1引言

錫林郭勒草原位于內蒙古高原東南緣，首都北京北側，是我國四大草原之一。由于獨特的地理位置及其區域氣候、土壤和生態特點，本區生態平衡功能脆弱，農牧業生產不穩定，區域經濟社會發展與生態環境保護之間的矛盾十分尖銳。20世紀50年代以來，由于人類活動強度不斷加劇，加上區域氣候變化等因素影響，本區草地植被退化，生產力下降，土地風蝕沙化，水土流失加劇，沙塵暴頻發，生態系統日漸退化[1,2]。鑒于錫林郭勒盟及整個蒙古高原生態系統對于首都北京乃至中國華北地區生態環境質量和生態安全的重要性，國內外許多學者就該區草地生態系統結構和功能展開了研究。例如：艷燕等對內蒙古錫林浩特東部地區研究后發現：錫林郭勒盟東部地區草地生態系統在2000年之前呈現持續、加速退化態勢，2000年之后草地退化態勢得到緩解和遏制[3]。岳書平等對內蒙古巴林右旗草地退化進行了研究，分析了道路、居民點等對草地退化的影響[4]。李興華[5]、王安琪[6]等基于遙感影像對內蒙古不同地區的草地生態系統的現狀和動態變化都有研究。近年來，隨著遙感的發展及長時間序列數據的積累，研究人員開始應用國際共享的遙感生態參數（如NDVI、NPP等）和氣象站點數據對蒙古高原植被結構和功能特征及其與水熱因子的關系進行研究[7-9]?？偨Y以上研究成果發現，雖然目前已經有許多以遙感影像數據和GIS空間分析方法為支撐的應用研究，但是這些研究所覆蓋的空間范圍、時間范圍以及數據空間精度和時間間隔等并不能完全盡如人意[10,11]。為此，本研究基于1975年MSS數據、1990年、2000年、2005年、2009年的LandsatTM遙感影像，首先構建了內蒙古錫林郭勒盟5期草地現狀數據集、4期草地動態變化數據庫；基于上述時空數據平臺，開展錫林郭勒盟草地資源現狀及20世紀70年代以來草地資源時空動態變化分析。本研究試圖揭示錫林郭勒盟草地生態系統演變規律及其主要驅動機制，為錫林郭勒盟生態保護和建設工程成效評估及未來的生態規劃提供科學支撐。

2研究區概況和數據來源

2.1研究區概況

內蒙古自治區錫林郭勒盟（圖1）地處北緯43°02'-44°52'、東經115°13'-117°06'之間，總面積約20.3萬km2。錫林郭勒盟屬于大陸性干旱、半干旱氣候；年均氣溫1~4℃，降水量150~400mm，全年平均風速為（3.5~5.3）m/s。錫林郭勒盟是一個以高平原為主體、兼有多種地貌的地理單元，海拔在800~1800m之間，地勢南高北低。本區地帶性土壤有灰色森林土、黑鈣土、栗鈣土、灰褐土、棕鈣土,局部地區分布有風沙土，隱域性土壤主要有草甸土、沼澤土及鹽堿土；草原類型主要包括草甸草原、典型草原和荒漠草原；植被組成主要以貝加爾針茅(S.baicalensis)、大針茅(S.grandis)、克氏針茅(S.krylovii)、戈壁針茅(S.gobica)、石生針茅(S.klemenzii)等旱生型禾草占優勢。

2.2數據來源

研究使用了1975年MSS影像、1990年、2000年、2005年的LandsatTM影像以及2009年的HJ-1影像。在遙感軟件支持下，首先對遙感圖像進行預處理，包括幾何糾正，假彩色合成，鑲嵌裁剪等；而后采用計算機輔助人工目視判讀方法，對研究區土地利用和土地覆被類型進行解譯。土地分類系統采用了中國科學院20世紀土地利用和土地覆被時空平臺的分類系統[12]；其中草地分為高覆蓋度、中覆蓋度和低覆蓋度草地等三種類型。經過上述影像預處理和土地解譯工作，構建形成了錫林郭勒盟1975年-2009年5期草地現狀數據集、4期草地動態變化數據庫；為了進一步分析草地生態系統內部草地亞類的變化，將上述基于覆蓋度分級的草地數據與1∶100萬草地類型數據進行空間疊加[13]，可以形成基于草地生態系統二級類型的長時間序列草地空間分布數據。以上述長時間序列（1975年-2009年）草地類型空間數據為基礎，在ArcGIS等軟件支持下，可以對錫林郭勒盟草地資源的空間格局及動態變化進行定性和定量分析。

