Journal of Modern Agriculture January 2014, Volume 3, Issue 1, PP.17-22
The Applications of Remote Sensing for the Current Situation of Grassland Types and Distribution Area Monitoring in Dongwu Banner, Inner Mongolia Shuhua Zheng Institute of Inner Mongolia Grassland Surveying and Planning, Inner Mongolia, 010051, Hohhot #Email: zshnmg@163.com
Abstract TM satellite images in 2009 were utilized to analyze the grassland distribution of Dongwu banner, Inner Mongolia based on GIS platform; in combination with the ground survey method and Global Positioning System (GPS); which laid foundation for the realization of subsidies and reward for ecological protection of grassland. Keywords: The Current Situation of Grassland Resources; Remote Sensing Monitor; Grassland Types, Distribution Area
内蒙古东乌旗草原类型分布现状的遥感监测研究 郑淑华 内蒙古自治区草原勘察规划院，内蒙古 呼和浩特 010051 摘
要：本研究利用 2009 年 TM 卫星影像，结合地面调查和全球定位系统(GPS)，在地理信息系统平台上(GIS)对东乌珠
穆沁旗草原类型分布现状进行监测和分析，得出了当前东乌旗草原资源类型和面积分布现状，为草原生态保护补助奖励 机制的实施提供了数据基础。 关键词：草原资源现状；遥感监测；草原类型；分布面积
草原是地球上重要的生态系统类型，是人类最重要的可更新生态资源，同时也是发展草原畜牧业经济的 重要物质基础。东乌珠穆沁旗草原处于内蒙古高原中部锡林郭勒草原的乌珠穆沁盆地东北部，属草甸草原向 典型草原的过度地带，是内蒙古发展草原畜牧业的重要基地[1]。近年来，随着人口、经济的快速发展，牲畜 数量的连年增长，干旱的加剧，已经导致草原发生深刻变化。为了摸清草原资源动态变化，反映草原生态建 设成效，查清草原资源现状，我们于 2009 年在内蒙古东乌旗应用“3S”技术结合地面调查技术，根据 TM 卫星数据和地面调查数据，对草原资源现状进行调查与分析。
1
自然概况 东乌珠穆沁旗[2] 位于内蒙古自治区锡林郭勒盟东北部，大兴安岭西麓，东经 115°10′～120°07′，北纬 44°
41′～46°10′（见图 1），海拔 800m～1500m ；该旗气候属北温带大陆性气候，四季分明，春季干旱多 风，夏季温热而短促，秋季凉爽降水多而温差大，冬季寒冷而漫长、降雪少；年平均气温 1.6℃；年平均降 水量 250～300 mm，70 %集中在 6～8 月份；年蒸发量在 3000mm 以上，是降水量的 7.5 倍；年均日照时间 2975 小时，太阳辐射强烈，湿润度 0.1～0.4；平均风速 3.6 米/秒，年生长期（日均 5℃以上）95 天，无霜期 基 金 资 助 ：受
