2001-2020 年蒙古高原草地覆盖度变化对干旱的响应

白庆坤，阿拉腾图娅

（内蒙古师范大学地理科学学院, 内蒙古 呼和浩特 010022）

土地覆被变化是关系到全球生物多样性和生态系统的关键问题，并已成为人类可持续发展的关键研究课题[1-3]。以自然类型为主的地表覆被作为联结大气、水分和土壤的重要纽带，常被作为评价生态系统健康和生物群落稳定性的重要指标[4]，其中草地作为水土保持、发展畜牧业、物质循环、固碳释氧的重要植被类型对维护全球生态安全具有极为重要的意义[5]。有研究表明干旱的发生会对草本植物的生长造成严重影响[6]，因此区域内草地覆被度变化也可能会受到干旱的干扰。草地覆被度变化与气候干旱条件之间的关系一直以来是全球变化研究的热点之一，国内外相关学者对此做了大量的研究[7-12]。然而这些研究目前主要集中在探究二者相关关系的空间分布规律，有关覆盖度变化对干旱响应规律的探究还较少，因此本研究对草地覆盖度等级进行细分，考虑了干旱的累积效应，对草地覆盖度的变化对累积干旱的响应特征进行分析。

蒙古高原地处亚洲大陆腹地，远离海洋，植被覆盖类型以草地为主，不仅是我国北方地区的重要生态屏障，而且在全球碳循环中也具有重要的作用。此外，蒙古高原地处干旱半干旱区，生态系统比较脆弱，草地覆被度对气候变化的响应较为敏感[7]，广阔的草原和较为稀疏的人口分布，使得蒙古高原对于内陆干旱区草地覆被度对气候变化的响应研究具有重要的研究价值。干旱的发生会降低地表植被覆盖度，加速沙漠化进程，造成高原严重的沙尘暴[13]，在气候变暖、极端干旱频发的全球气候背景下[14]，高原生态系统稳定性对干旱的响应是蒙古高原当前研究的热点。因此，探究蒙古高原草地覆被度变化对干旱的响应，对于保护我国北方乃至全球生态环境具有重要的现实意义。为此，以蒙古高原草原区为研究区，基于归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVⅠ)数据和中分辨率成像光谱仪 (moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODⅠS)光谱反射率数据，利用决策树分类，分析了2001-2020 年蒙古高原草原区草地覆被度时空变化特征。并结合温度状态干旱指数，进一步分析探讨蒙古高原草原区2001-2020 年草地覆被度变化和干旱的关系，以期为该区域的生态环境保护和防灾减灾提供依据。

1 数据与方法

1.1 研究区域概况

蒙古高原草原区位于亚洲大陆的中部腹地，地处39°41′1.40″～50°53′40.24″ N，87°44′58.76″～120°34′27.19″ E (图1 中具有高程值的区域)，包括蒙古国和中国内蒙古部分地区，是根据土地利用图和植被类型图筛选掉蒙古高原中林地、耕地、戈壁荒漠等，选取的草地集中区域。为保证研究区的完整性，区域内还保留了少量的林地、水体等其他土地覆被类型。研究区内草地类型主要为典型草原(面积占比53.4%)、荒漠草原(面积占比25.3%)、草甸草原(面积占比9.5%)和高山草地(面积占比4.5%)4 种，荒漠草原主要分布在西南部，东北部以典型草原为主，高山草地分布在研究区西部边缘的高海拔地区。地势由东向西逐渐递增，海拔在447～4 203 m。远离海洋，四面环山，属于封闭型的内陆高原[15]，是典型的温带大陆性气候，冬季寒冷漫长，夏季炎热短暂。

图1 蒙古高原草原区地理位置(a)和植被类型(b)Figure 1 Geographical location (a), vegetation type (b) of the steppe area of the Mongolian Plateau

