基于RS和GIS的呼伦贝尔草原产草量对冬季积雪的响应研究

摘要

在降水较少的干旱和半干旱地区，冰雪融水是植物生长的重要补充水源。积雪对草原植被的返青、长势及最终产量都有潜在影响。研究积雪和草原产草量之间的相关关系，分析积雪特征对不同地区产草量的影响，对指导放牧及维持草地生态健康具有重要意义。 本文以呼伦贝尔草原为研究区，基于MODIS积雪产品MOD10A1提取并分析了2000-2014 年间的积雪覆盖、积雪天数等的时空序列数据，基于 MODIS 净初级生产力产品MOD17A3 计算草地产草量并对其时空演变进行了分析，在此基础上，采用灰色关联度模型和协调度方法研究了产草量对积雪的响应特征。主要结论如下： （1）呼伦贝尔草原的年积雪覆盖率在20-40%之间，2月份的积雪覆盖率最大(44.61%)；年积雪天数在30天以上，各旗(县)区(市)的积雪天数差异明显，其中鄂温克族自治旗的多年平均积雪覆盖天数最高(56.69天)，满洲里市的平均积雪天数最少(33.36天)。月积雪覆盖率(MSCF)积雪天数变化趋势均为先上升后下降，但二者峰值出现的年份不同且具有四年的变化周期。 （2）2000-2014年呼伦贝尔草原的产草量呈现曲折变化总体增加的趋势，产草量(Y)与年份(x)间存在Y=0.05x3-1.10x2+7.47x+110.39 (R2=0.59)的关系。各旗县的产草量存在较大差异，总体来说新巴尔虎右旗和新巴尔虎左旗的总产草量最高，但单位面积产草量较低，海拉尔区和满洲里市的总产草量低而单位面积产草量最高，这与各旗县的地理位置、植被状况和水热条件有很大的关系。多年平均产草量的空间分布特征为东多西少，整体呈现经度地带性。产草量变化趋势以增加为主，增加幅度在20-40 g/m2的地区分布最广。 （3）对积雪覆盖率、降雪量、积雪天数、积雪指数、积雪覆盖率极差、标准差、变率等7个积雪特征参数变量经过相关分析去除相关性高的积雪覆盖率、积雪天数和积雪覆盖率极差后，剩余自变量与产草量之间的灰色关联度从高到低排列为积雪指数＞降雪量＞积雪覆盖率变率＞积雪覆盖率标准差，积雪指数与产草量的灰色关联度最大。历年积雪和产草量协调度分析也发现，积雪和产草量的协调度总体良好，其中新巴尔虎左旗、满洲里市、鄂温克族自治旗和陈巴尔虎旗4个旗县协调性较好。

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