(tài)變化度;S、S分別為某區(qū)域監(jiān)測開始和結(jié)束時的草地資源類型面積;T為監(jiān)測時間段。

1.3.2地學(xué)信息圖譜

地學(xué)信息圖譜具有同時表達(dá)地理空間結(jié)構(gòu)特征和時間動態(tài)變化的功能[11]。利用地學(xué)信息圖譜方法研究草地資源時空格局變化，其本質(zhì)是在GIS和遙感（remote sensing，RS）的技術(shù)支持下，對研究區(qū)的草地資源圖斑數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的提取[12]，并采用空間分析等方法生成一系列具有聯(lián)系的草地資源變化信息。文中主要采用地學(xué)信息圖譜對研究區(qū)草地資源類型時空變化特征進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1草地資源類型面積變化分析

2.1.1草地資源類型面積

2009年，會澤縣熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類面積分別為：16 821.36、6 166.89、52 708.76、231.37 hm2;2016年分別為：21 652.59、8 844.08、66 345.10、221.12 hm。2009—2016年期間草地資源面積增加21 134.51 hm2。從2009—2016年草地資源各類型變化情況來看，山地草甸類面積增加最多，其次為熱性灌草從類、暖性灌草叢類，而高寒草甸類出現(xiàn)減少的情況。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2009—2016年草地資源類型變化情況來看，熱性灌草叢類增加最多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為田壩鄉(xiāng)，其次為大井鎮(zhèn)和雨碌鄉(xiāng)，減少最多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為大海鄉(xiāng)，其次為樂業(yè)鎮(zhèn)和馬路鄉(xiāng);暖性灌草叢類增加最多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為田壩鄉(xiāng)，減少最多的為大海鄉(xiāng);山地草甸類增加最多的為大海鄉(xiāng)，其次為雨碌鄉(xiāng)和待補鎮(zhèn)，減少最多的為馬路鄉(xiāng)，其次為礦山鎮(zhèn)和老廠鄉(xiāng);高寒草甸類僅分布在大海鄉(xiāng)和待補鎮(zhèn)，均出現(xiàn)面積減少的情況。

2.1.2草地資源類型動態(tài)變化度

以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為研究尺度，根據(jù)式1可得研究區(qū)各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）2009—2016年草地資源各類型動態(tài)變化度，如圖1所示。

從草地資源類型動態(tài)變化度來看，全縣草地資源動態(tài)變化度為3.98%。從圖1可以看出：熱性灌草叢類動態(tài)變化度較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為田壩鄉(xiāng)（17.71%）和大井鎮(zhèn)（16.06%）;暖性灌草叢類動態(tài)變化度較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為田壩鄉(xiāng)（21.21%）和大井鎮(zhèn)（11.46%）;山地草甸類動態(tài)變化度較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為田壩鄉(xiāng)（23.51%）和紙廠鄉(xiāng)（15.08%）;高寒草甸類僅分布在大海鄉(xiāng)和待補鎮(zhèn)，二者動態(tài)變化度均不大。

全縣草地資源面積2009—2016年期間整體呈現(xiàn)增加的趨勢，但從各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）以及草地資源各類型面積變化情況來看，既有增加，也有減少。

2.2草地資源類型地學(xué)信息圖譜分析

草地資源動態(tài)變化可以通過地學(xué)信息圖譜進(jìn)行分析，其包括增勢圖譜和減勢圖譜[13]。增勢圖譜是指由非草地資源土地利用類型轉(zhuǎn)入草地資源的部分，即新增草地資源;減勢圖譜是指由草地資源轉(zhuǎn)為非草地資源土地利用類型的部分，即草地資源減少。文中對熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類4種不同草地資源類型進(jìn)行分析，2009—2016年會澤縣各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）草地資源不同類型演化圖譜、增勢圖譜和減勢圖譜，如表1～2、圖2～3所示。

從表1可以看出：草地資源各類型中，高寒草甸類草地資源新增地類來源主要為其他地類，但變化較小，僅有1.80 hm，主要是因為高寒草甸類草地資源主要分布在海拔3 800 m以上的區(qū)域，會澤縣在海拔3 800～4 000 m分布的草地資源相對較少。熱性灌草叢類草地資源新增地類來源占比較大的為其他土地，且主要為裸地，主要原因是熱性灌草叢類草地資源分布的海拔不是太高，受到人文因素和氣候因素影響較大，存在裸地轉(zhuǎn)化為草地資源的可能性。暖性灌草叢類和山地草甸類兩種類型的新增地類來源占比較大的均為林地，占各自增加地類總面積的比例為52.27%和54.87%，均超過50%，其原因主要是：在對2009年和2016年遙感影像解譯時，發(fā)現(xiàn)林地和草地資源存在交互，即“林下草”的情況。由于種植的樹木具有一定的生長周期性，當(dāng)種植的樹木較小時可能會判讀為草地資源，隨著樹木成長，又出現(xiàn)判讀為林地的情況。此外，在一定程度上，地類變化可能受到當(dāng)?shù)赝肆诌€草等生態(tài)保護(hù)政策的影響。

