1 北方农牧交错带的界定及其区域分异规律
　　1.1研究背景和意义
　　交错带是不同生态系统相邻的边缘交汇带，是陆地生态系统对全球环境变化和人为干扰响应的关键地段(刘军会等，2008)(袁宏霞等，2014)。世界上大多数半干旱地区都具有土地农牧交错利用的特征，纵观世界农牧交错带的分布与特征，主要有以下几个特点：农牧交错带区域范围与半干旱区域的分布范围一致但并非完全重合；半干旱区气候主要是干旱型草原气候为主；地表植被丰富多样但以草地为主，其次是灌丛和耕地；耕地与草地之间的过渡区域具有农牧交错的特征；交错带呈条带状分布；农牧交错，种植业和草地畜牧业总是在动态变化之中(Zhou et al.，2007)；农牧交错带对全球气候变化反应非常敏感，抗干扰能力弱，稳定性较差，系统极易随气候的变化发生演化，且一旦发生演化则不可逆(李超等，2012)。
　　我国的农牧交错带分布较为广泛，如北方农牧交错带、西北干旱区绿洲荒漠过渡带、西南半干旱过渡带等都具农牧交错带的特征(陈全功等，2006)。其中*具有代表性的是北方农牧交错带，是我国占地面积最大、空间尺度最长的农牧交错带，也是世界四大农牧交错带之一(张剑，2006)。由于该地区脆弱的环境条件和农牧业生产的双重作用，不仅其草地植被类型和生态景观极具特殊性，生态问题也相当严重(韩永伟等，2005)，因此农牧交错带又被称为“生态脆弱带”(李旭亮等，2018)和“生态环境敏感带”(刘洪来等，2009)等。
　　由于地表的空间异质性和地理环境条件的差异性使农牧交错带整体研究具有很高难度，并且随着区域生态环境综合治理的不断深入，特别是植树造林、退耕还林还草等生态工程以及气候变化等因素均时刻影响着土地利用格局和土地利用动态变化过程，因此以遥感影像为研究农牧交错带的数据来源的方法已经被各界学者广泛采用。如刘军会等(2008)、张弛和李伟(2008)基于3期Landsat TM影像数据(1988年、1995年、2000年)和1989～1999年十年间NOAA/AVHRR的遥感数据研究了北方农牧交错带不同土地利用类型之间的动态变化，他们发现在农牧交错带土地利用格局中耕地比重持续增加，草地比重持续降低，并且主要是耕地和草地两种主要的土地利用方式在进行不断转换；卢远等(2006)利用1986年、2002年两期TM/ETM影像进行研究并揭示了吉林西部16年来土地利用/覆被的时空变化规律，发现吉林西部的盐碱化、沙漠化等土地退化现象有明显扩大和加重趋势；蒲罗曼等(2016)从土地利用类型、利用程度以及利用变化速度等方面对吉林省西部地区进行研究，全面分析了改革开放40年以来土地利用变化特征；杨卓等(2010)以东北农牧交错带为研究区分析了1987～2007年土地利用变化，得到了该地区各土地利用类型转化的主要方向并得出东北农牧交错区应严格控制耕地总量和进行适合草场承载力的放牧的研究结论。
　　总而言之，我国北方农牧交错带土地利用类型始终处于动态变化过程之中，且主要是草地和耕地两种土地利用方式之间进行相互转化。此外，由于对生态健康问题的日趋重视，我国在近年来虽然逐渐开展实施了植树造林、退耕还林还草等生态建设工程以改善和调整土地利用格局，使得土地利用结构日渐趋于合理，但是农牧交错区土地退化、土壤沙化等生态问题仍然十分突出。
　　针对北方农牧交错带的范围不同专业学者提出的定义、划分标准和指标不一致，导致农牧交错带的划分在空间上差异很大，其中多数研究是依据不同的指标特征对北方农牧交错带进行整体的界定，而以空间上不同地区的区域差异来对农牧交错带进行讨论的研究较少，且大多数研究没有考虑区域的差异性，导致我国北方农牧交错区分布范围尚不十分明确。因此，对农牧交错带的边界做进一步的研究在农学、生态学、地理学以及经济学等领域仍然具有十分重要的意义。
　　1.2农牧交错带界定方法比较