3結果與分析

3.1草地資源總體特征

對1975年-2009年錫林郭勒盟草地資源的統計分析表明，過去30余年來錫林郭勒盟草地資源總體特征并沒有發生重大變化。草地是錫林郭勒盟的主導生態系統，草地總面積約為17.6萬km2，占國土面積的比例始終在86%以上。其中，1975年為17.75萬km2，1990年為17.63萬km2，2000年為17.40萬km2，2005年為17.49萬km2，2009年為17.71萬km2。錫林郭勒盟草地生態系統的空間分布具有明顯的徑向地帶性變化規律。從東向西，草地類型依次為溫性草甸草原、溫性草原、溫性荒漠草原（圖2）。其中，溫性草甸草原主要分布于錫林郭勒盟東部，總面積為2.2萬km2；溫性草原是錫林郭勒盟面積最大的草原類型，主要分布在錫林郭勒盟中部和南部，總面積為8.7萬km2；溫性荒漠草原類主要分布在錫林郭勒盟西部，總面積達4.4萬km2，為錫林郭勒盟草原面積第二大植被類型。除此之外，研究區還分布有少量低地鹽化草甸、溫性山地草甸、溫性草原化荒漠以及溫性荒漠。其中低地鹽化草甸多零星分布于錫林郭勒盟東部和中部的河流、沼澤等低洼地區，溫性山地草甸主要分布在錫林郭勒盟東部低山丘陵地區，溫性草原化荒漠主要分布于錫林郭勒盟西部及南部；溫性荒漠類草地在錫林郭勒盟東部有零星分布。從草地覆蓋程度上看，錫林郭勒盟草地覆蓋程度總體特征是東高西低（圖3）。高覆蓋度草地總面積約7.1萬km2，主要分布與錫林郭勒盟東部和南部地區，即錫林浩特市、東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗、正藍旗、多倫縣、太仆寺旗等；中覆蓋度草地總面積約7.8萬km2，主要分布于錫林郭勒盟中部地區，即阿巴嘎旗、錫林浩特市、鑲黃旗、正鑲白旗等地區；低覆蓋度草地總面積約2.8萬km2，主要分布在錫林郭勒盟西部，即蘇尼特左旗、蘇尼特右旗以及二連浩特等地區。

3.2草地資源時空變化

1975年-2010年間，盡管草地生態系統總面積變化不大，但草地生態系統的內部結構在時間序列上發生了較大變化。從草地覆蓋度方面上看（圖4，圖5），1975年-1990年間，草地生態系統總面積減少0.11萬km2。其中，高覆蓋度草地減少0.22萬km2，發生變化的區域主要集中在錫林浩特市、阿巴嘎旗、東烏珠穆沁旗和西烏珠穆沁旗；中覆蓋度草地增加0.13萬km2，變化區域主要是錫林郭勒盟中部地區的錫林浩特市、阿巴嘎旗、東烏珠穆沁旗、蘇尼特左旗、正藍旗；低覆蓋度草地減少0.02萬km2，變化區域主要分布在錫林郭勒盟西部地區，如蘇尼特右旗、蘇尼特左旗，阿巴嘎旗和東烏珠穆沁旗，烏珠穆沁旗也有少量變化。1990年-2000年間，草地生態系統總面積減少0.25萬km2。其中，高覆蓋度草地減少最多，達到0.42萬km2，在錫林郭勒盟各地區均有發生，尤其是錫林浩特市、西烏珠穆沁旗、烏珠穆沁旗和正鑲白旗；中覆蓋度草地和低覆蓋度草地均有增加，變化主要發生在東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗、蘇尼特左旗和蘇尼特右旗。2000年-2005年期間，草地生態系統面積開始扭轉了持續減少的態勢，高、中、低覆蓋度草原面積均有所增加。其中，高覆蓋度草地增加最多，主要集中在錫林郭勒盟的中部、東部區域，如錫林浩特市、西烏珠穆沁旗和東烏珠穆沁旗；中覆蓋度草地增加主要集中在錫林郭勒盟東北部和西南部；低覆蓋度草地增加廣泛分布于錫林郭勒盟各地。2005年-2009年，錫林郭勒盟草地面積保持持續增長。其中，高覆蓋度草地面積增加了0.24萬km2，增加區域主要集中在東烏珠穆沁旗和錫林浩特市；中覆蓋度草地面積也增加了0.3萬km2，發生區域主要集中在錫林郭勒盟中部和西部地區，如阿巴嘎旗、蘇尼特左旗、錫林浩特市；低覆蓋度草地減少約為0.01萬km2．就草地生態系統二級類型變化而言（圖6），在2000年之前，各種草地二級類型面積都在減少，其中，溫性荒漠草原和溫性草原減少最多，分別減少0.12萬km2和0.11萬km2；低地鹽化草地和溫性草甸草原減少面積次之，分別減少了0.38萬km2和0.07萬km2。2000年之后，各種草地二級類型草地面積都呈現增加的趨勢，其中，低地鹽化草甸和溫性草原增加最多，分別增加0.11萬km2和0.09萬km2；溫性荒漠草原和溫性荒漠草原增加面積次之，分別增加了0.08萬km2和0.578萬km2。