陳麗紅,呼天明

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 楊凌 712100； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

西北五省(區(qū))草原建設(shè)與利用現(xiàn)狀分析

陳麗紅1,呼天明2

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 楊凌 712100； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

西北五省(區(qū))是我國(guó)草原的主要分布區(qū)域，其草原利用現(xiàn)狀對(duì)草原發(fā)展影響極大。為了合理有效地利用和保護(hù)草原資源，本研究根據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2013年的相關(guān)數(shù)據(jù)，采用多元統(tǒng)計(jì)分析法中的快速聚類方法，以草原面積可利用率、累計(jì)種草保留面積率、當(dāng)年新增種草面積率、草原鼠害危害面積率、草原鼠害治理面積率、草原蟲(chóng)害危害面積率和草原蟲(chóng)害治理面積率7項(xiàng)指標(biāo)為主要研究因素，對(duì)西北五省(區(qū))草原建設(shè)與利用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，7項(xiàng)指標(biāo)中草原鼠害危害面積率、草原鼠害治理面積率、草原蟲(chóng)害危害面積率這3項(xiàng)均顯著(P<0.05)，并以草原鼠害治理面積率顯著性最高，可是蟲(chóng)害治理面積率并不顯著(P>0.05)。由此看出，鼠害治理雖已取得階段性結(jié)果，但長(zhǎng)期治理還需加強(qiáng)，而蟲(chóng)害防治則成為當(dāng)務(wù)之急，迫切需要有效的治理方法。

西北五省區(qū)；草原建設(shè)；草原利用；快速聚類法

陜西、甘肅、青海、寧夏回族自治區(qū)和新疆維吾爾自治區(qū)這五省(區(qū))的草原面積占中國(guó)草原面積的40%以上，其中新疆、青海、甘肅屬于中國(guó)六大牧區(qū)[1-5]。草原不僅是以牧業(yè)為生的中國(guó)少數(shù)民族聚居區(qū)，也是廣大牧民賴以生存的基本生活資料。加強(qiáng)草原保護(hù)力度，提高草原建設(shè)水平，不僅能有效維護(hù)中國(guó)草原脆弱的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)牧區(qū)經(jīng)濟(jì)有序發(fā)展，提高廣大牧民生活質(zhì)量，同時(shí)對(duì)維護(hù)西部邊疆的安定，保持當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的穩(wěn)定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)具有重大現(xiàn)實(shí)意義[6-10]。

根據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2013年的相關(guān)數(shù)據(jù)，本研究運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析中的快速聚類分析法(K-Means Cluster)，對(duì)西北五省(區(qū))草原建設(shè)利用的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，以期為西部五省(區(qū))草原生態(tài)建設(shè)、協(xié)調(diào)發(fā)展以及可持續(xù)利用提供一些有益性的建議。

1 指標(biāo)與方法

1.1指標(biāo)

西北五省區(qū)都處于中國(guó)干旱半干旱地區(qū)，生態(tài)上的相似性使得對(duì)草原建設(shè)與利用現(xiàn)狀分析應(yīng)更側(cè)重于從草原面積可利用率、累計(jì)種草保留面積率、當(dāng)年新增種草面積率、草原鼠害危害面積率、草原鼠害治理面積率、草原蟲(chóng)害危害面積率、草原蟲(chóng)害治理面積率等衡量草原建設(shè)利用現(xiàn)狀這7個(gè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行研究。累計(jì)種草保留面積是指統(tǒng)計(jì)當(dāng)年對(duì)行政管轄區(qū)域所有種草的面積(涵蓋統(tǒng)計(jì)當(dāng)年及以前所有新種草面積)進(jìn)行累計(jì)后的面積。

