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用大数据精准修复草原生态

http://www.chla.com.cn 2019-04-04 来源:中国绿色时报 作者:高俊刚 发表评论(0)

  内蒙古拥有13.2亿亩草原,约占全国草原面积的1/5。作为我国北方重要生态安全屏障,内蒙古生态状况如何,不仅关系全区各族群众生存和发展,而且关系华北、东北、西北乃至全国生态安全。近年来,在中央财政的支持下,内蒙古实施了中国规模最大的草原保护工程,截至今年3月,内蒙古草原平均植被盖度达44%,恢复到上世纪80年代中期水平。

  虽然,我国草原生态已实现从全面退化到局部改善、再到总体向好的历史性转变,但草原生态恢复和保护建设仍任重道远。草原生态修复治理亟需新方法、新技术、新产品带来新突破。随着大数据技术在生态修复领域中的创新应用,草原生态大数据平台应运而生,为解决草原生态环境问题开辟了数字化、可视化、精准化的新路径。

  草原生态大数据平台是应用大数据理念、技术和方法打造的,是草地资源、气象、土壤、牲畜、人口、微生物、遥感以及基础地理等多源数据的集合,并与草原生态修复、现代草业、畜牧业等多种业务需求并轨,统一构建形成的综合管理平台。该平台是一个具有科学指导性的服务型平台,更多应用于草原生态修复上,在草-草原-草产业领域服务于社会和农牧民。

  蒙草生态于2014年开始建设草原生态大数据平台,平台包括“一张图”管理系统、数据分析系统、应用开发系统、数据运维系统。平台通过整合草原生态基础及技术数据,集成不同区域生态修复、草牧业技术与标准,应用“互联网+”实现生态数据、植物种质资源、生态修复、草牧业生产技术等信息要素互通,具备基础生态数据综合查询、植物图册收集、草原生态修复等功能。

  内蒙古草原退化过程是极其复杂的,其成因伴随着诸多的自然因素、社会经济因素的相互作用,以及土壤性质的改变。自然状态下,水、土、植被等各生态要素相互依存、相互制约、平衡发展,形成一种良性的生态体系,在时空上具有鲜明的稳定性和持久性特点。

  目前,无法用一个指标来表征复杂的退化过程。而业内共性的认识是草原资源不合理利用与草原退化关系密切。蒙草生态科研人员通过遥感技术建立几个时期的草原生态现状图,结合气象、土壤、水资源、植物生理生态特征等相关数据,利用历史文献、有统计资料并结合实地考察规范分析和实证分析相结合、定量和定性分析相结合,运用大数据研究几个特征时期的生态状况及生态变化过程,从资源利用和生态工程两方面说明生态修复的对策,为生态修复、牧草适宜性、混播比例、种植方案等制定符合当地实际、相对精准的技术方案。当用户在计算机上任选一个坐标点,平台数据库就会提供适合该处草原生长的草种及该区域最科学的生态修复方法。

  为适应草原生态环境保护和建设的需要,准确分析和掌握草原生态系统的基本信息,同时为指导草原生态修复及草原畜牧业的健康发展提供有效的管理措施和相关技术,多年来,蒙草生态的科研团队开始对内蒙古可修复的退化草原,用遥感和地面结合的办法进行摸底调查,整合数十年来影响生态环境的“水土气、人草畜、植动微”等核心指标数据及诸多生态学、草业科学的科研成果,自主研发出具有软件着作权、面向专业应用的大型GIS基础平台,开展草原生态产业大数据的信息收储、调查研究、实验示范等工作,挖掘生态修复规律,储备生态修复大数据,并广泛应用到草原生态修复中去。

  位于内蒙古呼和浩特市东北部的呼和塔拉草原,总面积16000余亩,曾经是水草丰美的天然牧场,由于自然和人为影响,生态遭到破坏,变成了砂石遍地的荒滩,处于生物多样性极低状态。2012年,蒙草生态开始修复这片草原,尊重自然规律、模拟天然草原,结合天然草地改良与人工草地建植技术,进行人工干预下的自然修复。首先从生态大数据平台中调取该地区的生态数据资料,并追溯20-50年前这里生长过的原生植物,分析搭配群落、探寻生态演变的规律,再选择配比适合该地区生长的乡土植物,进行科学的建植和管理,从2000亩的试验推广到20000亩的系统修复。经过3年的时间,这里成为一片百花盛开的天然草地。修复后的呼和塔拉草原,植物从播种时的20余种恢复到50多种,干草产量、年固碳量、年释氧量等关键监测数据总体提高近12倍。实现自愈后的草原不只有植物群落,更有菌群、蝴蝶、蜜蜂、蚂蚁、蚯蚓、野兔等,形成水、土、气、人、草、畜、微生物的和谐发展。2017年,这里被选为内蒙古自治区成立70周年大庆的主会址。现在的呼和塔拉草原与北部大青山共同构筑起一道绿色屏障和风景线,堪称“山水林田湖草”样板生态区。

  随着草原生态信息化的发展及物联网在生态中的应用,草原生态大数据必将成为大数据应用的又一重点。草原生态大数据涉及生态修复、草牧业整个产业链过程数据,如育种、播种、施肥、收获、储运、草牧产品开发等各个环节,是跨行业和跨专业的数据分析和挖掘。目前,蒙草生态建成的草原生态大数据平台,覆盖内蒙古自治区全域118万平方公里,可追溯到近50年间水、土、气、草、畜的30多个维度的生态指标变化,作为本底数据积累,运用科学的数据储备和分析集成,对草原基础生态数据及各类草原资源进行科学管理,最大限度地平衡生产、生活与生态之间的关系,在为牧民生产、生活提供便利的同时,更好地保护草原生态。

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编辑:liqing
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