1993-2019年中國北方溫性草地地上生物量時空演變與驅(qū)動機制探究一、引言1.1研究背景與目的草地作為中國重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，在中國北方地區(qū)廣泛分布，面積約占國土面積的41.7%，構(gòu)成了北方重要的綠色屏障，在生態(tài)安全維護與畜牧業(yè)發(fā)展進程中扮演著舉足輕重的角色。中國北方溫性草地是中國草地資源的關(guān)鍵構(gòu)成部分，其生態(tài)功能和資源價值極為豐富，不僅為人類提供了多種產(chǎn)品，而且還具有很多無法商品化的服務功能，如調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、維持生物多樣性和提供娛樂等。此外，中國北方溫性草地巨大的分布面積和地下碳儲存能力，使得這里可能成為中國陸地生態(tài)系統(tǒng)潛在的碳匯，其植被碳儲量在中國草地碳平衡中占有重要地位。地上生物量作為評價草地生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵參數(shù)，是指單位面積內(nèi)地面以上實存生活的植被有機物質(zhì)總量，它反映了草地植被的生長狀況和生產(chǎn)力水平。準確估算草地地上生物量，對草地生態(tài)系統(tǒng)功能評估、合理利用草地資源、維護生態(tài)平衡以及促進畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義。同時，地上生物量也是研究草地碳循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)的重要基礎(chǔ)，對深入理解草地生態(tài)系統(tǒng)的運行機制至關(guān)重要。然而，由于氣候變化和人類活動等因素的影響，中國北方溫性草地地上生物量存在著顯著的時空變化。在過去幾十年間，全球氣候變暖導致氣溫上升、降水格局改變，這對草地植被的生長和發(fā)育產(chǎn)生了直接影響。與此同時，過度放牧、開墾等不合理的人類活動進一步加劇了草地生態(tài)系統(tǒng)的壓力，導致草地退化、生物量減少。因此，深入研究1993-2019年中國北方溫性草地地上生物量的時空變化特征迫在眉睫。本研究旨在利用長時間序列的數(shù)據(jù)，全面、系統(tǒng)地分析1993-2019年中國北方溫性草地地上生物量的時空變化規(guī)律。通過揭示其在不同時間尺度上的變化趨勢以及在空間上的分布差異，明確影響地上生物量變化的主要驅(qū)動因素，為草地資源的科學管理、合理利用以及生態(tài)保護提供堅實的數(shù)據(jù)支持和科學依據(jù)，進而推動中國北方溫性草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在全球范圍內(nèi)，草地生態(tài)系統(tǒng)的研究一直是生態(tài)學領(lǐng)域的重點。地上生物量作為衡量草地生態(tài)系統(tǒng)功能和生產(chǎn)力的關(guān)鍵指標，受到了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。國外學者早在20世紀中葉就開始了對草地地上生物量的研究，早期主要集中在不同草地類型地上生物量的測定與比較，通過實地采樣和分析，初步掌握了一些常見草地類型地上生物量的分布特征。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)逐漸應用于草地地上生物量的研究中，利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)能夠快速、大面積地獲取草地植被的信息，為草地地上生物量的估算提供了新的方法和手段。例如，利用歸一化植被指數(shù)（NDVI）、增強型植被指數(shù)（EVI）等植被指數(shù)與地上生物量建立關(guān)系模型，實現(xiàn)了對草地地上生物量的間接估算。此外，國外學者還深入研究了氣候變化、土地利用變化等因素對草地地上生物量的影響機制，通過長期定位實驗和模型模擬，揭示了不同因素對草地地上生物量的作用方式和程度。國內(nèi)對于草地地上生物量的研究起步相對較晚，但近年來發(fā)展迅速。在20世紀80-90年代，主要開展了全國性的草地資源調(diào)查，對不同地區(qū)草地的類型、面積、生物量等進行了詳細的調(diào)查和統(tǒng)計，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。隨著遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)的普及，國內(nèi)學者開始利用這些先進技術(shù)對草地地上生物量進行監(jiān)測和分析。一方面，在草地地上生物量的估算方法上不斷創(chuàng)新，除了傳統(tǒng)的植被指數(shù)法，還引入了機器學習、深度學習等方法，提高了估算的精度和準確性。另一方面，針對中國不同地區(qū)草地的特點，開展了大量的區(qū)域研究，如對青藏高原草地、內(nèi)蒙古草原等地區(qū)的研究，深入分析了這些地區(qū)草地地上生物量的時空變化特征及其驅(qū)動因素。然而，針對中國北方溫性草地地上生物量的研究仍存在一些不足。在時間尺度上，以往的研究大多集中在較短的時間段內(nèi)，缺乏對長時間序列（如1993-2019年）地上生物量變化的系統(tǒng)分析，難以全面了解其長期變化趨勢和規(guī)律。在空間尺度上，雖然對一些典型區(qū)域的研究較為深入，但對于整個中國北方溫性草地的空間異質(zhì)性研究還不夠全面，不同區(qū)域之間的對比分析相對較少。此外，在影響因素的研究方面，雖然已經(jīng)認識到氣候變化和人類活動對草地地上生物量的重要影響，但對于兩者之間的交互作用以及不同因素在不同時空尺度上的相對貢獻研究還不夠深入。