应用无人机近地面遥感技术估算草地生物量是目前较热门的方法,但构建的反演模型类型、变量、算法差异较大.通过在内蒙古锡林郭勒获取的无人机多光谱影像提取出波段反射率、植被指数等变量,与实际获取的地面样方调查数据结合,构建并对比了 8种最常用的参数与非参数方法构建的草地地上生物量预测模型,评估不同模型的精度和建模变量,以期能够优化得到最佳预测模型.研究结果表明8种模型中参数模型精度相对较低,非参数模型具有更高精度;参数模型中多变量的广义线性模型优于线性、对数和指数这3个参数模型;非参数模型中K近邻、支持向量机、极端梯度提升和随机森林4种模型的决定系数R2都大于0.7,但随机森林模型相对更稳健,且模型变量数最少.建模变量中归一化植被指数和红波段反射率变量对生物量估算作用较大.综上,随机森林模型是较适用于内蒙古锡林郭勒地区草原无人机近地面遥感技术估算草地生物量的模型,然而在超参数调整、算法优化,以及植被多源变量筛选等方面还需要更深入的研究.

中国北方农牧交错带生态系统敏感脆弱、不稳定,其健康状况受多种因素影响,其中以放牧为代表的人类经济活动影响显著.高强度放牧是造成草地退化的重要原因,草地退化又是影响草原生态系统健康的关键因素.利用归一化植被指数和牲畜量量化放牧压力,并选取合理的模型探究放牧对于中国北方农牧交错带生态健康的影响,确定合理的放牧强度和策略,以实现草畜平衡和区域可持续发展.基于"活力-组织力-弹性-生态服务"(VORS)模型,构建起包括自然、社会等多方面的指标体系,评估了 2000-2015年北方农牧交错带的生态健康系统水平,并采用Moran's I探讨放牧压力和生态系统健康指数的空间相关性,并从普通最小二乘法、地理加权回归模型、时间加权回归模型和时空地理加权回归模型选择最优回归模型,揭示放牧压力对于生态系统健康的影响机制.结果表明:(1)2000-2015年放牧强度格局高值区域主要为内蒙古草原地区,低值区域主要为陕西高原地区.(2)2000-2015年中国北方农牧交错带的生态系统健康指数呈现上升趋势,区域整体处于亚健康状态和一般健康状态.(3)全局双变量Moran's I结果显示在2000-2015年呈现负相关影响关系,但影响力度在变小.(4)多种回归模型相比较,GTWR模型表现最优.2000-2015年,正向驱动空间集中在内蒙古、辽宁以及山西省区县;负向驱动空间集中在陕西省、甘肃等区域,同时影响强度持续增强.研究通过不同区县、不同的草原的反应状况,提出放牧政策的不同实施建议,致力于实现草原资源的可持续利用和生态系统的持续健康.

地面节肢动物作为陆地生态系统的重要组成部分,在大型食草动物粪便分解中扮演着重要角色.当前动物粪便中节肢动物群落研究主要集中在粪便类型和微生境的作用,而季节或气候状况对粪便中节肢动物群落影响的研究较少.本研究在内蒙古典型草原区,采用野外人工堆置方法,研究不同季节马粪中节肢动物群落的组成和多样性特征,并分析了节肢动物各类群多度与环境因子的关系.结果表明:(1)春夏秋3个季节马粪的初始含水量不存在显著差异(P＞0.05);夏季马粪初始有机质含量显著地低于春季和秋季(P＜0.05);马粪初始pH在秋季显著地低于春季和夏季(P＜0.05).(2)在马粪分解第3 d和第360 d,秋季马粪中节肢动物群落多度和类群数显著高于春季(P＜0.05);在粪块分解第3 d和第7 d,秋季马粪中粪金龟子群落多度和物种数显著高于夏季(P＜0.05);在分解第3d和第7 d,秋季马粪中隐翅虫群落多度和属数显著高于春季和夏季(P＜0.05).研究表明,分解早期粪的有机质含量和含水量对马粪中节肢动物群落组成影响较大,而分解后期节肢动物群落组成主要受土壤温度和湿度的调控.