1.2 数据来源及预处理

本研究所使用的MODⅠS 产品数据来源于美国航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)。土地覆被分类时采用的数据包括2001-2020 年Terra 卫星第201 期8 d 合成地表反射率数据MOD09A1 和第129、225、257 期16 d 最大值合成植被指数数据MOD13A1NDVⅠ，空间分辨率为500 m。反演干旱所用的数据源为蒙古高原生长季(第121～257 天)的MOD11A2LST 影像数据，时间分辨率为8 d，空间分辨率为1 000 m。辅助数据包括GlobeLand30 全球土地覆被数据集、蒙古高原植被类型数据、蒙古高原行政界线图、植被类型数据。

将2010 年的地表反射率波段数据和NDWⅠ、NDSⅠ、NDBⅠ、NDVⅠ产品数据合成多通道数据后，通过当年GlobeLand30 数据集选取训练样点，进行监督决策树分类，建立决策树，并用该决策树对其余年份数据进行分类，最终将研究区内覆被类型分为裸地、草地、森林和水体4 类。总体分类精度通过计算验证样本中与分类结果地类一致的像素个数占总像素个数的比例来衡量分类精度，是目前分类精度评价的主要指标之一，通过利用GlobeLand 30 数据集和Landsat 影像选取样本点对2001 年、2005 年、2010 年、2015 年和2020 年的分类结果进行验证，总体分类精度分别达到了84.24%、82.20%、90.70%、82.79%、86.43%，满足精度要求。由于草地与耕地具有相近的光谱特征存在误分的情况，按GlobeLand30数据集的耕地分布范围进行掩膜处理后与森林、水体、裸地一同归入其他用地类型。

地表覆盖度实测数据采集于2008 年9 月20 日，在内蒙古自治区锡林郭勒盟横跨草甸草原、典型草原和荒漠草原的区域范围内选取42 个1 m × 1 m 样方点(图1)，从样方顶部拍摄照片记录草地覆盖度，在软件ENVⅠ 5.3 中利用最大似然分类法提取并计算采样点的草地覆盖度。将其中32 个样本点草地覆盖度与MOD13A1 影像同期相同位置的归一化植被指数(NDVⅠ)导入SPSS 建立回归模型(表1)，最终通过对比决定系数(R2)和显著性水平，发现对数函数型回归模型y= 1.042 759 + 0.452 109 lnx(R2= 0.49，P＜ 0.01)最为符合现实意义。将剩余的30%采样点作为验证数据代入回归模型进行精度验证，均方根误差(RMSE)[16]为0.12，模拟效果较好[17]。

表1 实测覆盖度与MODIS 植被指数反演模型及相关系数对比Table 1 Comparison of inverse models and correlation coefficients between measured cover and MODIS vegetation index

研究区由草甸草原过渡到荒漠草原，草地覆盖度差异较大，为了直观显示草地覆盖度的时空变化特征，根据研究区草地特征以及研究需要，将回归模型反演的植被覆盖度进一步细分为5 个等级：Ⅰ级草地为覆盖度80%～100%，Ⅱ级草地为覆盖度60%～80%，Ⅲ级草地为覆盖度40%～60%，Ⅳ级草地为覆盖度20%～40%，Ⅴ级草地为覆盖度5%～20%。最后获得2001-2020 年Ⅰ级草地、Ⅱ级草地、Ⅲ级草地、Ⅳ级草地、Ⅴ级草地5 种覆被类型空间分布信息。对8 d 的MOD11A2LST 进行月最大值合成处理，获得月尺度的LST 时间序列数据，以此为基础计算温度状态指数，用于干旱特征分析。基于257 期NDVⅠ影像，计算覆盖度距平百分率，用于像元尺度的草地覆被度变化对干旱的响应研究。

1.3 研究方法

1.3.1 草地覆被度面积转移矩阵

草地覆被度面积转移矩阵是将各覆被度类型之间变化转移的面积以矩阵列出。在本研究中可以定量化的表示某时间段内各个覆被度类型之间的转化面积与方向，式(1)为覆被度类型转移矩阵。