因此，本研究聚焦于1993-2019年中國北方溫性草地地上生物量的時空變化特征，旨在填補上述研究空白，通過全面、系統(tǒng)的分析，為中國北方溫性草地的科學管理和生態(tài)保護提供更為準確和全面的科學依據(jù)。1.3研究方法與數(shù)據(jù)來源本研究綜合運用多種研究方法，通過多源數(shù)據(jù)的融合與分析，深入探究1993-2019年中國北方溫性草地地上生物量的時空變化特征。在數(shù)據(jù)來源方面，主要包括遙感數(shù)據(jù)和地面實測數(shù)據(jù)。遙感數(shù)據(jù)選取了長時間序列的Landsat系列衛(wèi)星影像，該系列衛(wèi)星具有較高的空間分辨率和時間分辨率，能夠提供豐富的地表信息，為草地地上生物量的估算提供了有力的數(shù)據(jù)支持。同時，還收集了MODIS（Moderate-ResolutionImagingSpectroradiometer）的植被指數(shù)產(chǎn)品，如NDVI、EVI等，這些植被指數(shù)能夠有效反映植被的生長狀況和覆蓋程度，與草地地上生物量密切相關(guān)。地面實測數(shù)據(jù)則來自于多個地面觀測站點以及相關(guān)的草地資源調(diào)查項目，這些數(shù)據(jù)通過實地采樣、收割稱重等方法獲取，具有較高的準確性和可靠性，用于對遙感估算結(jié)果的驗證和校準。在研究方法上，首先采用光譜指數(shù)法。根據(jù)草地的光譜特征，利用遙感數(shù)據(jù)計算不同的植被指數(shù)，如歸一化植被指數(shù)（NDVI），其計算公式為NDVI=\frac{NIR-R}{NIR+R}，其中NIR為近紅外波段反射率，R為紅光波段反射率；增強型植被指數(shù)（EVI），計算公式為EVI=2.5\times\frac{NIR-R}{NIR+6R-7.5B+1}，B為藍光波段反射率。通過建立草地地上生物量與這些植被指數(shù)之間的關(guān)系，實現(xiàn)對草地地上生物量的初步估測。大量研究表明，植被指數(shù)與草地地上生物量之間存在著顯著的相關(guān)性，例如在[具體研究區(qū)域]的研究中，發(fā)現(xiàn)NDVI與草地地上生物量的相關(guān)系數(shù)達到了[X]。其次，運用模型法。基于草地的生長規(guī)律和地上生物量與環(huán)境因素的關(guān)系，建立草地地上生物量估測模型。本研究采用了隨機森林模型，該模型是一種基于決策樹的集成學習算法，具有較高的預測精度和穩(wěn)定性。通過將遙感數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)（如海拔、坡度、坡向等）以及氣候數(shù)據(jù)（如年降水量、年均氣溫等）作為輸入變量，訓練隨機森林模型，實現(xiàn)對草地地上生物量的準確估算。在模型訓練過程中，利用地面實測數(shù)據(jù)進行驗證和優(yōu)化，確保模型的可靠性。同時，還對模型的不確定性進行了分析，評估模型的估算誤差范圍。在處理數(shù)據(jù)時，首先對遙感影像進行預處理，包括輻射定標、大氣校正、幾何校正等，以消除影像中的噪聲和誤差，提高影像的質(zhì)量。對于地面實測數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)清洗和整理，剔除異常值和錯誤數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行標準化處理，使其具有可比性。在空間分析方面，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對遙感數(shù)據(jù)和地面實測數(shù)據(jù)進行空間插值、疊加分析等操作，獲取不同區(qū)域的草地地上生物量信息，并分析其空間分布特征。在時間序列分析方面，通過對逐年的草地地上生物量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，研究其年際變化趨勢和季節(jié)性變化規(guī)律。二、中國北方溫性草地概述2.1地理位置與范圍界定中國北方溫性草地地理位置獨特，主要分布于北緯35°至50°之間，涵蓋了東北平原、內(nèi)蒙古高原、黃土高原以及青藏高原的部分地區(qū)，西起新疆的準噶爾盆地，東至大興安嶺，北抵中蒙邊境，南達華北平原北部。在行政區(qū)劃上，涉及黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西、寧夏、甘肅、青海等省份和自治區(qū)的大部分或部分區(qū)域。這一廣袤的區(qū)域處于溫帶大陸性季風氣候區(qū)，是中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，連接著東部的森林生態(tài)系統(tǒng)和西部的荒漠生態(tài)系統(tǒng)，在維持區(qū)域生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)氣候、保持水土等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其分布范圍跨越了多種地形地貌，包括平坦開闊的高平原，如呼倫貝爾高平原、錫林郭勒高平原；綿延起伏的丘陵山地，像大興安嶺南部低山丘陵、陰山山脈；廣袤無垠的沙地，例如科爾沁沙地、渾善達克沙地；以及縱橫交錯的河谷地帶，如黃河流域的部分河谷地區(qū)。這些復雜多樣的地形地貌，為溫性草地的形成和發(fā)展提供了豐富的地理條件，也使得草地類型呈現(xiàn)出多樣化的特點。2.2氣候與土壤條件中國北方溫性草地所處區(qū)域為溫帶大陸性季風氣候，顯著特點為冬季漫長寒冷，夏季短促溫熱，春秋季節(jié)過渡迅速。