1)草原面積可利用率=可利用草原面積/草原總面積。

2)累計(jì)種草保留面積率=累計(jì)種草保留面積/草原總面積。

3)當(dāng)年新增種草面積率=當(dāng)年新增種草面積/草原總面積。

4)草原鼠害危害面積率=當(dāng)年草原鼠害危害面積/草原總面積。

5)草原鼠害治理面積率=草原鼠害治理面積/草原總面積。

6)草原蟲(chóng)害危害面積率=草原蟲(chóng)害危害面積/草原總面積。

7)草原蟲(chóng)害治理面積率=草原蟲(chóng)害治理面積/草原總面積。

1.2方法

本研究采用快速聚類分析法[11]對(duì)西北五省區(qū)草原建設(shè)與利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析?？焖倬垲惖挠?jì)算公式如下：

式中,EUCLID為歐氏距離(Euclidean Distance);x和y分別為x、y樣本中各個(gè)變量值;k為類別個(gè)數(shù)。

數(shù)據(jù)處理及分析利用Excel 2003、SPSS 13.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1西北五省(區(qū))草原生態(tài)建設(shè)與利用情況

西北五省(區(qū))草原總面積和可利用草原面積最大者為新疆，分別為5 450.42和4 590.22萬(wàn)hm2，最小者為寧夏，分別為301.41和262.56萬(wàn)hm2；累計(jì)種草保留面積最大者為甘肅(270.72萬(wàn)hm2)，最小者為寧夏(69.63萬(wàn)hm2)；當(dāng)年新增種草面積最大者為新疆(55.03萬(wàn)hm2)，最小者為陜西(14.58萬(wàn)hm2)；草原鼠害危害面積最嚴(yán)重者為青海，高達(dá)862.82萬(wàn)hm2，可見(jiàn)鼠害危害面積非常嚴(yán)重，但草原鼠害治理面積最好者卻為新疆(123.53萬(wàn)hm2)，而不是青海(116.2萬(wàn)hm2)；草原蟲(chóng)害危害面積最嚴(yán)重者為新疆，為206.45 hm2，但其草原蟲(chóng)害治理面積也最多，達(dá)到96.6萬(wàn)hm2(表1)。

西北五省(區(qū))草原可利用率相差不大，利用率最高者為甘肅，達(dá)90%，最低者為陜西和新疆，均為84%；在累計(jì)種草保留率指標(biāo)方面，五省區(qū)差異較大，最高的寧夏(23%)與最低的新疆(3%)和青海(3%)相差20百分點(diǎn)；在當(dāng)年新增種草面積率方面，最高的寧夏(8%)與最低的新疆和青海(1%)相差7百分點(diǎn)；在草原鼠害危害面積率方面，甘肅(27%)和青海(24%)發(fā)生率都較高，但其在草原鼠害治理率上都偏低，都僅為3%，遠(yuǎn)低于寧夏18%的水平；在草原蟲(chóng)害危害面積率方面，寧夏最高，高達(dá)22%，比其他四省(區(qū))平均水平高出16.25百分點(diǎn)；在草原蟲(chóng)害治理率方面，五省(區(qū))相差不大，都偏低，最高的寧夏僅為3%，最低的為陜西和青海，均為1%(表2)。