2011 年 内 蒙 古 自 然 基 金（ 2011BS0405），2012 年 内 蒙 古 科 技 厅 软 科 学 项 目（ 提 升 创 新 能 力 的 研 究 ）， 2012 年 内 蒙 古 农 牧 科 学 院 创 新 基 金 （ 2011CXJJM04） 和 青 年 创 新 基 金 （ 2011QNJJM06） 资 助 。 - 17 www.jma-journal.org
平均为 120 天。全旗土壤水平地带性分布非常明显，由东向西依次有灰色森林土、黑钙土、栗钙土，非地带 性土壤有沼泽土、草甸土、风沙土。植被类型主要有以贝加尔针茅 (Stipa Baicalensis)、羊草 (Leymus chinensis) 和线叶菊 (Filifolium sibiricum) 等建群的温性草甸草原，以大针茅 (Stipa grandis)、克氏针茅 (Stipa krylovii)、 羊草、糙隐子草 (Cleistogenes squarrosa) 等建群的温性典型草原，以羊草、芦苇 (Phragmites australis)、芨 芨草 (Achnaterum Sibiricum)、碱蓬 (Suaeda corniculata)、盐爪爪 (Kalidium cuspidatum) 等建群的低地草甸， 以地榆 (Sanguisorba officinalis)、脚苔草 (Carex pediformis) 等建群的山地草甸和以芦苇建群的沼泽。
2
研究方法
2.1 地面调查方法 2.1.1
样地设置
根据 1：10 万的卫星影像图、地形图和草原类型图，结合草原类型、草原地形特征、草原植物群落特征、 草原利用特征以及草原的交通条件，在室内布设调查路线，在调查路线上设置样地。根据调查区域的自然、 交通条件和影像特征，在每一幅 1:10 万的影像图或者地形图设置 3～5 个样地；对于地形和草原类型复杂， 在每幅图上可以适当增加样地布设数量；对于草原类型较为一致的图幅，可以适当减少样地布设数量；林区、 戈壁地区的图幅，可以不设置样地。样地面积为 100 hm2。在本次东乌珠穆沁旗草原调查研究中，共设置样 地 200 个（见图 2）。
图 1 东乌旗草原在内蒙古的地理位置
图 2 东乌旗草原监测样地分布图
每个样地设置 6～10 个草本样方，共设置草本样方 700 个；每个样地设置灌木及高大草本样方 1～3 个， 共设置 45 个样方。草本及小（半）灌木样方大小：草原 1×1m2，草甸 0.5×0.5 m2；灌木及高大草本样方大 小为 5×5 m2 或 10×10 m2，根据植被分布的稀疏程度来确定该类样方的大小。 2.1.2
草原资源调查
于 2009 年 8 月份（植被生长高峰期），在每个设置的样地上，获取每个样地的基本特征信息，包括其 地理位置，地形特征，地表特征，草原类型、水分状况以及草原的利用方式、利用强度等。这些信息将会为 草原资源分布面积的确定提供基础数据，便于更准确、更真实的反映东乌旗草原资源的分布现状。获取草原 样地基本信息的同时，在每个样地上随机设置样方，调查每个样方中的植物种类组成。
2.2 遥感监测方法 不同类型草原资源分布面积的调查与监测以陆地资源卫星 2008 年～2009 年 TM 卫星数据为主要遥感信 息源。在对野外数据整理的基础上，将野外 GPS 样点数据与 TM 卫星影像与地形图叠加，在 Arc View GIS 3.3 软件环境中，根据影像的颜色、纹理等特征（图 3），对应野外调查资料，结合草原类型的判读标志，通过 勾绘、拓扑、接边等，来判断和划分不同类型草原的空间分布[3][4]，制作草原类型分布图（见图 4），利用计 算机软件系统，自动统计草原类型数据。 - 18 www.jma-journal.org
3
东乌旗草原类型分布现状分析 本研究通过应用遥感技术手段，结合地面调查方法，得出东乌珠穆沁旗草原面积为 394.57×104 hm2。按
照《内蒙古草地资源》[2]和《全国草原分类系统》[5]，本次监测将东乌旗草原划分为 5 个类，9 个亚类，26 个优势植物群落。其中，温性草甸草原类有 3 个亚类，7 个优势植物群落；温性典型草原类有 3 个亚类，10 个优势植物群落；低地草甸类有 3 个亚类，7 个优势植物群落；温性山地草甸类和沼泽类没有亚类，分别只 有一个优势植物群落。具体分类系统见表 2、表 3 和表 4。草原类型分布见图 4。