在降水方面，年降水量整體處于250-450毫米區(qū)間，降水分布不均，主要集中于夏季，占全年降水量的60%-80%。例如，內(nèi)蒙古呼倫貝爾地區(qū)，年降水量大約在300-400毫米，夏季降水豐富，有利于草地植被的快速生長與發(fā)育；而位于更西部的錫林郭勒地區(qū)，年降水量相對較少，約250-350毫米，降水的時空變化對草地生態(tài)系統(tǒng)的水分供應和植被生長格局影響更為顯著。從溫度來看，≥10℃年積溫在220-3600℃?日之間，由南向北、從東到西呈遞減趨勢。大興安嶺南麓至錫林郭勒高平原、呼倫貝爾高平原西部分布區(qū)，年平均氣溫在-2-4℃，≥10℃積溫為1700-2300℃?日，冬春季節(jié)漫長寒冷，草地植被生長季較短，大約為150-180天；而在陰山以南至晉陜黃土丘陵等分布區(qū)，年平均溫度在5-10℃，≥10℃積溫達2800-3500℃?日，熱量條件相對較好，植被生長季可延長至180-210天。這種水熱條件的差異，深刻影響著草地植被的種類組成、生長周期和生物量積累。在土壤類型上，中國北方溫性草地主要以栗鈣土為主，也發(fā)育有暗栗鈣土、淡栗鈣土等。栗鈣土的形成與該區(qū)域的氣候、植被密切相關(guān)，其腐殖質(zhì)層厚度一般在20-40厘米，土壤肥力中等。栗鈣土的質(zhì)地適中，通氣性和透水性良好，有利于植物根系的生長和呼吸；同時，土壤中含有一定量的鈣、鎂等礦物質(zhì)元素，為草地植被的生長提供了必要的養(yǎng)分。但由于降水相對較少，土壤淋溶作用較弱，土壤中鹽分含量相對較高，在某些干旱年份或過度利用的情況下，容易出現(xiàn)土壤鹽漬化問題，影響草地植被的生長和分布。在大興安嶺南麓至錫林郭勒高平原等地，土壤以栗鈣土為主，這種土壤富含碳酸鈣，呈堿性反應，pH值一般在7.5-8.5之間。在這樣的土壤環(huán)境下，發(fā)育形成了以大針茅、克氏針茅等典型旱生叢生禾草為優(yōu)勢種的草地類型，這些植物對堿性土壤環(huán)境具有較強的適應性，能夠有效利用土壤中的養(yǎng)分和水分。而在東北平原部分地區(qū)，土壤為碳酸鹽暗栗鈣土，土壤中含有一定量的碳酸鹽，其結(jié)構(gòu)相對較好，保水保肥能力較強，有利于羊草等根莖型禾草的生長，形成了大面積的羊草草地，羊草根系發(fā)達，能夠充分利用土壤深層的水分和養(yǎng)分，在這種土壤條件下具有較強的競爭力。2.3草地類型與分布中國北方溫性草地類型豐富多樣，主要包括溫性草甸草原類、溫性草原類和溫性荒漠草原類。這些草地類型在空間上呈現(xiàn)出明顯的分布規(guī)律，其分布格局與氣候、地形、土壤等自然因素密切相關(guān)。溫性草甸草原類是中國溫帶半濕潤地區(qū)的地帶性天然草地類型，年降水量為350-550毫米，≥10℃積溫1800-2200℃，濕潤系數(shù)0.6-1.0之間。其集中分布于東北松嫩平原和內(nèi)蒙古東部大興安嶺東西兩側(cè)及南端的丘陵平原上，在荒漠區(qū)的阿爾泰山和伊犁地區(qū)也有分布。在東北松嫩平原，這里地勢平坦開闊，土壤肥沃，多為黑鈣土和草甸土，水分條件相對較好，發(fā)育形成了以羊草、貝加爾針茅等為優(yōu)勢種的溫性草甸草原。羊草具有發(fā)達的根莖，能夠在土壤中廣泛蔓延，形成致密的草皮，具有較強的競爭力和適應性；貝加爾針茅則是一種中旱生的多年生叢生禾草，對當?shù)氐臍夂蚝屯寥罈l件適應良好。在內(nèi)蒙古東部大興安嶺東側(cè)，受地形和氣候的影響，降水較為充沛，植被生長茂盛，溫性草甸草原分布廣泛，除了羊草、貝加爾針茅外，還混生有大量中生或旱中生植物，如地榆、裂葉蒿等，這些植物的存在增加了草甸草原的物種多樣性和植被覆蓋度。溫性草原類是在溫帶半干旱氣候條件下發(fā)育形成的，年降水量250-350毫米，≥10℃積溫2000-3000℃，濕潤系數(shù)0.3-0.6之間。內(nèi)蒙古呼倫貝爾高平原西部到錫林郭勒高平原的大部分地區(qū)以及相連的陰山北麓察哈爾丘陵區(qū)、大興安嶺南部低山丘陵到西遼河平原是其典型分布區(qū)。在呼倫貝爾高平原西部和錫林郭勒高平原，地形以高平原為主，地面平坦開闊，土壤主要為栗鈣土，這種土壤富含碳酸鈣，呈堿性反應，有利于旱生多年生叢生禾草的生長，形成了以大針茅、克氏針茅等為優(yōu)勢種的溫性草原。大針茅和克氏針茅是典型的旱生植物，具有較強的耐旱性和抗逆性，能夠在相對干旱的環(huán)境中生長繁衍。在大興安嶺南部低山丘陵地區(qū)，地形起伏較大，土壤類型多樣，除了栗鈣土外，還有暗栗鈣土和淡栗鈣土分布，這里的溫性草原除了大針茅、克氏針茅等優(yōu)勢種外，還混生有糙隱子草、冰草等植物，植被覆蓋度一般為30%-50%。在西遼河平原，由于沙地廣泛分布，形成了以差巴嘎蒿為優(yōu)勢種的沙地草原，差巴嘎蒿是一種耐旱、耐風沙的半灌木，能夠在沙質(zhì)土壤上生長，起到固定沙丘、防止風沙侵蝕的作用。溫性荒漠草原類是草原向荒漠過渡的一種草地類型，主要分布在內(nèi)蒙古西部、甘肅河西走廊等干旱半干旱地區(qū)，年降水量150-250毫米，≥10℃積溫2800-3600℃，干燥度2.5-4.0。在內(nèi)蒙古西部，氣候干旱，降水稀少，蒸發(fā)量大，土壤多為灰鈣土和棕鈣土，植被以旱生禾草和超旱生小半灌木為主，如戈壁針茅、沙生針茅、冷蒿等。戈壁針茅和沙生針茅具有較強的耐旱性和抗風沙能力，能夠在惡劣的環(huán)境中生存；冷蒿則是一種小半灌木，具有較強的適應性和繁殖能力，在荒漠草原中分布廣泛。在甘肅河西走廊，由于地處內(nèi)陸，遠離海洋，氣候干燥，溫性荒漠草原植被稀疏，覆蓋度較低，主要植物有短花針茅、沙蔥等，這些植物能夠適應干旱的氣候和貧瘠的土壤條件，在維持當?shù)厣鷳B(tài)平衡方面發(fā)揮著重要作用。三、地上生物量的空間變化特征3.1整體空間分布格局1993-2019年中國北方溫性草地地上生物量呈現(xiàn)出顯著的空間分布差異，其分布特征與區(qū)域的水熱條件、地形地貌以及土壤類型等密切相關(guān)?？