贺金生教授团队研究发现 34年来青藏高原人工草地增加了2.4倍

       贺金生教授团队近年来围绕青藏高原人工草地的现状和动态开展了系统性研究，首次揭示了人工草地的类型、分布和历史动态变化特征。近期，该团队在地学领域重要期刊《Earth System Science Data》 (IF=11.6) 发表了题为“An Annual 30 m Cultivated-Pasture Dataset of The Tibetan Plateau From 1988 to 2021”的最新研究成果。该研究取得三项重要发现:

  （1）首次基于卫星遥感数据构建了1988–2021年青藏高原30 m分辨率人工草地数据集，总体准确度达到97%。

  （2）明确了高原主要的人工草地类型及其时空分布特征。

  （3）揭示了近30年高原人工草地的迅速扩张及其驱动机制。

       该研究由兰州大学草地农业科技学院博士生韩炳宏（第一作者）、草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室贺金生（共同通讯）、资源与环境学院毕健（共同通讯）、南志标院士、北京大学金哲侬和陶胜利、中国科学院地理科学与资源研究所董金玮、兰州大学汪浩、博士生葛孟帅、硕士生杨通和唐永利等共同完成。研究得到了国家自然科学基金重大项目（32192461）、重点项目（32130065) 及中国工程院战略咨询项目（2023-XY-28)的资助。

研究背景

       人工草地是指采用农业技术措施栽培而成的草地，主要依靠播种、灌溉和施肥等更为集约的农业措施进行管理；而天然草地是自然形成，人为干预少，主要依靠自然气候、土壤、降水等条件维持生长。通常情况下，天然草地的生物多样性高，水土保持能力强，生态稳定性好，而人工草地生物多样性低，生态稳定性较弱，需依赖人工维护。

       受气候变化和人类活动增强的影响，过去30年间，青藏高原部分地区的天然草地出现了不同程度的退化。作为天然草地的补充，人工草地的快速发展引发了对其生态影响的关注。目前，青藏高原人工草地的空间分布信息仍不清晰，这一知识空白不仅制约了草牧业的可持续发展，也为生态保护与恢复带来了重大挑战。因此，系统研究人工草地的空间格局对区域生态管理具有重要意义。

研究亮点

       该研究基于谷歌地球引擎 (GEE) 平台的Landsat数据，结合生长季光谱-时间指标及地形数据，构建了随机森林二值分类模型。模型使用精选训练样本训练后，在两个气候地貌迥异的试验区进行验证，结果显示总体精度达97%，表明该模型适用于青藏高原人工草地制图。基于此，生成了青海和西藏自治区1988-2021年的人工草地分布数据集。

主要结论

       （1）研究首次基于卫星遥感数据，构建了自1988年以来34年间的青藏高原人工草地分布数据集（30 m分辨率）。通过为期3年的大量野外考察，明确了青藏高原地区现存的主要人工草地类型，包括垂穗披碱草、扁茎早熟禾、紫花苜蓿、黑麦草、燕麦和青贮玉米。

图 青藏高原主要的人工草地类型，包括(a) 垂穗披碱草、(b) 紫花苜蓿、(c) 扁茎早熟禾、(d) 黑麦草、(e) 燕麦、(f) 青贮玉米

      （2）研究发现，到2021年，青海和西藏自治区共有人工草地157万公顷，其中青海占70%，西藏自治区约占30%，主要分布于水热条件较优的区域：青海集中在环青海湖、祁连山和三江源地区；西藏多见于藏北、藏东南及雅鲁藏布江、拉萨河及年楚河流域。空间分布上，青海的人工草地呈现集聚特征，而西藏则相对分散。

图 1988–2021年青藏高原人工草地分布

（3）从1988到2021年，青藏高原人工草地增加了2.4倍，并以每年3.35万公顷的速度增长，其中青海省的增长更为突出。

图 基于遥感和统计数据的青藏高原人工草地面积动态变化

       研究还发现，由于定义不统一，各类统计数据所反映的人工草地变化趋势与遥感数据并不完全吻合，这一点在研究中应予以关注。此外，未来还需进一步科学评估天然草地转变为人工草地所带来的生态和环境效应。

论文链接：

https://essd.copernicus.org/articles/17/2933/2025/