图 3 东乌旗草原 TM 影像图
图 4 东乌旗草原类型分布图
3.1 温性草甸草原面积分布现状 本研究结果（表 1）表明，东乌旗温性草甸草原面积为 137.29×104 hm2，占东乌旗草原总面积的 34.79%。 其中，平原丘陵草甸草原占温性草甸草原总面积的 87.47%，山地草甸草原占该类草原总面积的 12.53%，沙 地草甸草原占该类草原面积和草原总面积比例都较低。由此可见，在温性草甸草原中，以平原丘陵草甸草原 为主，山地草甸草原和沙地草甸草原在该类草原中所占比重较小，特别是沙地草甸草原，这说明该类草原沙 化程度极少。 表 1 东乌旗温性草甸草原面积及其生产力分布现状 编号
草地类型名称
草原总面积(104 hm2)
Ⅰ A 1 2 3 B 4 5 6 C 7
温性草甸草原类 平原丘陵草甸草原亚类 贝加尔针茅 羊草 线叶菊 山地草甸草原亚类 脚苔草 线叶菊 具灌木的贝加尔针茅 沙地草甸草原亚类 具灌木的差巴嘎蒿
137.29 120.09 88.66 18.85 12.57 17.20 8.36 6.63 2.21 0.002 0.002
亚类面积 73.83 15.71 10.46 48.60 38.56 12.84 100.00
占草地的比例% 类面积 草原总面积 34.79 87.47 30.43 64.58 22.46 13.74 4.78 9.15 3.18 12.53 4.36 6.09 2.12 4.83 1.68 1.61 0.56 0.0012 0.0004 0.0012 0.0004
在温性草甸草原中，平原丘陵草甸草原分布着以贝加尔针茅、羊草、线叶菊 3 个物种分别为优势建群种 的植物群落，其中，贝加尔针茅群落分布面积最大，占该亚类草原面积的 73.83%；羊草群落分布面积次之， 线叶菊群落分布面积最小；这些表明，贝加尔针茅群落为该亚类的主要草原植物群落。山地草甸草原分布着 以脚苔草、线叶菊、具灌木的贝加尔针茅分别为优势建群种的植物群落，其中，脚苔草群落分布面积最大， 占该亚类草原面积的 48.60%；线叶菊群落分布面积次之，占该亚类草原面积的 38.56%；具灌木的贝加尔针 茅群落分布面积最小；表明在山地草甸草原中，以线叶菊和脚苔草为主要的优势草原植物群落。而对于沙地 草甸草原只有一个植物群落，即具灌木的差巴嘎蒿群落，其分布面积较小（详见表 1）。综合上述分析，温 - 19 www.jma-journal.org
性草甸草原的植被类型主要是由贝加尔针茅、羊草和线叶菊为优势建群种来构建，这 3 个植物群落分布面积 所占比例分别为 64.58%、13.74%和 13.98%。
3.2 温性典型草原面积分布现状 根据表 2 可知，东乌旗温性典型草原面积为 206.17×104 hm2，占东乌旗草原总面积的 52.25%，高于温 性草甸草原。其中平原丘陵典型草原面积为 199.91×104 hm2，占温性典型草原总面积的 96.97%；山地典型 草原面积为 3.01×104 hm2，占该类草原总面积的 1.46%；沙地典型草原面积为 3.24×104 hm2，占该类草原 面积的 1.57%。由此可见，在温性典型草原中，以平原丘陵典型草原为主，山地典型草原和沙地典型草原在 该类草原中所占比重较小，这说明该类草原中草原沙化程度较少。 在温性典型草原中，平原丘陵典型草原分布着以克氏针茅、大针茅、羊草、糙隐子草、多根葱等分别为 优势建群种的植物群落，其中，克氏针茅群落分布面积最大，占该亚类草原面积的 50.26%，占该类草原面积 的 48.74%，占草原总面积的 25.46%；大针茅群落的分布面积次之，占该亚类草原面积的 16.38%；羊草群落 分布面积略低于大针茅群落，占该亚类草原面积的 14.86%；糙隐子草群落和多根葱群落则分布面积小于羊草 群落，分别占该亚类草原面积的 10.91%和 7.13%；此外，以冷蒿等为优势建群种的植物群落（其它）分布面 积比例较小，仅占该亚类草原面积的 0.46%。