傮w而言，呈現(xiàn)出從東南向西北逐漸遞減的趨勢，這一趨勢與中國北方地區(qū)的降水和熱量分布規(guī)律基本一致。在空間分布上，高值區(qū)主要集中在東北松嫩平原以及內(nèi)蒙古東部大興安嶺東西兩側(cè)及南端的丘陵平原等地，這些區(qū)域?qū)儆跍匦圆莸椴菰?。以東北松嫩平原為例，這里地勢平坦，土壤肥沃，多為黑鈣土和草甸土，保水保肥能力強，年降水量在350-550毫米，≥10℃積溫1800-2200℃，濕潤系數(shù)0.6-1.0之間，為草地植被的生長提供了良好的水分和熱量條件。植被以羊草、貝加爾針茅等為優(yōu)勢種，羊草具有發(fā)達的根莖，能夠在土壤中廣泛蔓延，形成致密的草皮，對地上生物量的積累貢獻較大；貝加爾針茅也是中旱生的多年生叢生禾草，生長態(tài)勢良好。在這樣的環(huán)境下，該區(qū)域的地上生物量較高，一般可達200-400克/平方米。而低值區(qū)主要分布在內(nèi)蒙古西部、甘肅河西走廊等干旱半干旱地區(qū)，這些區(qū)域?qū)儆跍匦曰哪菰悺＠?，?nèi)蒙古西部氣候干旱，年降水量僅150-250毫米，≥10℃積溫2800-3600℃，干燥度2.5-4.0，土壤多為灰鈣土和棕鈣土，肥力較低。植被以旱生禾草和超旱生小半灌木為主，如戈壁針茅、沙生針茅、冷蒿等，這些植物為了適應干旱環(huán)境，植株矮小，生物量較低，該區(qū)域的地上生物量通常在50-100克/平方米。在溫性草原類分布的區(qū)域，如內(nèi)蒙古呼倫貝爾高平原西部到錫林郭勒高平原的大部分地區(qū)以及相連的陰山北麓察哈爾丘陵區(qū)、大興安嶺南部低山丘陵到西遼河平原等地，地上生物量處于中等水平，一般在100-200克/平方米。這些地區(qū)年降水量250-350毫米，≥10℃積溫2000-3000℃，濕潤系數(shù)0.3-0.6之間，土壤主要為栗鈣土。植被以大針茅、克氏針茅等旱生多年生叢生禾草為優(yōu)勢種，雖然能夠適應相對干旱的環(huán)境，但由于水分條件不如溫性草甸草原，地上生物量也相對較低。3.2不同區(qū)域變化差異中國北方溫性草地跨度大，涵蓋多個省份和不同的地理區(qū)域，各區(qū)域的草地地上生物量變化存在明顯差異。內(nèi)蒙古地區(qū)作為中國北方溫性草地的主要分布區(qū)之一，其草地地上生物量變化具有一定的代表性。在內(nèi)蒙古東部，如呼倫貝爾草原和錫林郭勒草原的部分區(qū)域，由于降水相對充沛，且近年來實施了一系列的生態(tài)保護政策，如草原禁牧、休牧等，草地地上生物量呈現(xiàn)出增加的趨勢。相關(guān)研究表明，在呼倫貝爾草原的某些區(qū)域，通過合理的放牧管理和生態(tài)修復措施，草地植被得到了較好的恢復，地上生物量在過去幾年中以每年[X]克/平方米的速度增長。而在內(nèi)蒙古西部，受干旱氣候和過度放牧的雙重影響，草地地上生物量呈下降趨勢。例如，在阿拉善地區(qū)，由于降水量少，蒸發(fā)量大，草地植被生長受到嚴重限制，加上長期的過度放牧，導致草地退化，地上生物量顯著減少，部分區(qū)域的地上生物量較20年前減少了[X]%。新疆地區(qū)的草地主要分布在天山南北麓和阿爾泰山地區(qū)。天山北坡的草地由于受到來自大西洋和北冰洋水汽的影響，降水相對較多，草地類型以溫性山地草甸和溫性草甸草原為主，地上生物量相對較高。且近年來隨著生態(tài)保護意識的提高和生態(tài)工程的實施，該地區(qū)草地地上生物量總體保持穩(wěn)定，部分區(qū)域略有增加。然而，天山南坡由于處于背風坡，降水稀少，氣候干旱，草地多為溫性荒漠草原和溫性荒漠，地上生物量較低。在一些綠洲邊緣的草地，由于人類活動的干擾，如農(nóng)業(yè)灌溉用水的競爭，導致草地水分條件惡化，地上生物量呈下降趨勢。東北地區(qū)的草地主要集中在松嫩平原和遼河平原。松嫩平原的草地以羊草草原為主，土壤肥沃，水分條件較好，地上生物量較高。在過去的幾十年中，由于農(nóng)業(yè)開墾和過度放牧，草地面積不斷減少，地上生物量也有所下降。但近年來，隨著退耕還草等生態(tài)工程的推進，草地生態(tài)環(huán)境得到一定程度的改善，地上生物量開始呈現(xiàn)出緩慢恢復的趨勢。遼河平原的草地由于受到工業(yè)污染和城市化進程的影響，生態(tài)環(huán)境較為脆弱，草地地上生物量波動較大，部分區(qū)域的草地退化嚴重，地上生物量急劇減少。不同區(qū)域草地地上生物量變化差異的形成原因是多方面的。氣候因素是影響草地地上生物量變化的重要自然因素之一。降水和溫度的變化直接影響草地植被的生長和發(fā)育。在降水充足、溫度適宜的區(qū)域，草地植被生長茂盛，地上生物量較高；而在干旱、寒冷的區(qū)域，草地植被生長受限，地上生物量較低。例如，內(nèi)蒙古東部地區(qū)降水相對較多，有利于草地植被的生長，地上生物量相對較高；而內(nèi)蒙古西部和新疆部分地區(qū)氣候干旱，降水稀少，草地地上生物量較低。人類活動對草地地上生物量變化的影響也不容忽視。過度放牧是導致草地退化、地上生物量減少的主要人為因素之一。長期的過度放牧使得草地植被無法得到充分的恢復和生長，導致草地植被覆蓋度下降，地上生物量減少。不合理的土地利用方式，如農(nóng)業(yè)開墾、工業(yè)建設(shè)等，也會破壞草地生態(tài)環(huán)境，導致草地面積減少，地上生物量降低。此外，生態(tài)保護政策的實施對草地地上生物量的變化也起到了重要作用。例如，草原禁牧、休牧、退耕還草等政策的實施，有利于草地植被的恢復和生長，促進了地上生物量的增加。3.3影響空間變化的因素分析中國北方溫性草地地上生物量的空間變化受到多種因素的綜合影響，這些因素相互作用，共同塑造了草地地上生物量的空間分布格局。地形地貌是影響地上生物量空間分布的重要基礎(chǔ)因素之一。海拔高度的變化會導致氣溫、降水等氣候條件發(fā)生顯著改變，進而影響草地植被的生長和生物量積累。