式中：Ai j表 示在某时间段内初期i覆被度类型转变为末期j覆被度类型的面积，n为研究区所包含覆被度类型的数目。

1.3.2 累积温度状态指数

Kogan 等[18]将植被冠层和土壤表面温度随干旱程度而增加的原理作为依据，利用地表温度时间序列数据建立温度状态指数(TCⅠ)，以此反映土壤水分状况。

式中：LS Ti为某一特定年第i个时期的地表温度的值；LS Tmax和LS Tmin分 别表示所研究年限内第i个时期地表温度的最大值和最小值。TCⅠ值越小干旱情况越严重，反之则相反。

干旱发生时植被所处的生育期和干旱的持续时间都会对植被的生长产生不同程度的影响。因此探究干旱对草地覆被度变化的影响时，需要考虑到干旱影响的形成是一个逐步累积、前效影响的过程。马晓群等[19]基于相对湿润度指数，考虑前期干旱程度对当前状况的累积影响，提出了累积湿润指数。本研究基于地表温度反映土壤水分，得到累积温度状态干旱指数，用于反映草地覆被度变化对干旱状态的响应。

式中：Ma为累积温度状态干旱指数；M0为本旬温度状态干旱度指数；Mi为 前i旬的温度状态干旱度指数；n为向前滚动的旬数，因季节而异，冬季为5 旬，春秋季为4 旬，夏季为3 旬。

利用基于温度变化的温度状态指数对近20 年蒙古高原草原区每个像元生长季内累积相对干旱进行分析，按照温度状态指数划分标准，将干旱等级划分为无旱(TCⅠ ≥ 40)、轻旱(30 ≤ TCⅠ ＜ 40)、中旱(20 ≤ TCⅠ ＜ 30)、重旱(10 ≤ TCⅠ ＜ 20)、极端干旱(TCⅠ ＜ 10) 5 个等级[20]。

1.3.3 相关性分析

为了进一步研究蒙古高原草原区草地覆被度变化对干旱状态的响应特征，逐像元计算了2001-2020 年蒙古高原草原区9 月植被覆盖度距平百分率与生长季累积温度状态指数的相关系数。

式中：x为 覆盖度距平百分率值；y为累积温度状态指数 值；Rxy为x和y间 的相 关 系 数；xi为 第i年覆盖 度 距平百分率值；yi为第i年 累积温度状态指数值；-x为研究时段内平均覆盖度距平百分率值；-y为研究时段内平均累积温度状态指数值。

2 结果与分析

2.1 蒙古高原草地覆被度时空分布特征

2.1.1 草地覆被度变化时序特征

2001-2020 年蒙古高原草原区草地面积整体上呈增加趋势(图2)。其中2002-2003 年、2007-2008年、2010-2012 年和2017-2018 年草地面积增加；2008-2009 年、2013-2014 年、2016-2017 年和2018-2019 年草地面积有所下降。草地覆盖度等级2001-2017 年以40%～60%和20%～40%为主，2017 年后60%～80%和40%～60%为优势覆盖度。20 年间Ⅰ级草地面积比例波动较小，呈增长趋势，高值出现在2018 和2020 年；Ⅱ级草地整体上呈增加趋势，其低值出现在2002 和2006 年，高值出现在2018 和2020 年；Ⅲ级草地面积比例高值出现在2008、2011和2012 年，2007、2017 和2020 年面积比例相对较低，20 年间呈微小的下降趋势；Ⅳ级草地2003、2007和2010 年面积比例较高，2018 和2020 年面积比例出现低值，面积比例整体上呈下降趋势；Ⅴ级草地面积比例最低值出现在2020 年，高值出现在2002年，20 年间面积波动幅度较小，呈轻微下降趋势。

图2 2001-2020 年蒙古高原草原区草地覆被度类型面积比例Figure 2 Area and proportion of grassland coverage types in Mongolian Plateau steppe region from 2001 to 2020