由此可见，克氏针茅建群的植物群落不仅是平原丘陵典型草原， 而且是温性典型草原的主要草原植物群落；以大针茅、羊草、糙隐子草以及多根葱 4 个物种分别建群的植物 群落也是该亚类草原植物群落的主要构成群落。山地典型草原分布着以大针茅和克氏针茅分别为优势建群种 的植物群落，其分布面积分别占该亚类草原面积的 96.30%和 3.70%，表明该亚类草原中的主要植物群落为大 针茅群落。沙地典型草原尽管在温性典型草原中分布面积比例较小，但却分布着以沙生冰草、小叶锦鸡儿、 沙地柏等多个物种为优势建群种的植物群落，其中，沙生冰草群落在该亚类分布面积最大，为该亚类草原植 物群落主要构成者。综合上述分析，温性典型草原的植被类型主要是由克氏针茅、大针茅、羊草、糙隐子草 为优势建群种来构建，这 4 个植物群落分布面积所占比例分别为 48.79%、17.29%、 14.42%和 10.58%。 表 2 东乌旗温性典型草原面积及其生产力分布现状 编号
草地类型名称
草原总面积(104 hm2)
Ⅱ A 8 9 10 11 12
温性典型草原类 平原丘陵草原亚类 克氏针茅 大针茅 羊草 糙隐子草 多根葱 其它 山地草原亚类 大针茅 克氏针茅 沙地草原亚类 沙生冰草 小叶锦鸡儿 沙地柏 其它
206.17 199.91 100.50 32.74 29.70 21.82 14.26 0.90 3.01 2.90 0.11 3.24 1.84 0.50 0.51 0.39
B 13 14 C 15 16 17
亚类面积 50.26 16.38 14.86 10.91 7.13 0.46 96.30 3.70 56.90 15.31 15.74 12.05
占草地的比例% 类面积 草原总面积 52.25 96.97 50.67 48.74 25.46 15.88 8.29 14.42 7.53 10.58 5.53 6.92 3.61 0.43 0.23 1.46 0.76 1.41 0.74 0.05 0.03 1.57 0.82 0.89 0.47 0.24 0.13 0.25 0.13 0.19 0.10
3.3 隐域性草原面积分布现状 在东乌旗，除上述两种类型草原外，还有 3 种类型的隐域性草原，即山地草甸、低地草甸和沼泽。根据 表 3 可知：山地草甸类和沼泽类 2 种类型草原的分布面积分别为 6293 hm2 和 47 hm2，在东乌旗草原总面积中 所占比例都比较小。低地草甸面积为 50.48×104 hm2，占东乌旗草原总面积的 12.79%；其中低湿地草甸分布 面积占低地草甸总面积的 35.17%；盐化低地草甸分布面积占低地草甸总面积的 56.44%；沼泽化草甸分布面 - 20 www.jma-journal.org
积占低地草甸总面积的 8.38%。由此可见，在低地草甸中，以盐化草甸为主，低湿地草甸次之，沼泽化草甸 在该类草原中所占比重较小。 在低地草甸中，低湿地草甸分布着以羊草、寸草苔等分别为优势建群种的植物群落，其中羊草群落分布 面积最大，占该亚类草原面积的 62.67%，为该亚类的主要植物群落；寸草苔群落分布面积次之，占该亚类草 原面积的 18.50%，也是低湿地草甸植物群落的构成之一；其它植物群落分布之和与寸草苔群落分布相当，在 该亚类中所占比重较小。盐化草甸分布着以羊草、芨芨草、碱蓬等分别为优势建群种的植物群落，其中羊草 群落分布面积最大，占该亚类草原面积的 42.59%；芨芨草群落分布面积次之，碱蓬群落分布面积低于芨芨草 群落，其它群落在该亚类中分布比例较小，详见表 3。由此可见，盐化低地草甸的主要构成群落为羊草、芨 芨草和碱蓬 3 个植物群落。沼泽化草甸分布着以芦苇和灰脉苔分别为优势建群种的植物群落，其中，芦苇群 落在该亚类草原中所占比重达到 98%，为该亚类的主要草原植物群落。综合上述分析可知，在低地草甸中， 植被类型主要是由羊草、芨芨草、碱蓬、芦苇为优势建群种来构建，这 4 种植物群落分布面积所占比例分别 为 46.08%、16.98%、11.82%和 11.67%。 表 3 东乌旗隐域性草原面积及其生产力分布现状 编号