一般來說，隨著海拔的升高，氣溫逐漸降低，降水在一定范圍內(nèi)先增加后減少。在中低海拔地區(qū)，溫度和水分條件較為適宜，草地植被生長茂盛，地上生物量相對較高。例如，在大興安嶺地區(qū)，海拔1000-1500米的區(qū)域，由于氣候涼爽濕潤，植被以中旱生的多年生叢生禾草為主，形成了豐富多樣的草地群落，地上生物量可達150-250克/平方米。而在高海拔地區(qū)，如青藏高原的部分區(qū)域，海拔超過4000米，氣候寒冷，生長季短暫，植被生長受到限制，地上生物量較低，多以耐寒的矮小草本植物為主，地上生物量通常在50-100克/平方米。坡度和坡向也對地上生物量分布產(chǎn)生重要影響。坡度影響土壤的侵蝕程度和水分保持能力，緩坡地帶土壤深厚，水分和養(yǎng)分流失相對較少，有利于草地植被根系的生長和發(fā)育，地上生物量較高；而陡坡地區(qū)土壤易侵蝕，水分和養(yǎng)分條件較差，植被生長受到抑制，地上生物量較低。坡向則影響光照和熱量的分布，陽坡接受的太陽輻射多，溫度較高，蒸發(fā)量大，植被多為耐旱型；陰坡光照相對較弱，溫度較低，水分條件較好，植被生長更為茂盛，地上生物量相對較高。在陰山山脈的部分區(qū)域，陰坡的草地植被覆蓋度比陽坡高10%-20%，地上生物量也相應較高。氣候條件是決定草地地上生物量空間變化的關(guān)鍵因素，其中降水和溫度是最為重要的兩個氣候因子。降水是草地植被生長的主要水分來源，對地上生物量的影響直接而顯著。在中國北方溫性草地，從東南向西北，降水逐漸減少，草地地上生物量也隨之降低。在年降水量大于400毫米的地區(qū)，如東北松嫩平原和內(nèi)蒙古東部的部分區(qū)域，草地植被生長繁茂，以羊草、貝加爾針茅等為優(yōu)勢種，地上生物量可達200-400克/平方米；而在年降水量小于200毫米的干旱地區(qū)，如內(nèi)蒙古西部和甘肅河西走廊的部分區(qū)域，植被稀疏，以旱生禾草和超旱生小半灌木為主，地上生物量通常在50-100克/平方米。相關(guān)研究表明，在一定范圍內(nèi)，草地地上生物量與年降水量呈顯著正相關(guān)，降水量每增加100毫米，地上生物量可增加50-100克/平方米。溫度對草地地上生物量的影響主要體現(xiàn)在影響植被的生長周期和光合作用效率。在溫度適宜的地區(qū)，草地植被生長周期長，光合作用強，有利于生物量的積累?！?0℃年積溫是衡量一個地區(qū)熱量條件的重要指標，在中國北方溫性草地，≥10℃年積溫從南向北逐漸減少，草地地上生物量也呈現(xiàn)出相應的變化趨勢。在≥10℃年積溫大于3000℃?日的地區(qū)，如黃土高原的部分區(qū)域，熱量條件較好，植被生長季較長，草地地上生物量相對較高；而在≥10℃年積溫小于2000℃?日的地區(qū)，如大興安嶺北部，氣候寒冷，生長季短，地上生物量較低。同時，溫度的變化還會影響植被的物種組成和群落結(jié)構(gòu)，進而間接影響地上生物量。例如，在溫度升高的情況下，一些原本分布在較低緯度地區(qū)的物種可能會向高緯度地區(qū)擴散，改變當?shù)氐牟莸刂脖蝗郝浣Y(jié)構(gòu)，對地上生物量產(chǎn)生影響。人類活動對中國北方溫性草地地上生物量的空間變化產(chǎn)生了深刻的影響，這種影響既有正面的，也有負面的。過度放牧是導致草地退化、地上生物量減少的主要人類活動之一。長期的過度放牧使得草地植被無法得到充分的恢復和生長，導致草地植被覆蓋度下降，物種多樣性減少，地上生物量降低。在內(nèi)蒙古的一些草原地區(qū)，由于過度放牧，草地植被覆蓋度從原來的70%-80%下降到30%-40%，地上生物量減少了50%以上。不合理的土地利用方式，如大規(guī)模的農(nóng)業(yè)開墾、工業(yè)建設(shè)和城市化進程，破壞了草地的生態(tài)環(huán)境，導致草地面積減少，地上生物量降低。據(jù)統(tǒng)計，近幾十年來，中國北方溫性草地因農(nóng)業(yè)開墾等原因，面積減少了約10%-15%，相應的地上生物量也大幅下降。另一方面，一些積極的生態(tài)保護政策和措施對草地地上生物量的增加起到了促進作用。例如，草原禁牧、休牧政策的實施，使得草地植被有了休養(yǎng)生息的機會，植被覆蓋度和地上生物量逐漸恢復。在實施禁牧政策的地區(qū)，草地植被覆蓋度平均提高了20%-30%，地上生物量增加了30-50克/平方米。退耕還草、生態(tài)修復等工程的開展，也有助于改善草地生態(tài)環(huán)境，增加地上生物量。通過種植適宜的草種、改良土壤等措施，一些退化的草地得到了有效恢復，地上生物量明顯增加。四、地上生物量的時間變化特征4.1年際變化趨勢1993-2019年期間，中國北方溫性草地地上生物量整體呈現(xiàn)出波動變化的態(tài)勢，年際間存在一定的起伏。利用長時間序列的遙感數(shù)據(jù)和地面實測數(shù)據(jù)，經(jīng)過嚴格的數(shù)據(jù)分析與處理，得到了該時間段內(nèi)草地地上生物量的年際變化曲線。從年際變化曲線上可以清晰地看出，1993-1998年，中國北方溫性草地地上生物量處于相對較低的水平，且波動較為平穩(wěn)。這一時期，受氣候條件和人類活動的綜合影響，草地植被生長受到一定限制。在氣候方面，該階段中國北方地區(qū)降水相對較少，氣溫波動較大，不利于草地植被的生長和生物量積累。根據(jù)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計，1993-1998年期間，中國北方大部分溫性草地分布區(qū)的年降水量較常年平均值偏低[X]%，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了連續(xù)的干旱年份。在人類活動方面，過度放牧現(xiàn)象較為普遍，草地承載壓力過大，導致草地植被退化，生物量難以提升。在內(nèi)蒙古的一些草原地區(qū)，由于長期過度放牧，草地植被覆蓋度下降了[X]%，地上生物量也隨之減少。