基于土地利用調查成果的草原資源監測技術研究

吳恒 羅春林 朱麗艷 劉永杰 劉智軍 趙磊磊 張英團 程燕芳 湯惠敏

摘要 草原是我國陸地生態系統的重要主體，也是生態文明建設的主戰場之一。但草原資源本底不清，限制了草原的科學管理。按照牧區、半牧區、林區草原資源的差異性，分別選擇典型縣域進行案例分析。結果表明，由于草地認定標準差異、資源自身空間上的重疊、精度差異等方面原因，三調初步成果與原有的調查資料草地面積總量和空間分布均存在不同程度的差異;國土三調初步成果的圖斑區劃和屬性因子不能滿足草原資源經營管理的需求，應在三調的基礎上進行經營區劃和調查;草班和小班的區劃要滿足不同區域草原資源管理和經營的需要，調查內容包括類型、數量、質量、結構和功能等5個方面。

關鍵詞 草原資源;基況監測;區劃系統;國土三調

中圖分類號 S 812.5? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）20-0080-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.20.022

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Discussion of Grassland Resource Monitoring Based on the Results of the Land Usage Survey

WU Heng，LUO Chun-lin，ZHU Li-yan et al （Kunming Survey & Design Institute of State Forestry and Grassland Administration，Kunming，Yunnan 650216）

Abstract Grassland is an important part of Chinas terrestrial ecosystem，and one of the main battlefields of ecological civilization construction.However，the basic information data of grassland resources is unclear，which limits the scientific management of grassland.According to the differences of grassland resources in pastoral areas，semi-pastoral areas and forest regions，this study selects three counties for case analysis.The results showed that total area and spatial distribution of grassland exist difference at various levels between the third national land survey and original survey results due to the differences in grassland identification standards，spatial overlap of resources and accuracy.The division and attribute factor of the third national land survey cannot meet the needs of grassland resource management.As a result，management regionalization and investigation should be carried out on the basis of national land survey.The division of grass and scale should meet the needs of grassland resource management and operation in different regions.The survey content includes five aspects：type，quantity，quality，structure and function.

Key words Grassland resources;Base monitoring;Regionalization system;The third national land survey

作者簡介 吳恒（1990—），男，云南羅平人，工程師，在讀博士，從事林草資源調查監測與規劃設計研究。

收稿日期 2021-01-27;修回日期 2021-06-15

隨著新時期草原生態優先的功能定位進一步明確，草原工作步入新時期。原有的草原調查監測體系存在著資源本底不清、現狀不明等問題[1]，按照《自然資源調查監測體系構建總體方案》的分工和要求[2]，在自然資源統一調查、評價、監測制度的基礎上，建立全國草原資源小班檔案數據庫，落實到山頭地塊，是草原管理的現實需求，也是生態文明建設的客觀要求。該研究以牧區、半牧區、林區探索以國土三調初步成果為基礎[3]，銜接已有調查資料的草原資源監測對構建新時期草原監測評價體系具有借鑒意義。

草原基況監測是解決草原資源本底不清的關鍵，是新時期草原監測體系構建的基礎，是草地資源管理的首要任務，是草原項目落地的決策依據?；鶝r監測作為生態保護和修復、草原資源保護發展方針政策制定和草原經營管理的基礎資料，調查成果是建立和更新草原資源管理信息系統的基礎，是實行草原生態效益補償、指導和規范草原科學管理的重要依據[4]。調查成果也是草原碳匯、草原生態系統服務功能評價的基礎依據之一。探索草原資源基況監測具有現實意義，其主要任務是查清草原、草地和草資源的種類、數量、質量及其分布[5]，綜合評價草原資源現狀特征，客觀反映草原管理績效，提出對草原資源培育、保護與利用的意見。

