专利名称：一种基于可视化植被指标评价高寒草地退化程度的方法
技术领域：
本发明一种基于可视化植被指标评价高寒草地退化程度的方法，是一种新的高寒草地退化程度评价方法。该发明属于高寒草地退化程度诊断及评价技术领域，是草地保育及退化草地治理中重要的基础性工作。基于野外调查数据对高寒草地退化状况进行合理评价，才能相应制定科学的保育及恢复规划，采取有效的措施。可以说高寒草地退化状况诊断的合理性会直接影响决策，以至于影响高寒地区畜牧业经济发展及当地和周边地区的生态安全。
背景技术：
青藏高原是世界的“第三极”，是中国乃至世界重要的生态屏障。它是长江、黄河、 澜沧江的发源地，被称为“中华水塔”。该区域85%以上都覆盖有高寒草地，是中国主要的天然牧场之一，并提供水土保持、土壤养分维持、基因保育等生态系统服务功能。然而，近些年来由于气候变化以及人为干扰等影响，高寒草地退化日益严重。草地退化面积每年以 1. 2-7. 44%增长。在这种情况下，退化高寒草地的恢复尤为迫切和重要，而恢复政策的合理制定则需要以对草地退化程度的可靠诊断为基础。草地健康状况的诊断与评价是退化草地生态恢复的前提和基础。目前已有学者对中国草地退化水平进行分类及界定。在这些研究中，草地退化等级主要是由一些可调查的植被指标，如物种多样性，植物的高度，植被覆盖度、草地净初级生产力和草地质量等进行划分；或根据遥感图像提取出的NDVI单项指标来进行划分。但目前常用的高寒草地退化程度评价方法主要是对退化程度进行定性描述。这些方法对高寒草地健康程度评价起到了积极的作用，但也存在一些不足，它们不能定量描述高寒草地健康程度。到目前为止，还未曾有根据草地退化的可见指标对草地退化程度进行量化的评价方法。原有的评价体系常会出现根据各单项指标进行退化程度诊断，评价结果不同的现象。且原有的评价体系也未明确体系中各指标的权重，从而导致对于草地退化程度评价的不确定性。因此，在认识到高寒草地生态系统退化程度评价指标体系在科学性、合理性方面所具有的局限性的基础上，鉴于草地生态系统退化所呈现的客观特征，建立了基于可视的草地植被指标评价方法，构建高寒草地退化指数(⑶I)来评价高寒草地退化程度。可视化的草地植被指标即指可以通过野外调查直接获得的草地群落结构指标。
发明内容
本发明目的在于提供一种高寒草地退化程度评价的新方法，即利用可视化植被指标构建草地退化指数，并对高寒草地退化状况进行综合分析评价。评价方法简单实用，易于在我国高寒草地退化程度评价工作中推广，可直接根据可视化的植被指标评价出草地退化等级，并可以量化草地退化程度，更易于对比草地退化状况。高寒草地退化程度评价体系建立的首要环节即指标体系的建立。为了保证指标选择的科学性及合理性，指标的选择应遵循如下原则数据的可获得性和代表性；指标对变化响应的敏感性；指标的独立性及可比性。草地退化直接导致草地群落组成及结构发生变化，植被结构是生态系统状态的直接反映。对大量高寒草地进行植被调查，并对退化草地植被数据进行相关性分析，筛选出四个最能体现草地退化状况的植被指标，包括盖度、产草量比例、可食牧草比例、可食牧草高度作为综合评价草地退化程度的指标。这四个指标均可以在野外调查中直接获得，且均可以被准确量化。各指标的权重根据不同退化等级该指标下降的比例来确定。草地退化是植被发生逆向演替的结果。根据演替理论(无论是单元顶级理论还是多元顶级理论)，对于高寒草地退化程度的评价需要以未退化草地为参照系统，运用草地植被状况的实测数据与未退化草地系统进行对照，从而分析草地退化程度。草地退化指数(DGI)构建如下GDI = (100-C) X28% +(100-P) X39% + (70-E) X26% + (25-H) X7%其中E = E1ZP1XlOOC为盖度(％)，P为产草量比例(％)，E为可食牧草比例(％)，H为可食牧草高度(％ )，E1为实测可食牧草量，P1为实测产草量。