2001-2020 年研究区内各等级覆盖度之间的转移流动量与其面积比例具有相似的变化特征(图3)，覆盖度等级转入量相对较大的年份，其面积比例较高，反之则相反。覆盖度60%～100%草地主要由低等级覆盖度草地转化而来，覆盖度5%～40%草地主要由高一级覆盖度草地和其他用地转化而来，Ⅲ级草地多数年份由低一等级覆盖度草地转入，个别年份由高一等级覆盖度草地转入。2018 和2020年Ⅰ级草地的转入面积均超过了203.04 万hm2，此等级的草地主要转入来源为Ⅱ级草地和其他用地；Ⅱ级草地主要由Ⅲ级草地转化而来，2018 和2020 年转入的面积较大；Ⅲ级草地的主要来源为与其相邻等级的Ⅳ级草地和Ⅱ级草地，2008、2011、2018 年的转入面积较大，均超过2 516.68 万hm2；Ⅳ级草地主要由更高一级覆盖度草地和其他用地转入，转入较大的年份为2003、2007 和2010 年；Ⅴ级草地主要为其他用地和Ⅳ级草地转化得到，2002 和2003 年转入面积较大。整体上20 年内，Ⅲ级、Ⅳ级草地和其他用地转入转出面积较大波动较强，Ⅰ级草地变化较小，比较稳定。Ⅱ级草地20 年内转出总量小于转入总量，增加最明显。

图3 2001-2020 年蒙古高原草原区草地覆被度类型转移桑基图Figure 3 The Sankey diagram of grassland coverage types transfer in the grasslands of the Mongolian Plateau from 2001 to 2020

2.1.2 不同草地覆被度类型空间转化特征

蒙古高原草原区2001-2020 年草地覆被度空间分布(图4)和空间转移(图5)可直观显示覆盖度等级及其发生变化的位置。20 年间草地覆盖度等级上升的区域主要集中在以覆盖度20%～60%为主的典型草原区，其中2003、2008、2011、2012、2018和2020 年覆盖度等级较上一年上升的面积较大，均超过2 339.16 万hm2；覆盖度等级降低的区域主要分布在覆盖度40%～80%的典型草原区，覆盖度等级较上一年降低面积较大的年份有2002、2004、2009、2014、2017 和2019 年，均超过了2 162.22 万hm2。草地与其他用地之间的相互转化主要分布在典型草原与荒漠草原的交错区域以及研究区西部的高山草地区，其中有些年份如2002-2003 年、2006-2007年、2011-2012 年以及2014-2020 年草地与其他用地之间的相互转化广泛地发生在荒漠草原区内，草地向其他用地转移量较大的年份为2004、2006、2013 和2017 年，转移面积超过了1 934.2 万hm2，其他用地在2003、2011、2012、2015 和2018 年向草地的转移量均超过了1 934.07 万hm2，草地与其他用地之间的相互转化主要发生在5%～60%覆盖度等级的草地。

图4 2001-2020 年蒙古高原草原区草地覆被度类型时空分布图Figure 4 Spatial and temporal distribution of grassland coverage types in Mongolian Plateau steppe region from 2001 to 2020

图5 2001-2020 蒙古高原草原区草地覆被度类型转移空间分布图Figure 5 Spatial distribution of grassland coverage types transfer in Mongolian Plateau steppe from 2001 to 2020

2.2 干旱强度时空分布特征

2.2.1 干旱强度时序分布特征

通过计算蒙古高原草原区2001-2020 年生长季累积干旱发生面积比例(图6)发现，2001-2020年草原区各等级干旱面积比例年际间波动较大，这表明蒙古高原草原区近20 年内年际间干旱的发生状况具有较大的差异。近20 年间研究区2003 年、2013 年、2018 年和2020 年无旱的面积比例均超过了50%，是旱情较为缓和的年份；2001 年、2007 年、2010 年、2017 年和2019 年为研究区的干旱年份，无旱的面积比例均小于15%。轻旱发生的面积比例从2001 年的18.38%开始呈现上升趋势，至2006 年所占比例达到最大值(43.86%)，而后波动性下降，在2007 年、2010 年、2014 年和2018 年出现低值。中旱的面积占比在4.81%～39.66%大幅度波动，低值所在的年份主要为无旱面积比例的高值年份，且变化趋势上也与无旱面积比例大体相反，这表明中旱所占面积比例可以在一定程度上反映研究区整体的干旱情况。2001 年、2007 年、2010 年重旱和极端干旱的所占面积比例较高，其中2007 年旱情较严重，有19.72%的区域发生了极端干旱，34.80%的区域发生了重旱。