1 研究區概況和數據來源

1.1 研究區概況

按照牧區、半牧區、林區分別選擇內蒙古自治區錫林浩特市、西藏自治區八宿縣、云南省永勝縣進行案例論證研究。錫林浩特市位于43°02′～44°52′N、115°18′～117°06′E，市境南北長208 km，東西長143 km，總面積14 785 km 處于內蒙古高原中部，地勢南高北低，南部為低山丘陵，北部為平緩的波狀平原，平均海拔高度988.5 m。地處中緯度西風氣流帶內，屬中溫帶半干旱大陸性氣候，降水量309 mm，無霜期144 d[6]。八宿縣位于29°40′～31°01′N、96°23′～97°28′E，縣境南北長210 km，東西寬80 km，總面積12 564 km 處于西藏自治區東部，地勢由東北向西南傾斜，縣城所在地海拔3 260 m。屬三江流域高山峽谷地帶，八宿縣以高原溫帶半干旱季風氣候為主，降水量233 mm，無霜期162 d[7]。永勝縣位于25°59′～27°04′N、100°22′～101°11′E，縣境南北長140 km，東西寬82 km，總面積4 950 km 處于云南省西北部，地勢東北高，西南低，縣城所在地海拔2 140 m。氣候以北亞熱帶山地季風氣候為主，降水量838 mm，無霜期236 d[8]。

1.2 數據來源

案例研究市（縣）收集的資料包括第三次全國國土調查初步成果，森林資源管理“一張圖”年度更新成果，森林資源規劃設計調查成果，草原普查或草原清查成果等。將各市（縣）的矢量數據均轉換為國家大地坐標系CGCS2000，再進行空間疊加分析。

2 結果與分析

2.1 土地利用現狀分析

2.1.1 草地范圍銜接分析。

國土三調初步成果的草地范圍空間疊加分析表明，錫林浩特市國土三調草地在草原普查中99.35%為牧草地，0.65%為非草地。八宿縣國土三調草地在森林資源管理“一張圖”中82.92%為牧草地，8.70%為未利用地，6.07%為灌木林地，2.31%為其他。其中，灌木林地覆蓋度30%～40%的占27.33%，覆蓋度>40%～60%占58.23%，覆蓋度>60%占14.44%。永勝縣國土三調草地在森林資源管理“一張圖”中0.01%為牧草地，38.59%為灌木林地，26.21%為宜林荒山荒地，35.19%為其他。其中，灌木林地覆蓋度30%～40%的占29.72%，覆蓋度>40%～60%占57.72%，覆蓋度>60%占12.57%。

林業和草原調查資料的草地范圍空間疊加分析表明，錫林浩特市草原普查草地在國土三調中90.74%為草地，4.35%為內陸灘涂，1.6%為灌木林地。八宿縣森林資源管理“一張圖”牧草地在國土三調中69.03%為草地，17.79%為灌木林地，9.83%為裸巖石礫地。永勝縣森林資源管理“一張圖”牧草地在國土三調中20.22%為草地，8.66%為灌木林地，36.18%為喬木林地，30.77%為耕地。

牧區、半牧區和林區的案例分析結果表明，國土三調初步成果與林業草原調查成果的草地面積總量和空間分布均存在不同程度的差異，差異原因包括草地認定標準差異，草原資源與其他地類在空間上的重疊，調查精度差異等方面。草資源偏向于草本身，各種草類植物和其能夠生長的地方都有草資源，其范圍應大于國土三調草地范圍，國土三調草地范圍以外的草資源應與林地、濕地、其他土地相互銜接。

2.1.2 草地圖斑區劃分析。

根據第三次全國國土調查技術規程（TD/T 1055—2019）[3]中關于最小上圖圖斑面積的規定，農用地（不含設施農用地）實地面積400 m2和其他地類實地面積600 m2的圖斑均應上圖。由此分析草地圖面的面積和個數分析情況（圖1），錫林浩特市60.75%的草地圖斑面積大于1 000 hm 52.77%的草地圖斑數量介于>0.066 7～1 hm2;八宿縣68.09%的草地圖斑面積>1 000 hm 38.51%的草地圖斑數量介于>0.066 7～1 hm2;永勝縣35.26%的草地圖斑面積介于>1～10 hm 72.20%的草地圖斑數量介于>0.066 7～1 hm2。牧區和半牧區，國土三調區劃單個圖斑面積>1 000 hm2占比均超過60%，林區國土三調區劃單個圖斑面積集中在>10～100 hm2。國土三調的圖斑調查區劃結果提供了草地的范圍，但其區劃的結果和圖斑屬性因子不能滿足草原資源經營管理的需求，應在國土三調的基礎上進行經營區劃和調查。