2.2西北五省(區(qū))草原生態(tài)建設(shè)利用類比情況

從草原生態(tài)建設(shè)利用對(duì)應(yīng)的草原面積可利用率、累計(jì)種草保留面積率、當(dāng)年新增種草面積率、草原鼠害危害面積率、草原鼠害治理面積率、草原蟲(chóng)害危害面積率和草原蟲(chóng)害治理面積率指標(biāo)的分值來(lái)看，可把西北五省(區(qū))草原建設(shè)利用現(xiàn)狀可以分為3類(表3)，其中，陜西和新疆草原建設(shè)利用為第Ⅰ類，二者的歐氏距離(類中心距離)均為0.07(表4)；寧夏草原建設(shè)利用為第Ⅱ類，甘肅和青海為第Ⅲ類，二者的歐氏距離(類中心距離)為0.065(表4)?？偟膩?lái)看，第Ⅱ類指標(biāo)是最優(yōu)的，第Ⅰ類次之，第Ⅲ類一般。第Ⅰ類省(區(qū))草原面積可利用率較高(84%)、累計(jì)種草保留面積率(10%)和當(dāng)年新增種草面積率(2%)較好，草原鼠害和蟲(chóng)害危害面積率(11%和6%)都處于最低水平，草原鼠害和蟲(chóng)害治理面積率(3%和2%)適中(表3)，這一類樣本占樣本總數(shù)的40%。第Ⅱ類地區(qū)草原面積可利用率較高(87%)，累計(jì)種草保留面積率(23%)和當(dāng)年新增種草面積率(8%)處于全部類別的最高水平，其明顯高于其他類別，草原鼠害治理面積率(18%)和草原蟲(chóng)害治理面積率(3%)也在全部類別中處于最好水平，而草原鼠害危害面積率(12%)較高，草原蟲(chóng)害危害面積率(22%)最高，這一類占樣本總數(shù)的20%；第Ⅲ類省(區(qū))草原面積可利用率(89%)在全部樣本中最高，累計(jì)種草保留面積率(9%)和當(dāng)年新增種草面積率(2%)均相對(duì)較低，草原鼠危害面積率(26%)非常高，與之形成鮮明對(duì)比的是其鼠害治理面積率(3%)非常低，草原蟲(chóng)害危害面積率(6%)和治理面積率(2%)都不高，這一類占樣本總數(shù)的40%。因此，第Ⅱ類中有累計(jì)種草保留面積率、當(dāng)年新增種草面積率、草原鼠害治理面積率、蟲(chóng)害危害面積率和治理面積率5個(gè)指標(biāo)大于第Ⅰ類和第Ⅲ類；而第Ⅰ類與第Ⅲ類相比，其草原面積可利用率雖然略低，但累計(jì)種草保留面積率大于第Ⅲ類，因而從指標(biāo)總體上來(lái)看，第Ⅰ類優(yōu)于第Ⅲ類。

表1 西北五省(區(qū))草原生態(tài)建設(shè)利用情況的絕對(duì)指標(biāo)Table 1 Absolute index of grassland ecosystem construction and utilization of five provinces in northwestern China ×104 hm2

注：《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2013》將新疆建設(shè)兵團(tuán)的草原數(shù)據(jù)單列，為研究方便起見(jiàn)，本研究不包含新疆建設(shè)兵團(tuán)草原數(shù)據(jù)[12]。

Note: The China statistical yearbook 2013 lists grassland data of the Xinjiang Construction Corps separately, therefore this study excludes them for convenience’s[12].

表2 西北五省(區(qū))草原生態(tài)建設(shè)利用情況的相對(duì)指標(biāo)Table 2 Relative index of grassland ecosystem construction and utilization by five provinces in northwestern China %

表3 西北五省(區(qū))草原樣本數(shù)據(jù)最終的類中心Table 3 Final cluster centers of sample data of grassland in five provinces in northwestern China

表4 西北五省(區(qū))草原數(shù)據(jù)類屬及其與類中心的距離Table 4 Clusters and distances to cluster centers of grassland data in five provinces in northwestern China

2.3西北五省(區(qū))草原利用數(shù)據(jù)方差分析

對(duì)聚類后形成的西北五省(區(qū))草原數(shù)據(jù)之間作單因素方差分析表明(表5)，快速聚類分析的7個(gè)指標(biāo)在所分的3類中有3個(gè)指標(biāo)即草原鼠害危害面積率、草原鼠害治理面積率和草原蟲(chóng)害危害面積率出現(xiàn)了明顯差異，也就是說(shuō)，有3個(gè)指標(biāo)在聚類分析中發(fā)揮了明顯作用，這些指標(biāo)的F統(tǒng)計(jì)量的相伴概率小于顯著性水平0.05。因此，可以認(rèn)為將樣本分成3類的聚類分析基本上是可行的，聚類效果可以接受。