为定量评价干旱半干旱草原煤电开发区域长时序生态承载力及其动态变化特征,本研究基于DP-SIR 模型,选取 29 个指标,构建 了生态承载力评价指标体系,采用熵权法和综合求值法对内 蒙古东、中、西部地区的呼伦贝尔市、锡林郭勒盟和鄂尔多斯市生态承载力动态进行评价,采用主成分分析法对不同区域生态承载力的驱动力进行分析,并对不同组分变化及不同组分间相关性进行了分析.结果表明:(1)2005-2015年,呼伦贝尔市生态承载力在波动中缓慢上升,锡林郭勒盟呈现先降后升的趋势,鄂尔多斯市趋于平稳;(2)不同地区生态承载力驱动力略有差异,总体来说,影响煤电开发区域生态承载力的主要驱动因子为人均GDP、城镇居民可支配收入、工业产值比重、人均原煤产量等;(3)呼伦贝尔市与锡林郭勒盟的"状态"、"人类福祉"组分和鄂尔多斯市的"生态系统服务"组分与区域生态承载力呈显著相关;(4)不同区域生态承载力组分相关性有较大差异,提高居民生活水平,实施生态保护和降低煤电开发强度等可有效促进生态承载力的提升.

蒙古白丽蘑Leucocalocybe mongolica是国家重点保护珍稀濒危物种,具有重要的经济价值和生态价值,但目前还没有气候变化对蒙古白丽蘑分布格局的影响研究.本研究基于蒙古白丽蘑分布数据,采用最大熵(maximum entropy)模型研究了当前和未来条件下蒙古白丽蘑的适生分布区以及影响蒙古白丽蘑分布格局的气候因子.蒙古白丽蘑适生区预测模型的训练集和测试集的受试者工作特征曲线下面积(AUC)值分别为 0.997 和 0.998,模型预测结果极准确.最暖季度降水量、最冷季度降水量、温度季节性变化的标准差以及降水量变异系数是影响蒙古白丽蘑分布的主要气候因子,累计贡献率达 75.2%.全球来看,当前蒙古白丽蘑的最佳适生区和高适生区主要集中在中国北方、蒙古国北部和中部以及俄罗斯与中国和蒙古国接壤的蒙古高原.在我国则分布在内蒙古、黑龙江和新疆,内蒙古是蒙古白丽蘑资源分布的核心区域,且可分为北部的呼伦贝尔草原区和南部的锡林郭勒草原区 2 个区域.在未来 4 种气候情景下,蒙古白丽蘑最佳适生区和高适生区向高纬度转移,形成我国分布面积下降而蒙古分布面积增加的格局.基于参考文献、实地调查分布点数据和筛选后的环境变量构建的蒙古白丽蘑的适生区分布特征模型可信度高,结合未来气候变化分布区预测可为蒙古白丽蘑的野生资源保护提供理论依据.

草地是重要的陆地生态系统,也是我国主要的畜牧业资源之一.随着草地退化日益严重,草地生态环境遭到破坏,草地可持续发展受到严重影响,对牧区牧民带来巨大的生计压力.系统分析草地质量对牧户生计的影响,对于制定有效的草地修复政策,增强牧户的草地退化适应能力,减轻牧区贫困人口的生计脆弱性具有重要意义.本文选取内蒙古典型草原区作为研究区,利用2017年和2019年野外采样数据及2021年牧户访谈数据,构建了牧户生计脆弱性评价指标体系,分析了草地质量对牧户生计脆弱性的影响,并探究了影响牧户生计脆弱性的关键因素.结果表明:内蒙古典型草原区纯牧户、牧兼户和非牧户的草场面积、人均收入差异不大,纯牧户、牧兼户的家庭劳动力较丰富,非牧户家庭劳动力较少;纯牧户、非牧户的生计脆弱性较高,牧兼户的生计脆弱性较低;草地质量是纯牧户生计脆弱性的关键影响因素,修复草地生态环境能够降低牧户生计脆弱性;发展以牧业为主的多样化生计、提高牧户家庭的健康水平和信贷资本,均有利于降低牧户生计脆弱性.

内蒙古草原是我国重要的生态保护屏障,部分区域是农牧交错带的重要组成部分.锡林郭勒草原位于内蒙古东中部,属典型温性草原,深入开展退耕还草对其植被总初级生产力(GPP)的影响、探究相关环境因子,对深入了解退耕还草过程中区域植被生长状况变化和生物固碳潜力时空分布以及制定更加科学精准的退耕政策具有重要意义.基于遥感、气象观测和土地利用数据,采用残差分析和相关性分析方法,系统研究了 2010-2015年间锡林郭勒草原退耕还草区域的植被GPP变化特征,并探讨了不同环境因子对GPP变化量的影响,揭示了退耕还草活动造成的GPP变化特征及其受环境因子影响的作用机制.结果发现:(1)锡林郭勒盟退耕还草区域5年内GPP平均变化量为0.47 g C/m2,其中GPP增加面积占退耕还草总面积的67.2％,退耕还草初期GPP变化不显著;(2)退耕还草区域内,土壤含水量和土壤有机碳与GPP变化量显著负相关,而气温、降水、高程和坡度均与GPP变化量显著正相关;(3)坡度和土壤含水量与GPP变化量的相关程度最强,对退耕还草后GPP变化的影响程度较高.