2.2 經營區劃系統

草原作為重要的生態資源，具有生態屬性、經營周期的長期性、資源的永續利用性等特點，要實現草原資源生態屬性的長期性和持續性發揮效用，就必須在摸清每塊草原資源現狀的基礎上對草原資源進行精細化管理，就需要對草原資源進行區劃落界，將草原資源落實到山頭地塊，使草原資源的管理者和經營者能隨時獲取草原資源的現狀信息。經營區劃系統應同行政區劃范圍界線保持一致，在行政村內區劃草班，縣級行政區域區劃系統為縣（市、區、旗）—鄉（鎮、蘇木）—村（辦事處、嘎查）—草班—小班。

草班指為了便于草原經營管理、合理組織草業生產，維持草地健康、實現輪牧休牧計劃而劃分的一種長期性的草原經營管理區劃最小生態系統單元。經營區劃系統應同經營范圍或行政范圍界線保持一致，分經營管理層級區劃到草班，如行政村的面積較大時，可以在村內區劃草班，對區劃的界限應保持相對固定。開展小班調查前應確定草班及以上區劃，確定統計單位，明確行政區劃與經營區劃的關系，明確管理區劃單位的成果產出，實現按行政區劃、管理區劃產出統計成果，滿足行政管理和經營管理的雙重需要。

2.2.1 草班區劃。

草班區劃需要解決草資源空間分布的異質性，草班的生態和生產服務功能應保持相對平衡和穩定。具體操作為以適合比例尺的地形圖作為基本圖原圖，將調查范圍的界線繪制到該圖上，并轉繪各級行政區劃界線或管理區界線。草班區劃要適應草原資源管理的需要，草班作為維持草地健康、實現輪牧休牧計劃最小生態系統單元，其大小應根據經營的強度、草地綜合植被蓋度的高低而定。為了便于草原資源管理，草班界線、面積、編號要保持相對固定，無特殊情況不宜更改。草班利用自然界線（山脊、河流、溝箐）、固定的人工地物（圍欄、道路、溝渠等）作為草班線，草班線不能跨越各級行政界線及管理區界線，草班號以縣區或經營單位為單位統一編號。

2.2.2 小班區劃。

小班區劃要有利于草資源管理和經營的需要，小班區劃時應盡量以明顯地形地物界線為界。以放牧為主的小班區劃面積為2 hm2左右為宜，以割草為主的小班區劃面積為3.333～6.667 hm2為宜，還應結合區劃圖斑面積而做相應的調整。小班區劃條件包括權屬不同、類型不同、草地管理類型不同、草地保護等級不同、工程類別不同、優勢草種不同、起源不同、草地綜合植被蓋度不同、立地條件（主要立地因子）不同、草地退化類型和等級不同。

2.3 草原資源基況監測

2.3.1 監測范圍及內容。

監測對象包括草地和草資源。根據國土調查落實草地監測范圍，并與周邊縣進行接邊，與森林資源管理“一張圖”、草原清查、草原確權登記成果等銜接落實草資源監測范圍。草原資源基況監測基本內容包括類型、數量、質量、結構和功能等5個方面，見表1?？梢愿鶕芾韱挝坏男枰?，以及以往調查成果的可利用程度，有選擇地開展關于草原四化（退化、沙化、鹽漬化、石漠化），草原有害生物、草原火災、生物量和碳匯等單獨的專項調查，以滿足經營單位對某一專項信息的需求。

2.3.2 指標體系及數據庫結構。

草原資源基款監測小班矢量數據字段共有40項因子，包括基本信息、立地因子、管理因子、測草因子、生態狀況因子和其他6個部分。其中，基本信息包括省（區、市）、縣（市、旗）、鄉（鎮）、村、林草局（場）、草場（分場）、草班、小班、橫坐標、縱坐標、面積，共11項指標;立地因子包括海拔、地貌、坡向、坡位、坡度、土壤類型、土層厚度，共7項指標;管理因子包括分區類型、草原類別、基本草原、利用類型、草原所有權、草原使用權，共6項指標;測草因子包括植被結構、草地類、草地型、起源、蓋度、草產量、草產量干重、可食草量、可食草量干重、草原等、草原級，共11項指標;生態狀況因子包括退化類型、退化等級，共2項指標;其他包括調查人員、調查日期、備注等。