　　关于农牧交错带界定的研究始于20世纪50年代，至今已有近百名的农学、气候学、生态学、地理学以及经济学等众多领域的专家学者对其进行了不同程度的研究，本研究归纳为以下15种比较有代表性的研究结果(表1-1)。总体来说，农牧交错带界定方法主要分为四类：基于野外调查的界定方法、基于气候要素指标的界定方法、基于土地利用要素指标的界定方法和基于综合指标的界定方法。
　　1.2.1基于野外调查的界定方法
　　1953年，赵松乔先生在进行野外调查时从经济地理专业的角度*次提出“农牧过渡地带”这一概念，明确指出当时的察北、察盟和锡盟属于农牧过渡带，年降水量在400mm上下，从而定性地给出了农牧交错带的定义(赵松乔，1953)。1958年，周立三等(1958)对其生产方式及自然地理条件等进行了详尽的调查，将“农牧过渡地带”正式定义为“农牧交错带”，认为中国东西方向由半湿润向半干旱过渡的地区为农牧交错带，进而在赵松乔认识的基础上，将农牧交错带的范围由北方延伸到西南地带。
　　1.2.2基于气候要素指标的界定方法
　　从气候要素来研究农牧交错带，气候条件是影响植被的类型与空间分布的关键要素，制约着农田与草地的生长格局，因此众多学者基于气候要素指标对北方农牧交错带进行界定。北方农牧交错带位于干旱半干旱地区，干旱缺水是限制旱作农业产量，促使农牧过渡的主导因子，因此很多研究就将降水和降水变率作为主要气候要素指标对农牧交错带进行界定。如李世奎和王石立(1988)从中国农业气候角度出发，以主要指标(年降水量400mm的保证率20%～50%)及辅助指标(日平均风速≥5m/s的年平均天数为50～80d)，对北方农牧交错带的概念和范围做出了界定，这一界定方法被广泛的采用(李秋月和潘学标，2012；郑圆圆等，2014)。赵哈林等(2002)根据多年的实地考察数据，比较系统地提出了北方农牧交错带的判定指标体系，为年降水量300～450mm，降水年变率15%～30%，干燥度1.0～2.0范围内的地区为农牧交错带。刘军会等(2008)参考赵哈林等的研究成果，以年降水量400mm等值线为中心，降水年变率15%～30%，干燥度指数0.2～0.5，用多年平均降水量300mm和450mm等值线对赵哈林等界定的北方农牧交错带的西北界和东南界进行了重新界定，从而减弱以行政区划造成的影响，且依据自然地理条件将交错带划分为东北、华北和西北3段。
　　除降水因素外，温度、风力、海拔等也是影响该区植被生长的自然因素，像在高寒湿润地区，热量不足是限制作物生长、促使农牧过渡的主导因子。余优森(1987)分别以降水指标(年平均降水量400mm及其20%～80%保证率)和温度指标(≥0℃积温1800℃及其20%～80%保证率)作为甘肃省半干旱或高寒湿润地区农牧过渡气候界线划分指标。Ye和Fang(2013)以多年年均温>1℃或≥0℃积温大于2500～2700℃，且降水量高于350mm为指标，对中国东北地区农牧交错带适宜农业区的气候条件进行判定。2007年，陈全功等(2007)从牧草生长的适宜度出发，通过GIS技术，以气候要素为基础，结合海拔对9个生态因子(日照时数、>0℃的年积温、年平均温度、年降水量、相对湿度、海拔、极端*高温度、极端*低温度、无霜期)进行计算，模拟并做出了“基于GIS的中国农牧交错带地理分布图”，从而定量地解决了困扰中国地学界多年的农牧交错带地理分布的相关难题。基于此基础杨丽娜等(2008)制出了不同时期的农牧交错带分布图。
　　1.2.3基于土地利用要素指标的界定方法