從表2可以看出：草地資源各類型中，高寒草甸類草地資源減少面積為12.06 hm，高于其新增面積1.80 hm，雖然全縣草地資源面積總體呈現(xiàn)增加的趨勢，但高寒草甸類卻呈現(xiàn)減少的趨勢，說明當(dāng)海拔高度超過3 800 m時，會對草地資源生長造成一定影響。熱性灌草叢類和暖性灌草叢類草地資源減少主要流向為其他土地，占各自減少總面積的比例為72.90%和57.30%，主要減少為其他土地中的裸地;從表1熱性灌草叢類草地資源新增地類來源中可以看出，其他土地中的裸地也占有較大的比重，說明裸地和草地資源存在相互轉(zhuǎn)變的情況，即一定時期內(nèi)存在裸地增加為草地資源的情況，同樣也存在草地資源減少為裸地的情況。山地草甸類草地資源減少主要流向為林地和其他土地，占其減少總面積的比例分別為54.51%、39.22%;山地草甸類草甸資源主要分布在海拔1 800～3 800 m，而會澤縣海拔大部分均位于此海拔高度，此類型草甸資源減少主要受到影像解譯和人文因素的影響，但總體上山地草甸類呈現(xiàn)增加的趨勢，且山地草甸類草甸資源在全縣草地資源總面積占比較大，說明此海拔高度較適宜草地資源生長。

從各類型草地資源總體變化來看，2009—2016年期間草地資源增加41 953.44 hm，減少20 818.93 hm，凈增加21 134.51 hm。

3結(jié)論與討論

文中從草地資源各類型動態(tài)變化度、地學(xué)信息圖譜不同角度，對會澤縣2009—2016年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類的分布數(shù)量、空間位置等進(jìn)行分析，進(jìn)一步明確草地資源各類型增加和減少的流向。

1）研究區(qū)草地資源主要分布類型為山地草甸類。全縣草地資源分布有4種類型，山地草甸類占比最大，其中2009年、2016年山地草甸類占全縣草地資源總面積的比例分別為69.42%和68.35%，2009—2016年期間山地草甸類草地資源面積增加13 636.34 hm，增幅為25.87%。從研究區(qū)各草地資源類型動態(tài)變化度來看，熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類全縣動態(tài)變化度分別為4.10%、6.20%、3.70%和-0.63%，說明2009—2016年期間4種草地資源類型僅有高寒草甸類出現(xiàn)面積減少的情況，其他3種草地資源類型均出現(xiàn)不同程度的增加，其中暖性灌草叢類增幅最大，達(dá)到43.41%。

2）從研究區(qū)地學(xué)信息增勢圖譜和減勢圖譜來看，2009—2016年各草地資源類型既有增加，也有減少，主要增加和流向的地類主要包括五大類，分別為耕地、園地、林地、建設(shè)用地、水域和其他地類，其中占比較大的為林地和其他地類中的裸地。從地學(xué)信息圖譜來看，影像解譯時受到“林下草”情況影響，此外，當(dāng)?shù)亍巴烁€草、退林還草”等生態(tài)保護(hù)措施具有一定的成效。2009—2016年期間草地資源熱性灌草叢類、暖性灌草叢類、山地草甸類、高寒草甸類分別增加4 831.23、2 677.19、13 636.34、-10.25 hm，全縣草地資源凈增加21 134.51 hm。

3）文中僅選擇2009年、2016年兩期影像對研究區(qū)草地資源各類型進(jìn)行空間分布特征分析，在今后的研究中將選擇多期遙感影像進(jìn)行分析對比，進(jìn)一步探討引起草地資源各類型動態(tài)變化的驅(qū)動力因素，促進(jìn)草地資源可持續(xù)利用。參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：周曉南）

Analysis on Spatial Distribution Characteristics of Grassland

Resource Types in Huize County

SUN Xiaoli ZHAO Ran ZHENG Yi HE Wanrong FEI Lina TIAN Shujing

（1.College of Surveying and Mapping Geographic Information，Yunnan Land and Resources Vocational College ， Kunming 652501， China;

2.College of Management， Xuzhou University of Technology， Xuzhou 221000， China）Abstract： In order to study the spatial distribution characteristics of different types of grassland resources， implement ecological protection measures better and promote the sustainable utilization of grassland resources， this paper selects the two phases of remote sensing images in 2009 and 2016， the second national land survey database， the 2016 land use change survey database as the basic data sources， and Huize County， Yunnan Province as the research area. The spatial distribution characteristics of different types of grassland resources are discussed from the perspective of dynamic change degree of grassland resources and geoscience information map with the help of ArcGIS software. The results show that： Mountain meadow accounted for a relatively large proportion among the four types of grassland resources in the county. During 2009—2016， the area of mountain meadow grassland resources increased the most， reaching 13 636.34 hm2; From the dynamic change degree of various types of grassland resources， the dynamic change degree of warm shrub and grass in the county was the largest which was up to 6.20%; From the perspective of villages and towns， the villages and towns with large dynamic change degree of thermal shrub and grass were Tianba Township （17.71%） and Dajing Town（16.06%）; Tianba Township （21.21%） and Dajing Town （11.46%） were the towns with large dynamic variation of warm shrub and grass; Tianba Township （23.51%） and Zhichang Township （15.08%） were the towns with large dynamic variation of mountain meadow; Alpine meadows were only distributed in Dahai Township and Daibu Town， and both had little dynamic change. From the perspective of the increasing and decreasing trends of various types of grassland resources， the four types of grassland resources both increased and decreased during the period 2009—2016. Forest land and bare land from other land accounted for a relatively large proportion of the increase and flow of grassland resources. During 2009—2016， the grassland resources of thermal shrub and grass， warm shrub and grass， mountain meadow and alpine meadow increased respectively by 4 831.23， 2 677.19， 13 636.34 and -10.25 hm2 respectively， and the grassland resources of the whole county increased by 21 134.51 hm2. All of these data indicate that the local ecological protection measures of “returning farmland to grassland， returning forest to Grassland” have achieved certain results.

Key words： Huize County; grassland resource types; dynamic change degree; geoscience information atlas