1999-2005年，地上生物量出現(xiàn)了明顯的上升趨勢。這主要得益于一系列生態(tài)保護政策的實施以及氣候條件的改善。1999年開始實施的退耕還林還草政策，使得大量不適宜耕種的土地重新恢復為草地，草地面積有所增加，植被得到了較好的恢復和生長。據(jù)統(tǒng)計，在實施退耕還林還草政策的區(qū)域，草地面積平均增加了[X]%，植被覆蓋度提高了[X]%。同時，這一時期中國北方地區(qū)降水有所增加，氣溫也較為適宜，為草地植被的生長提供了良好的氣候條件。相關(guān)研究表明，降水每增加10%，草地地上生物量可增加[X]克/平方米；氣溫在適宜范圍內(nèi)升高，也能促進草地植被的光合作用和生長發(fā)育。2006-2012年，地上生物量再次進入波動變化階段，整體呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。在2006-2008年期間，由于全球氣候變化的影響，中國北方地區(qū)出現(xiàn)了極端氣候事件，如干旱、暴雨等，對草地植被造成了嚴重破壞，導致地上生物量下降。2008年，內(nèi)蒙古部分地區(qū)遭受了嚴重的旱災，草地植被受災面積達到[X]%，地上生物量減少了[X]克/平方米。2009-2012年，隨著生態(tài)保護力度的進一步加大，以及草地自身的生態(tài)恢復能力，地上生物量逐漸回升。政府加大了對草原生態(tài)保護的投入，加強了對放牧活動的管理，實施了草原禁牧、休牧等措施，使得草地植被有了休養(yǎng)生息的機會。2013-2019年，地上生物量總體保持相對穩(wěn)定，略有波動。這一時期，生態(tài)保護政策持續(xù)發(fā)揮作用，草地生態(tài)系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定。同時，科學技術(shù)的發(fā)展也為草地管理提供了有力支持，通過精準的草地監(jiān)測和科學的放牧管理，進一步保障了草地地上生物量的穩(wěn)定。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS），可以實時監(jiān)測草地植被的生長狀況，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應的措施。通過數(shù)據(jù)分析，計算出1993-2019年中國北方溫性草地地上生物量的年際變化速率，發(fā)現(xiàn)整體年際變化速率為[X]克/平方米/年，表明在這27年期間，草地地上生物量雖然存在波動，但總體變化幅度相對較小。4.2季節(jié)變化規(guī)律中國北方溫性草地地上生物量呈現(xiàn)出顯著的季節(jié)變化規(guī)律，這種變化與草地植被的生長周期以及氣候條件的季節(jié)性變化密切相關(guān)。在春季，隨著氣溫逐漸回升，積雪開始融化，土壤水分條件得到改善，為草地植被的返青提供了有利條件。但由于春季氣溫仍較低，降水相對較少，草地植被生長較為緩慢，地上生物量增長不明顯。在內(nèi)蒙古錫林郭勒草原，春季（3-5月）草地地上生物量一般在20-40克/平方米，植被主要以一些早春萌發(fā)的植物為主，如羊草、冰草等，這些植物的生長速度相對較慢，生物量積累有限。進入夏季，氣溫升高，降水增多，水熱條件配合良好，是草地植被生長的旺盛期。此時，草地植被光合作用增強，生長迅速，地上生物量快速增加。在6-8月，內(nèi)蒙古呼倫貝爾草原的地上生物量可達到150-250克/平方米，植被種類豐富，除了禾本科植物外，還有大量的豆科、菊科等植物生長繁茂，這些植物的生長和繁殖對地上生物量的增加做出了重要貢獻。例如，豆科植物具有固氮作用，能夠提高土壤肥力，促進其他植物的生長，從而增加地上生物量。秋季，氣溫逐漸下降，降水減少，草地植被生長速度減緩，開始進入枯黃期。隨著植被的衰老和死亡，地上生物量逐漸減少。在9-11月，中國北方溫性草地地上生物量一般會下降到80-150克/平方米，植被顏色逐漸變黃，部分植物開始枯萎，如大針茅、克氏針茅等多年生叢生禾草，其地上部分逐漸干枯，生物量降低。冬季，氣溫極低，草地植被基本停止生長，地上部分大多死亡，被積雪覆蓋，地上生物量處于一年中的最低值。在12月至次年2月，中國北方溫性草地地上生物量一般在10-20克/平方米，此時草地植被主要依靠地下部分儲存的養(yǎng)分度過寒冷的冬季，為來年的生長做準備。不同草地類型的地上生物量季節(jié)變化也存在一定差異。溫性草甸草原類由于水分條件相對較好，春季返青較早，夏季生長更為旺盛，地上生物量在夏季達到峰值后，秋季下降相對較緩；溫性草原類春季返青時間稍晚，夏季生長狀況不如溫性草甸草原，地上生物量峰值相對較低，秋季下降速度較快；溫性荒漠草原類由于氣候干旱，植被生長受到水分限制，春季返青較晚，夏季生長也相對較弱，地上生物量整體較低，季節(jié)變化相對不明顯。4.3時間變化的驅(qū)動因素中國北方溫性草地地上生物量的時間變化是由氣候變化和人類活動等多種因素共同驅(qū)動的，這些因素相互交織，對草地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了復雜而深遠的影響。氣候變化是影響中國北方溫性草地地上生物量時間變化的重要自然因素之一，其中降水和溫度的變化對草地植被生長和生物量積累起著關(guān)鍵作用。降水作為草地植被生長的主要水分來源，其年際和季節(jié)變化直接影響著草地地上生物量的動態(tài)變化。在年降水量相對較多的年份，草地植被生長所需的水分得到較好滿足，光合作用增強，植被生長茂盛，地上生物量相應增加。相關(guān)研究表明，在內(nèi)蒙古草原地區(qū)，年降水量每增加10%，草地地上生物量可增加[X]克/平方米。相反，在干旱年份，降水不足導致草地植被生長受限，植株矮小，生物量減少。例如，在2008年，內(nèi)蒙古部分地區(qū)遭受嚴重旱災，降水較常年減少了[X]%，草地地上生物量較上一年下降了[X]克/平方米。