草地类型名称
草原总面积(104 hm2)
Ⅵ 18 Ⅶ A 19 20
山地草甸类 地榆 低地草甸类 低湿地草甸亚类 羊草 寸草苔 其它 盐化低地草甸亚类 羊草 芨芨草 碱蓬 其它 沼泽化低地草甸亚类 芦苇 灰脉苔 沼泽类 芦苇
0.63 0.63 50.48 17.76 11.13 3.28 3.34 28.49 12.14 8.59 5.97 1.80 4.23 4.16 0.08 0.005 0.005
B 21 22 23 C 24 25 Ⅷ 26
4
亚类面积 100.00 62.67 18.50 18.83 42.59 30.14 20.95 6.30 98.23 1.78 100.00
占草地的比例% 类面积 草原总面积 0.16 100.00 0.16 12.79 35.17 4.50 22.04 2.82 6.51 0.83 6.63 0.85 56.44 7.22 24.04 3.08 17.02 2.17 11.82 1.51 3.56 0.45 8.38 1.07 8.24 1.05 0.15 0.02 0.00 100.00 0.00
结论
4.1 东乌旗草原面积分布 通过本研究得出：东乌珠穆沁旗草原有 5 个草原类，9 个草原亚类，26 个优势植物群落；总面积为 394.57 万 hm2。在 5 大类草原中，温性典型草原分布面积最大，温性草甸草原次之，低湿地草甸位居第三，沼泽类 分布面积最小。在 11 个草原亚类中，平原丘陵典型草原分布面积最大，平原丘陵草甸草原分布面积位居第 2， 盐化低地草甸分布位居第 3，其余 7 个亚类分布面积之和仅为 691.27×104hm2，占草原总面积的 11.68%。在 26 个植物群落中，克氏针茅群落分布面积最大，占草原总面积的 25.46%；贝加尔针茅群落分布次之，占草 原总面积的 22.46%；羊草群落分布第三，占草原总面积的 18.21%；大针茅群落和糙隐子草群落分布则分别 占草原总面积的 9.03%和 5.53%；其余各草地型分布面积比例都低于 5%。
4.2 东乌旗草原植物群落的分布 根据本研究分析，在东乌旗，温性草甸草原植物群落主要是以贝加尔针茅、羊草和线叶菊 3 个物种为优 势建群种；温性典型草原主要是以克氏针茅、大针茅、羊草、糙隐子草、多根葱 4 个物种为优势建群种；低 地草甸主要是以羊草、芨芨草、碱蓬和芦苇 4 个物种为优势建群种；山地草甸中，主要是地榆和脚苔草；沼 - 21 www.jma-journal.org
泽中主要是芦苇。综上所述，在东乌旗草原，优以克氏针茅、贝加尔针茅、羊草，大针茅和糙隐子草为主要 建群植物群落。
REFERENCES [1]
包学明, 春花, 金国. 东乌珠穆沁旗草原生态系统变化浅谈[J]. 内蒙古草业, 2009, 2(1): 14~16.
[2]
“内蒙古草地资源” 编委会. 内蒙古草地资源[M]. 内蒙古人民出版社, 1990.
[3]
徐斌, 杨秀春, 侯向阳, 等. 草原植被遥感监测方法研究进展[J]. 科技导报, 2007, 25(9): 5~8.
[4]
曹鑫，辜智慧, 陈晋, 等. 基于遥感的草原退化人为因素影响趋势分析[J]. 植物生态学报, 2006, 30 (2) 268～277.
[5]
农业部畜牧兽医司等主编. 中国草地资源数据[M]. 中国农业科技出版社, 1994 年 4 月.
【作者简介】 郑淑华（1977- ），女，汉族，内蒙古赤峰市翁牛特旗人，副研究员，在读博士后，主要从事草地生态与 管理方面的研究。E-mail: zshnmg@163.com
- 22 www.jma-journal.org