考虑到产草量的季节波动，应根据不同的测定月份对产草量比例做如下计算P = (P1X γ tl) /(P0X γ J X 100其中P1为实测产草量，P0为所选参照系统(未退化草地)的产草量。Y tl为实测期产草量比例系数，Yttl为所选参照系统t月时产草量比例系数，当t为5月份是，γ =4； 当t为6月份时，γ = 2 ；当t处于8-10月时，γ = 1。实际应用中只需实际测定高寒草地植物群落的盖度、生物量、可食牧草量与可食牧草高度，并测定选定参照系统(未退化草地)产草量，即可根据上述公式进行计算，得出草地退化指数，以评价其退化程度。具体划分标准如表1所示。该评价方法不仅能将所调查的样地划分为五类，即未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化，还可以根据GDI 指数更加准确的对比出不同样地间的退化程度的差异。本指数的特征在于量化了高寒草地退化程度，运用在野外调查中可以直接获得的四个可视化指标，计算出草地退化指数(⑶I)。与之前的评价指标相比，⑶I指数具有以下优点(1)该方法采用可通过野外调查直接获得的四个可视化指标，即盖度、产草量比例、可食牧草比例、可食牧草高度，对草地退化程度进行评价，这四个指标易于获取使得该指数更易于在实际应用中被接受，能有效促进其在实践中发挥其功能；(2)该指数第一次考虑到草地群落结构的季节动态，根据植被群落调查所处时期不同进行换算，从而对草地退化程度进行统一的评价；(3)该方法第一次量化的草地退化程度，可以更准确的诊断草地的健康状况。表1根据⑶I指数对草地退化程度的划分标准
权利要求
1.一种基于可视化植被指标评价高寒草地退化程度的方法，其特征在于基于一组可通过野外调查获得的可视草地植被信息，包括高度、产草量、可食牧草量、可食牧草平均高度，构建草地退化指数，根据计算出的指数大小评价高寒草地退化程度。所述的草地退化指数⑶I由整数位和小数点后一位有效数字组成，其结构为GDI = (IOO-C) X28% + (100-P) X39% +(70-E) X26% +(25-H) X7%0其中C为盖度，P为产草量比例，E为可食牧草比例，H为可食牧草高度。
2.根据权利要求1所述的高寒草地退化程度综合指数评价方法，其特征在于，对于高寒草地，其⑶I指数小于13. 9时，草地为未退化草地；当⑶I指数介于13. 9-33. 5之间时为轻度退化草地；当GDI指数介于33. 5-52. 4之间时为中度退化草地；当GDI指数介于 52. 4-68. 4之间时为重度退化草地；当⑶I指数大于68. 4时为极度退化草地。
全文摘要
本发明基于可视化植被指标，运用草地退化指数评价其高寒草地退化程度。所述的草地退化指数(GDI)由整数位和小数点后一位有效数字组成，其结构为GDI＝(100-C)×28％+(100-P)×39％+(70-E)×26％+(25-H)×7％。其中C为盖度，P为产草量比例，E为可食牧草比例，H为可食牧草高度。实际应用中只需测定植物群落的盖度、生物量、可食牧草量和可食牧草高度，即可计算其GDI指数。根据GDI指数判定其退化程度，当GDI指数小于13.9时，草地为未退化草地；当GDI指数介于13.9-33.5之间时为轻度退化草地；当GDI指数介于33.5-52.4之间时为中度退化草地；当GDI指数介于52.4-68.4之间时为重度退化草地；当GDI指数大于68.4时为极度退化草地。本发明可以完整表达草地退化状况信息，对高寒草地退化程度进行定性、定量评价。
文档编号A01G7/00GK102323974SQ20111015108
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者朱磊, 李媛媛, 李小艳, 温璐, 董世魁 申请人:北京师范大学