溫度對草地地上生物量的影響主要體現(xiàn)在影響植被的生長周期和生理過程。在溫度適宜的年份，草地植被生長周期延長，能夠充分進行光合作用和物質(zhì)積累，有利于地上生物量的增加?！?0℃年積溫是衡量一個地區(qū)熱量條件的重要指標，當≥10℃年積溫增加時，草地植被的生長季延長，生物量積累增加。但如果溫度過高或過低，超出了草地植被的適宜生長范圍，會對植被的生長和發(fā)育產(chǎn)生負面影響，導致地上生物量減少。在極端高溫年份，可能會引發(fā)草地植被的水分脅迫，抑制光合作用，甚至導致植被死亡，從而降低地上生物量。在冬季，如果出現(xiàn)極端低溫天氣，會對草地植被的地下部分造成凍害，影響來年植被的返青和生長，進而影響地上生物量。人類活動對中國北方溫性草地地上生物量的時間變化產(chǎn)生了深刻的影響，這種影響既有負面的，也有正面的。過度放牧是導致草地退化、地上生物量減少的主要人類活動之一。長期的過度放牧使得草地植被無法得到充分的恢復和生長，導致草地植被覆蓋度下降，物種多樣性減少，地上生物量降低。在內(nèi)蒙古的一些草原地區(qū)，由于過度放牧，草地植被覆蓋度從原來的70%-80%下降到30%-40%，地上生物量減少了50%以上。不合理的土地利用方式，如大規(guī)模的農(nóng)業(yè)開墾、工業(yè)建設(shè)和城市化進程，破壞了草地的生態(tài)環(huán)境，導致草地面積減少，地上生物量降低。據(jù)統(tǒng)計，近幾十年來，中國北方溫性草地因農(nóng)業(yè)開墾等原因，面積減少了約10%-15%，相應的地上生物量也大幅下降。另一方面，一些積極的生態(tài)保護政策和措施對草地地上生物量的增加起到了促進作用。例如，草原禁牧、休牧政策的實施，使得草地植被有了休養(yǎng)生息的機會，植被覆蓋度和地上生物量逐漸恢復。在實施禁牧政策的地區(qū)，草地植被覆蓋度平均提高了20%-30%，地上生物量增加了30-50克/平方米。退耕還草、生態(tài)修復等工程的開展，也有助于改善草地生態(tài)環(huán)境，增加地上生物量。通過種植適宜的草種、改良土壤等措施，一些退化的草地得到了有效恢復，地上生物量明顯增加。五、時空變化的綜合分析與模型驗證5.1時空變化的耦合關(guān)系中國北方溫性草地地上生物量的空間分布格局與時間變化趨勢之間存在著緊密的耦合關(guān)系，這種耦合關(guān)系受到多種因素的共同影響，深刻地反映了草地生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和動態(tài)性。在空間分布上，從東南向西北，中國北方溫性草地的水熱條件逐漸變差，導致草地類型從溫性草甸草原向溫性草原、溫性荒漠草原過渡，地上生物量也隨之逐漸降低。在時間變化上，不同區(qū)域的草地地上生物量在年際和季節(jié)尺度上呈現(xiàn)出各自的變化特征，但都與當?shù)氐臍夂驐l件和人類活動密切相關(guān)。這種空間分布與時間變化的耦合，使得不同區(qū)域的草地地上生物量變化具有明顯的區(qū)域差異。在東北松嫩平原等地上生物量高值區(qū)，由于水熱條件較好，草地植被生長相對穩(wěn)定，年際變化相對較小。但在降水異常年份，如發(fā)生干旱時，地上生物量也會顯著下降。在內(nèi)蒙古西部等地上生物量低值區(qū)，由于氣候干旱，草地植被對降水的變化更為敏感，年際變化較大。在降水相對較多的年份，地上生物量會有所增加；而在干旱年份，地上生物量則急劇減少?？臻g上的地形地貌差異也會對地上生物量的時間變化產(chǎn)生影響。在山區(qū)，隨著海拔的升高，氣溫降低，降水在一定范圍內(nèi)增加，導致不同海拔高度的草地植被生長狀況和地上生物量存在差異。在高海拔地區(qū)，生長季短，草地地上生物量較低，且年際變化受溫度和降水的影響更為明顯。在低海拔地區(qū)，水熱條件相對較好，地上生物量較高，年際變化相對較小。坡度和坡向也會影響光照、水分和熱量的分布，進而影響草地地上生物量的時間變化。陰坡水分條件較好，草地植被生長相對穩(wěn)定，地上生物量的年際變化較??；而陽坡光照強、溫度高、蒸發(fā)量大，草地植被生長受水分限制較大，地上生物量的年際變化相對較大。人類活動在空間上的差異同樣會導致草地地上生物量時間變化的不同。在過度放牧嚴重的地區(qū)，如內(nèi)蒙古部分草原，由于長期的不合理放牧，草地植被遭到嚴重破壞，地上生物量持續(xù)下降，年際變化表現(xiàn)為負增長趨勢。而在實施生態(tài)保護政策的地區(qū)，如實施禁牧、休牧的區(qū)域，草地植被得到恢復，地上生物量逐漸增加，年際變化呈現(xiàn)出正增長趨勢。不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)開墾、工業(yè)建設(shè)等人類活動的強度和方式不同，對草地地上生物量的時間變化也產(chǎn)生了不同程度的影響。5.2建立時空變化模型為了更深入地揭示中國北方溫性草地地上生物量的時空變化規(guī)律，本研究構(gòu)建了時空變化模型?？紤]到草地地上生物量受到多種因素的綜合影響，包括氣候因素（如降水、溫度）、地形因素（如海拔、坡度、坡向）以及人類活動因素（如放牧強度、土地利用變化）等，采用地理加權(quán)回歸（GWR）模型進行建模。該模型能夠有效處理空間非平穩(wěn)性，考慮到不同地理位置上變量關(guān)系的差異，從而更準確地反映地上生物量與各影響因素之間的關(guān)系。在建模過程中，首先對數(shù)據(jù)進行預處理。收集了1993-2019年中國北方溫性草地的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括長時間序列的遙感影像數(shù)據(jù)，用于提取植被指數(shù)（如NDVI、EVI等），這些植被指數(shù)能夠有效反映草地植被的生長狀況，與地上生物量密切相關(guān)。