　　人为因素在自然因素基础上对农牧交错带的形成和空间分布格局起着加速作用，土地利用状况能够直观地体现出农牧业的活动情况。利用土地利用要素指标对其进行界定可以消除行政界线造成的限制，更加合理有效地反映农牧交错带的实际分布规律。吴传钧和郭焕成(1994)将不同土地利用类型的面积比例作为划分农牧交错带的标准，在降水量300～600mm范围内，耕地、草地、林地的面积比例为1∶0.5∶1.5的区域为农牧交错带。邹亚荣等(2004)根据吴传钧的研究，在2000年土地利用分类数据库的基础上提取了中国农牧交错区，分析了其土地利用的土壤侵蚀状况。Liu等(2011)将降水(年降水量400mm等值线为中心)和农田、草地占比(耕地密度10%～40%、草地密度25%～70%)相结合划定北方农牧交错带的空间分布范围。2015年，Yu等(2015)将东北地区的农牧交错带定义为在一定空间范围网格内的农、牧业用地所占面积比例均为10%～80%，且林业用地比例≤10%。Shi等(2017)在已有的北方农牧交错带生态分区基础上，以网格为分析单元，提出将1km2网格内耕地与草地的比例各≥15%的连片区域作为北方农牧交错带界线界定的规则。
　　1.2.4基于综合指标的界定方法
　　基于综合指标界定农牧交错带是指根据气候要素、土地利用要素，以及经济、行政区划等综合指标进行北方农牧交错带的界定(石晓丽和史文娇，2018)。多数研究将气候要素与土地利用要素两个指标相结合，如王静爱和史培军(1988)以湿润系数(0.35～0.60)和土地利用数量特征(农业用地占15%～35%及牧业用地占35%～75%)对内蒙古农牧交错带的分布范围进行划定。在此基础上将年平均降水量250～500mm范围内的我国北方的中、东部农区向西北牧区过渡的半干旱地区，认为是北方的农牧交错带(王静爱等，1999)。Gao等(2012)基于包括自然气候特征、土地利用类型和农业经济发展在内的“三位一体指标体系”，将以草为主、耕地面积≤30%，年降水量300～450mm，干燥度1.0～2.0，且种植业占农业经济的60%以上的区域定义为北方农牧交错带。
　　1.2.5现有农牧交错带界定方法所存在的争议和不足之处
　　(1)基于野外调查的界定方法，是出于野外调查和经验*早对农牧交错带进行界定的一种传

目录
前言
1北方农牧交错带的界定及其区域分异规律1
1.1研究背景和意义1
1.2农牧交错带界定方法比较2
1.3研究方法与技术路线10
1.4农牧交错带边界确定12
1.5农牧交错带的区域分异规律20
1.6基于空间聚类分析的农牧交错带界定的优势及其实践指导价值34
1.7小结38
2蒙辽农牧交错区草地植物群落特征与资源植物40
2.1研究背景与意义40
2.2研究方法41
2.3蒙辽农牧交错区草地植物群落特征44
2.4蒙辽农牧交错区草地植物群落C、N化学计量特征48
2.5蒙辽农牧交错区草地植物群落能量特征65
2.6蒙辽农牧交错区草地资源植物组成及分布73
2.7小结83
3蒙辽农牧交错区植被生产力时空格局及影响因子85
3.1研究背景与意义85
3.2技术路线87
3.3数据来源与数据处理87
3.4蒙辽农牧交错区气候因子时空格局90
3.5蒙辽农牧交错区土地利用时空变化格局95
3.6蒙辽农牧交错区植被生产力时空格局100
3.7蒙辽农牧交错区植被生产力影响因子103
3.8小结110
4蒙辽农牧交错区草地退化驱动因子分析112
4.1研究背景与意义112
4.2数据处理114
4.3蒙辽农牧交错区草地植被覆盖度118
4.4蒙辽农牧交错区草地生产力分析124
4.5蒙辽农牧交错区草地退化时空格局129
4.6蒙辽农牧交错区草地退化驱动因子134
4.7蒙辽农牧交错区草地退化驱动因素分析172
4.8小结175
5蒙辽农牧交错区退化草地分级区划176
5.1研究背景与意义176
5.2数据来源与数据处理179
5.**化草地分级区划指标体系的构建182
5.4区域分异规律183
5.5退化草地分级区划分区方案187
5.6草地退化分级主要特征193
5.7小结202
参考文献204