景观尺度上围栏禁牧对高寒草甸的影响——基于无人机反演的研究

　　 摘要:

青藏高原高寒草甸是高原放牧活动的主要载体，也是高原草地生态系统的重要组成部分，但极其脆弱容易遭到破坏。围栏封育是近年来控制过度放牧，保护牧草可持续发展的一种常见的手段，也有利于开展对比研究了解放牧对草地生态系统的影响。然而，单点调查对于从景观尺度全面认识草场的生态过程和稳定性存在局限性。依托那曲站试验观测场，通过无人机航拍结合样方调查反演了景观尺度高寒草甸地上生物量 (AGB) 和植物全氮含量 (TN) 两项重要生态指标，并对比分析了两项生态指标在围栏禁牧区和外围自然放牧区的空间分布特征及其成因。结果发现，无人机数据对AGB的反演精度 (R2=0.863, RMSE=0.276g/m2) 高于植物 TN (R2=0.373, RMSE=0.064)。空间上，围栏内AGB较为稳定集中在65-80g/m2,高于围栏外 (P<0.05)，而物种丰富度低于围栏外；而TN无论在样点尺度还是无人机景观尺度都显示了相似性，平均含量约为2.1%，但在空间上存在一定差异。长期的围栏禁牧有利于牧草植物发展，但适度干扰能够促进物种丰富度达到最高；围栏封育有效保障可食性饲草类物种能够不断生长，进而导致营养元素发生稀释作用。我们的研究指出中短期禁牧有利于保护牧草物种的恢复，但长期禁牧并没有使草地生态系统达到更好的发展状态，禁牧和放牧合理实施及阶段性再分配能够对草地生态系统达到最优保护，也有利于优质牧草的可持续发展。