3 討論與結(jié)論

加強(qiáng)草原保護(hù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)草原合理永續(xù)利用，改善草原生態(tài)環(huán)境是維護(hù)國(guó)家生態(tài)安全、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的戰(zhàn)略舉措，是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要路徑[13-15]。本研究以占中國(guó)草原面積40%以上的西北五省(區(qū))陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆為研究對(duì)象，采用多元統(tǒng)計(jì)分析法中的快速聚類方法，以草原面積可利用率、累計(jì)種草保留面積率、當(dāng)年新增種草面積率、草原鼠害危害面積率、草原鼠害治理面積率、草原蟲(chóng)害危害面積率和草原蟲(chóng)害治理面積率7項(xiàng)草原建設(shè)與利用指標(biāo)為主要研究因素，旨在對(duì)中國(guó)西北五省(區(qū))草原建設(shè)與利用現(xiàn)狀進(jìn)行考察和分析的基礎(chǔ)上，提出改善草原建設(shè)與利用水平的政策建議。

表5 西北五省(區(qū))草原數(shù)據(jù)方差分析檢驗(yàn)結(jié)果Table 5 ANOVA results of grassland data in northwestern China

研究表明，西北五省(區(qū))在控制和治理草原生態(tài)成效方面結(jié)果迥異。從草原鼠害和蟲(chóng)害危害面積率來(lái)看，甘肅、寧夏和陜西都比較高，而青海和新疆在五省(區(qū))當(dāng)中則處于較低水平。其中寧夏蟲(chóng)害最為嚴(yán)重，干旱少雨有利于蟲(chóng)害發(fā)生蔓延，寧夏受持續(xù)干旱少雨的影響，氣溫回升快對(duì)卵孵化有利，害蟲(chóng)發(fā)育速率明顯加快，使得寧夏草原蟲(chóng)害發(fā)生呈遞增趨勢(shì)。甘肅和青海鼠害最嚴(yán)重，一方面鼠類自身很強(qiáng)的繁殖力和適應(yīng)性，另一方面由于往年的滅鼠力度不夠，存留害鼠的繁殖補(bǔ)償了消滅的害鼠以及周邊地區(qū)鼠類的遷入使有害鼠種群恢復(fù)很快。

從方差分析結(jié)果來(lái)看，3個(gè)指標(biāo)有顯著差異，即草原鼠害危害面積率、草原鼠害治理面積率和草原鼠害治理面積率。其中，鼠害治理面積率(P=0.011)最顯著，表明人們?cè)谑蠛Φ姆乐畏矫嫒〉昧艘欢ǖ某尚?，不少地方已?jīng)控制了鼠害，草原鼠害危害面積率(P=0.034)也顯著，可看出鼠害中短期的控制已得到基本解決，但防效難以鞏固，殘存鼠繁殖快，使鼠害不斷發(fā)生。此外，數(shù)據(jù)表明草原蟲(chóng)害危害面積率(P=0.030)顯著，而蟲(chóng)害治理面積率不顯著(P=0.357)，說(shuō)明蟲(chóng)害治理相對(duì)于鼠害治理效果要差，蟲(chóng)害較鼠害更難防治。草原蟲(chóng)害以蝗蟲(chóng)為首, 蝗蟲(chóng)生命力非常頑強(qiáng)，當(dāng)年沒(méi)被消滅的殘蟲(chóng)會(huì)將大量蟲(chóng)卵產(chǎn)在地下，并在溫度和濕度適宜時(shí)迅速孵化出土，就算暫時(shí)條件不合適，也能等到下一年再孵化，因此，草原蟲(chóng)害治理任重而道遠(yuǎn)。