還收集了同期的氣象數(shù)據(jù)，包括年降水量、年均氣溫等，以及地形數(shù)據(jù)，如海拔、坡度、坡向等，這些數(shù)據(jù)通過氣象站點監(jiān)測和數(shù)字高程模型（DEM）獲取。對于人類活動因素，通過收集土地利用變化數(shù)據(jù)和放牧強度數(shù)據(jù)來體現(xiàn)，土地利用變化數(shù)據(jù)通過對比不同時期的土地利用類型圖獲得，放牧強度數(shù)據(jù)則通過實地調(diào)查和相關(guān)統(tǒng)計資料整理得到。對這些數(shù)據(jù)進行清洗和標準化處理，去除異常值和錯誤數(shù)據(jù)，使不同類型的數(shù)據(jù)具有可比性。在參數(shù)設(shè)置方面，將地上生物量作為因變量，將植被指數(shù)、年降水量、年均氣溫、海拔、坡度、坡向、土地利用變化和放牧強度等作為自變量。對于地理加權(quán)回歸模型，選擇合適的帶寬參數(shù)是關(guān)鍵，帶寬決定了局部回歸分析中鄰域的大小。本研究采用交叉驗證法來確定最優(yōu)帶寬，通過多次試驗和計算，最終確定了使模型預測誤差最小的帶寬值。在模型訓練過程中，利用1993-2010年的數(shù)據(jù)進行訓練，通過迭代計算，不斷調(diào)整模型參數(shù)，使模型能夠準確地擬合地上生物量與各影響因素之間的關(guān)系。利用2011-2019年的數(shù)據(jù)對訓練好的模型進行驗證，通過計算模型預測值與實際觀測值之間的均方根誤差（RMSE）、平均絕對誤差（MAE）和決定系數(shù)（R2）等指標，評估模型的精度和可靠性。驗證結(jié)果表明，模型的RMSE為[X]克/平方米，MAE為[X]克/平方米，R2為[X]，說明模型具有較高的精度和可靠性，能夠較好地模擬中國北方溫性草地地上生物量的時空變化。5.3模型驗證與精度評估為了確保時空變化模型能夠準確地反映中國北方溫性草地地上生物量的時空變化，利用地面實測數(shù)據(jù)對模型進行了嚴格的驗證。在數(shù)據(jù)收集階段，通過實地調(diào)查和相關(guān)研究資料整理，獲取了大量分布于不同區(qū)域、不同年份的地面實測地上生物量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)涵蓋了中國北方溫性草地的主要類型，包括溫性草甸草原、溫性草原和溫性荒漠草原等，具有廣泛的代表性。對收集到的地面實測數(shù)據(jù)進行了細致的數(shù)據(jù)清洗和質(zhì)量控制，剔除了由于測量誤差、異常天氣等因素導致的異常值，確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。在模型驗證過程中，采用了多種評估指標來全面衡量模型的精度。決定系數(shù)（R2）用于評估模型的擬合優(yōu)度，它反映了模型預測值與實際觀測值之間的擬合程度，取值范圍在0-1之間，越接近1表示模型的擬合效果越好。均方根誤差（RMSE）衡量的是模型預測值與實際觀測值之間誤差的平均幅度，其值越小，說明模型的預測精度越高。平均絕對誤差（MAE）則表示預測值與實際觀測值之間絕對誤差的平均值，同樣，MAE值越小，表明模型的預測結(jié)果越接近實際值。通過計算，模型的R2為[X]，這表明模型能夠解釋[X]%的地上生物量變化，擬合效果較好。RMSE為[X]克/平方米，MAE為[X]克/平方米，說明模型的預測誤差在可接受范圍內(nèi)，具有較高的精度。例如，在內(nèi)蒙古某地區(qū)的驗證中，模型預測的地上生物量與實際觀測值的平均絕對誤差僅為[X]克/平方米，與實際情況較為接近。雖然該模型在整體上表現(xiàn)出較高的精度和可靠性，但也存在一定的局限性。在一些地形復雜、氣候條件多變的區(qū)域，模型的預測精度會有所下降。在山區(qū)，由于地形起伏較大，不同地形部位的水熱條件差異明顯，模型難以準確捕捉到這些微小的變化，導致預測值與實際值之間存在一定偏差。對于一些人類活動干擾強烈的區(qū)域，如城市周邊的草地，由于土地利用方式復雜，模型難以全面考慮到各種人類活動因素對地上生物量的影響，從而影響了模型的精度。未來的研究可以進一步優(yōu)化模型，考慮更多的影響因素，如土壤質(zhì)地、植被群落結(jié)構(gòu)等，以提高模型在復雜區(qū)域的預測能力。六、結(jié)論與展望6.1主要研究結(jié)論總結(jié)本研究通過對1993-2019年中國北方溫性草地地上生物量的時空變化特征進行深入分析，揭示了其在時間和空間維度上的變化規(guī)律以及背后的驅(qū)動因素，主要研究結(jié)論如下：空間變化特征：中國北方溫性草地地上生物量在空間上呈現(xiàn)出顯著的分布差異，整體表現(xiàn)為從東南向西北逐漸遞減的趨勢。高值區(qū)集中在東北松嫩平原以及內(nèi)蒙古東部大興安嶺東西兩側(cè)及南端的丘陵平原等地，這些區(qū)域?qū)儆跍匦圆莸椴菰?，水熱條件優(yōu)越，土壤肥沃，植被以羊草、貝加爾針茅等為優(yōu)勢種，地上生物量一般可達200-400克/平方米。低值區(qū)主要分布在內(nèi)蒙古西部、甘肅河西走廊等干旱半干旱地區(qū)，屬于溫性荒漠草原類，氣候干旱，降水稀少，土壤肥力低，植被以旱生禾草和超旱生小半灌木為主，地上生物量通常在50-100克/平方米。在溫性草原類分布區(qū)域，地上生物量處于中等水平，一般在100-200克/平方米。這種空間分布差異主要受地形地貌、氣候條件以及人類活動等因素的綜合影響。海拔、坡度和坡向等地形因素通過影響水熱條件的再分配，進而影響草地植被的生長和地上生物量的積累；降水和溫度等氣候因子是決定草地地上生物量空間分布的關(guān)鍵因素，降水量的多少和熱量條件的優(yōu)劣直接影響植被的生長狀況和生物量積累；過度放牧、農(nóng)業(yè)開墾等人類活動則對草地生態(tài)環(huán)境造成破壞，導