图6 蒙古高原草原区2001-2020 年生长季各累积干旱等级面积比例Figure 6 The area proportion of each cumulative drought grade in the Mongolian Plateau steppe during the growing season from 2001 to 2020

对比发现，干旱面积的时序变化趋势与研究区草地面积、各覆盖度等级草地面积比例及其之间的转移量的时序特征具有高度的相似性，说明草地面积以及各等级覆盖度之间的变化对干旱的发生具有一定的响应。

2.2.2 干旱强度空间分布特征

通过计算2001-2020 年生长季累积温度状态指数并划分等级，得到干旱事件空间分布(图7)，整体来看2001-2020 年研究区西南部干旱发生的频率高、强度大，东北部干旱发生的频率低、强度小。2003 年研究区发生干旱面积较少，重旱和中旱主要集中在研究区东北部的东方省、苏赫巴托尔和东戈壁省附近；2007 年研究区东部发生了大面积的极端干旱和重旱，主要位于研究区东部的肯特省和苏赫巴托尔省附近Ⅲ级草地区域；2010 年东部的旱情较为严重，主要集中在研究区东南部典型草原和荒漠草原区，东部苏赫巴托尔省、东方省东部和锡林郭勒盟西北部的Ⅲ级草地大面积分布区，无旱区域主要集中在戈壁阿尔泰省附近；2018 年旱情较为缓和，干旱区域主要分布在西部高山草地区；2020 年干旱区域主要分布在西部荒漠草原区，东北部分干旱面积较少。

图7 2001-2020 年蒙古高原草原区生长季累积干旱等级空间分布Figure 7 Spatial distribution of cumulative drought levels during growing season in the steppe region of the Mongolian Plateau from 2001 to 2020

2.3 草地覆被度变化对干旱的响应特征

2.3.1 草地覆被度变化和干旱强度年际变化特征与相关关系

覆盖度距平百分率与温度状态指数的波动和趋势具有高度一致性(图8)。2001-2020 年蒙古高原草原区植被覆盖度距平百分率介于-24.85%～30.26%，最低和最高值分别出现在2007 年和2020 年，温度状态指数介于41.24～94.42，最低值出现在2007 年，说明在干旱发生严重的年份植被的生长也受到了一定程度的干扰。进一步分析得知，覆盖度距平百分率与温度状态指数呈正相关关系(r= 0.402，P=0.079)，说明干旱发生的强度越强，对植被生长产生的不利影响越大。

图8 2001-2020 年蒙古高原草原区生长季覆盖度距平百分率、温度状态指数的年际变化Figure 8 Interannual variation of percentage of growing season coverage anomaly and temperature condition index in steppe region of the Mongolian Plateau from 2001 to 2020

2.3.2 草地覆被度变化与干旱强度的空间相关性

通过对比草地覆盖度变化(图5)和干旱发生强度(图7)发现，两者之间在空间上的分布具有一定的关联性。2003 年东北部的东方省、苏赫巴托尔和东戈壁省附近发生重旱和中旱的区域内Ⅲ级草地大面积向Ⅳ级草地转化。同时荒漠草原与典型草原交错地带基本处于无旱状态，这些区域内有大面积的其他用地转化为Ⅳ级草地；2007 年东部的肯特省和苏赫巴托尔省附近发生极端干旱和重旱，区域内的Ⅲ级草地大面积向Ⅳ级草地转化。研究区中南部的前杭爱省附近的无旱区域Ⅴ级草地也向Ⅳ级草地进行了转化。这解释了2007 年Ⅲ级草地面积比例处于低值，Ⅳ级草地面积处于高值；2010 年发生旱情的区域内东部苏赫巴托尔省、东方省东部和锡林郭勒盟西北部有较大面积Ⅲ级草地向Ⅳ级草地转化。戈壁阿尔泰省附近的无旱区域范围内有大面积的其他用地向Ⅳ级草地转化；2018 年处于无旱状态下与荒漠草原相邻的典型草原区域内Ⅳ级草地大量向Ⅲ级草地转化，以此为基础再向北方延伸的典型草原区内则有大量Ⅲ级草地向Ⅱ级草地转化；2020 年植被覆盖度等级下降的区域与前杭爱省和中央省附近发生干旱的区域基本一致，植被覆盖度上升的区域主要分布在研究区东北部和北部未发生干旱的范围。