内蒙古草原具有丰富的自然植被和矿产资源.本研究基于Landsat5/7/8 NDVI数据,采用像元二分模型反演植被覆盖度,通过Sen+MK和Hurst指数对内蒙古草原区植被覆盖度的稳定性、空间分布和未来演变趋势进行研究,并使用最优参数地理探测器分析植被覆盖度空间分异的驱动因素.结果表明:从植被覆盖特征来看,2006-2020年内蒙古草原区植被覆盖度呈增长趋势,整体呈现东高西低的空间格局,以高波动为主,植被具有轻微或明显改善特征的区域(64.8％)远多于轻微或严重退化特征的区域(23.2％).与过去15年相比,未来植被退化区域的面积占比预计将增加至36.6％,中部草原区的锡林郭勒盟和乌兰察布中部、东部草原区呼伦贝尔的西部和鄂尔多斯市的西部以及西部草原区乌海都有退化风险,应重点关注.从驱动因素来看,降水是内蒙古草原区空间分异性的主导因素,其与土壤类型、土地利用和气温3个因子的协同作用最显著.

水分是干旱半干旱地区植被生长的主要限制因子,水分利用是反映植被对环境变化响应的关键生态水文过程.目前缺少对干旱半干旱区草原不同科、属植物水分利用特征差异的系统分析,且植物水分利用特征与环境因子的定量关系需要进一步研究.在内蒙古荒漠草原进行样带调查,采集 7 个样地 0-100 cm深度土壤样品和 15 种植物根茎结合部(茎秆)、叶片样品,测定土壤水、植物水中δ2H和δ18O和植物叶片δ13C的同位素,利用MixSIAR模型确定不同科、属植物水分来源比例,分析不同科、属植物水分利用来源和水分利用效率的差异,并建立植物水分来源比例及水分利用效率与各环境因子的定量关系.结果表明:(1)禾本科和菊科植物主要利用 0-30 cm深度土壤水(55.63%和 51.84%),其叶片δ13 C(-26.61‰和-27.91‰)均低于其他科(包括柽柳科、藜科和蔷薇科)(-26.36‰),且其他科主要利用 60-100 cm深度土壤水(36.83%),水分利用策略更有利于在干旱条件下生存.(2)针茅属植物对 0-30 cm深度土壤水的利用(55.28%)和叶片δ13C(-26.38‰)高于蒿属(31%和-28.14‰),较高的水分利用效率使其在干旱环境中具有较强的生态适应性.(3)植物对不同深度土壤水的利用比例和叶片δ13C对不同环境因子的响应有所差异,其中植物水分来源比例主要受年均降雨量、年均温和叶周长影响(P<0.05).本研究揭示荒漠草原植物水分利用特征,有助于理解植物对环境变化的响应策略,同时对该地区生态系统管理提供理论依据.

中国内蒙古自治区(简称内蒙古)和蒙古国是使用蒙古族医药(简称蒙医药)及其药用植物资源分布的主要地区.该研究通过对野外调查、标本采集与鉴定、文献考证等方法分别收集了中国内蒙古总计133科,586属,1497种药用植物,蒙古国总计62科,261属,467种药用植物,对其种类、空间分布及影响因素进行了分析.结果为中国内蒙古药用植物种类比蒙古国较为丰富.中国内蒙古呼伦贝尔市、赤峰市及通辽市部分地区呈现热点聚集区;蒙古国东方省、苏赫巴托尔省、戈壁阿尔泰省、巴彦洪戈尔省、中戈壁省、科布多省、南戈壁省和中央省均有部分热点聚集区.以中国内蒙古与蒙古国为整体时海拔和气候因子对药用植物多样性的贡献率不显著.将中国内蒙古与蒙古国植被类型大致分为森林、草原、沙漠3种后,各因子贡献率显著上升.因此,药用植物资源分布与植被覆盖度由地形、气候及物种间互作等多种自然因素共同影响,各因子相互促进,相互制约.为今后药用植物资源的可持续发展和合理开发利用提供了参考依据.