4 小結(jié)與建議

西北五省(區(qū))的草原生態(tài)建設(shè)與利用在鼠害的治理方面取得了一定的成績(jī)，但草原鼠、蟲(chóng)害防治工作，尤其蟲(chóng)害的防治仍然面臨嚴(yán)峻形勢(shì)，存在一些亟待解決的問(wèn)題，對(duì)此，提出兩點(diǎn)建議：

1)保護(hù)草原是根本。草原鼠蟲(chóng)害的發(fā)生發(fā)展不僅與氣候有關(guān)，更多的因素來(lái)自人類的干擾和對(duì)環(huán)境的破壞。人類過(guò)度放牧導(dǎo)致草原退化，草原退化導(dǎo)致草原鼠害、蟲(chóng)害的加劇，而鼠蟲(chóng)害又進(jìn)一步加速草原退化。因此，草原建設(shè)的重點(diǎn)不能一味地放在草原的生產(chǎn)力上，而要放在保護(hù)草原的生態(tài)環(huán)境上。合理放牧，退耕還草，長(zhǎng)期持久的維護(hù)草原生態(tài)環(huán)境，保護(hù)草原生態(tài)系統(tǒng)。

2)做好提前預(yù)防。單純的滅鼠、滅蟲(chóng)不是解決問(wèn)題的根本。使用科學(xué)的方法掌握鼠蟲(chóng)害發(fā)生發(fā)展動(dòng)態(tài)。如查清蟲(chóng)、鼠的種類、密度、危害程度和波及范圍，結(jié)合氣溫，降水等因素可以對(duì)當(dāng)年鼠蟲(chóng)害的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而指導(dǎo)人們制定科學(xué)的防治措施，再結(jié)合適宜的滅治時(shí)間，確保防治效果。

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(責(zé)任編輯 武艷培)

GrasslandconstructionandutilizationinfiveprovincesinnorthwesternChina

CHEN Li-hong1, HU Tian-ming2

(1.College of Life Science, Northwest A&F University, Yangling 712100, China； 2.College of Animal Science, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

The five northwestern provinces and municipalities including Shaanxi, Gansu, Qinghai, Ningxia and Xinjiang have large areas of grassland which have great impacts on grassland development in China.In order to enhance the protection and rational utilization of grassland resources, grassland construction and utilization were analyzed using the K-means Cluster which was multivariate statistic method based on the relevant data in China Statistical Yearbook 2013.The seven indices including the utilized ratio of grassland area, the accumulated grassland reserved area ratio, the newly increased grassland area ratio this year, the rodent damage area ratio in grassland, the rodent management area ratio in grassland, the pest damage area ratio in grassland and the pest management area ratio in grassland were calculated.The results indicated that the rodent damage area ratio in grassland, the rodent harnessed area ratio in grassland and the pest damage areas ratio in grassland showed significance among all seven influencing factors(P<0.05), meanwhile, the significance of the rodent harnessed area ratio in grassland was the highest among these three significant influencing factors.However, the pest harnessed area ratio in grassland was not significant(P>0.05).The results suggested that rodent control had achieved stage results, but the long-term management still need to be strengthened.The effective pest control was urgent and has become a top priority.

five northwestern provincesin China; grassland construction; grassland utilization; K-means Cluster

HU Tian-ming E-mail: hutianming@126.com

2014-07-16 接受日期：2014-09-29

科技部國(guó)家科技支撐項(xiàng)目“西北和青藏地區(qū)優(yōu)質(zhì)牧草豐產(chǎn)栽培及草畜耦合技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化示范”(2011BAD17805)

陳麗紅(1977-)，女，陜西西安人，講師，在讀博士生，研究方向?yàn)椴莸厣鷳B(tài)。E-mail: chenlihong@nwsuaf.edu.cn

呼天明(1959-)，男，內(nèi)蒙古伊金霍洛旗人，教授，博士，研究方向?yàn)椴莸厣鷳B(tài)。E-mail:hutianming@126.com

S812.8

：A

：1001-0629(2014)11-2169-05

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0337