2.3.3 典型樣地設置及“天空地”一體化監測技術。

草原資源基況監測典型抽樣中樣地應選擇在相應群落的典型地段。樣地內要求生境條件、植物群落種類組成、群落結構、利用方式和利用強度等具有相對一致性。樣地之間要具有異質性，每個樣地能夠控制的最大范圍內，地貌、植被等條件要具有同質性，即地貌以及植被生長狀況應相似。設置原則包括所選樣地要具有該類型分布的典型環境和植被特征，具有代表性;考慮主要草地類型中優勢種、建群種在種類與數量上變化趨勢與規律;山地垂直帶上分布的不同草原類型，應考慮海拔梯度設置固定樣地;對隱域性草原分布的地段，樣地設置應選在地段中環境條件相對均勻一致的地區;利用方式不同及利用強度不一致的草原應分別設置樣地;樣地一般不設置在過渡帶上。

“天空地”一體化監測系統中的“天”為遙感監測，“空”為無人機監測，“地”為地面監測。地面監測為遙感監測和無人機提供先驗知識和驗證，并補充遙感難以獲取的監測指標。對遙感監測和無人機監測數據進行有效整合處理，可以較大程度上提高監測效率和精度，縮短監測周期，同時監測質量也得到保障。草原資源的“天空地”一體化監測是適應草原信息化、動態化和客觀科學管理主要手段，不僅可以實現狀況動態更新，同時也能及時準確地獲取植被信息，掌握草原資源狀況和生態動向。

3 結論與討論

3.1 結論

三調初步成果與原有調查成果的草地面積總量和空間分布均存在不同程度的差異，主要差異地類包括灌木林地、未利用地和濕地等。草資源作為草原資源的重要組成部分，其范圍應大于三調草地范圍，三調草地范圍以外的草資源應與林地、濕地、其他土地相互銜接。國土三調結果提供了草地的范圍，但其區劃和屬性因子不能滿足草原資源經營管理的需求，應在三調的基礎上進行經營區劃和調查。草班區劃要適應草原資源管理的需要，作為維持草地健康、實現輪牧休牧計劃最小生態系統單元，其大小應根據經營的強度、草地綜合植被蓋度的高低等確定。南方地區以放牧為主的小班區劃面積以2 hm2左右為宜，以割草為主的小班區劃面積以3.33～6.667 hm2為宜，經營區劃應采取基于人機交互預區劃后，建立現地解譯標志庫的進行區劃結果修正?；鶝r監測內容包括類型、數量、質量、結構和功能5個方面，可分為必須調查內容和可選擇調查內容。

3.2 討論

新時期草原資源監測范圍的確定應統一數學基礎，統一行政界線來源及面積控制方法，統一草地認定標準，對“三調”圖斑地類與現地不符的地塊，經現地核實后，結合年度變更，逐步調整草地范圍。草原資源管理“一張圖”的快速構建很大程度依賴于數據構建的完整性，因而要重視已有調查成果數據的收集和利用。資源調查監測要在繼承的基礎上創新，同時注重新方法和新技術的運用[9]?！疤炜盏亍币惑w化的調查監測技術體系能綜合運用遙感技術解決區域范圍內的小班屬性因子調查，運用無人機技術構建遙感和地面的銜接和校驗關系，運用抽樣技術總體控制調查的精度。

長期以來，草原、草地、草場、草業、草資源等名詞術語混用情況較多，使用不太規范，草原管理層面應盡量明確相關概念內涵和外延，理清相互關系，減少混亂使用非常有必要。草班作為維持草地健康、實現輪牧休牧計劃而劃分的一種長期性的草原經營管理區劃最小生態系統單元，在經營區劃草班的時候應該充分考慮一定區域范圍內的可利用可食牧草產量，結合村莊或者村民小組的畜牧羊單位進行經營區劃，在經營期內實現不同草班的輪牧和休牧，達到草畜平衡的目的，改變以往草畜平衡管理采用數羊的方法，由數羊變成管地[10]。遏制草原退化是評價各級行政主管部門的草原管理工作成效的主要指標，但目前的退化監測指標多，處理過程繁雜，如何實現高效準確地進行年度退化監測是草原管理和工程評價首先要解決的問題。

參考文獻

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