通过进一步逐像元计算草地覆盖度距平百分率与累积温度状态指数之间的相关性(图9)发现，草地覆盖度距平百分率与累积温度状态指数正相关的区域面积所占比例为93.77%，这表明研究区内绝大部分区域植被覆盖度随着干旱的发生而下降。其中极显著正相关(P≤ 0.01)的面积占比32.75%，显著正相关(P≤ 0.05)的像元比例为24.07%，这表明研究区内有半数以上的区域草地覆盖度变化与干旱具有明显的相关关系。从草地类型的角度来看，不同草地类型区通过显著性检验的正相关面积比例依次是典型草原 ＞ 荒漠草原 ＞ 草甸草原，表明3 种草地类型中典型草原草地覆盖度变化对干旱的发生最为敏感，荒漠草原次之；从不同等级覆盖度角度分析，极显著正相关和显著正相关的区域主要集中在覆盖度20%～60%草地，这表明研究区内中低覆盖度草地对干旱的响应更明显。呈负相关关系的区域仅占6.16%，通过显著性检验的区域主要分布在西部高山之间的相对低海拔地区，其原因可能是干旱的发生导致高山积雪融化，山地草地生长得到充分的水分补给，植被覆盖度随之增加；其余负相关的地区主要分布在西部高海拔的山地草原和色楞格省和布尔干省北部的高纬度草地，该地区呈负相关关系的原因可能是高海拔和高纬度地区长期处于低温状态，抑制了植被的生长，当地表温度上升一定范围后，促进了这些区域的植被生长，草地覆盖度增加。

图9 2001-2020 年蒙古高原草原区草地覆盖度距平百分率与温度状态指数相关性的空间分布Figure 9 Spatial distribution of the correlation between the percentage of grassland coverage anomaly and temperature condition index in the steppe region of the Mongolian Plateau from 2001 to 2020

3 讨论与结论

本研究通过决策树分类分析了2001-2020 年蒙古高原草原区草地覆被度时空变化，发现近20 年来蒙古高原草原区草地面积呈逐渐增加的趋势，植被覆盖度由东北向西南方向逐渐递减，中低等级覆盖度草地整体上有向更高覆盖度草地转移的趋势。针对蒙古高原植被覆被度变化的研究已有较多成果，张艳珍等[21]利用NDVⅠ反演植被覆盖度对蒙古高原草地进行了研究，发现2000-2013 年平均覆盖度整体呈增长趋势，面积占比较大的是30%～60%和60%～75%覆盖度草地。戴琳等[22]基于NDVⅠ研究1982-2006 年蒙古高原覆被度变化趋势显示，近25 年来，蒙古高原植被整体呈改善趋势。杜佳梦等[23]分析了1982-2015 年蒙古国植被覆盖变化情况认为，蒙古国生长季NDVⅠ在2007-2015 年呈显著增加趋势。本研究得出的结果与上述研究结果总体一致。与上述研究不同的是本研究补充了研究时间并对每一年的植被覆被度进行了研究，定量分析了蒙古高原草原区草地覆被度转移与变化。

杜佳梦等[23]对1982-2015 年蒙古国NDVⅠ及其对气候变化响应的季节差异进行分析后发现，温度是蒙古国秋季NDVⅠ发生改变的主要影响因素。为了探究蒙古高原草原区草地覆被度变化与干旱的关系，本研究利用2001-2020 年覆盖度距平百分率与生长季累积温度状态指数进行分析，发现绝大部分区域草地覆盖度距平百分率与累积温度状态指数呈正相关关系，这表明研究区内大部分区域植被的生长会受到干旱的胁迫作用。当干旱发生时，研究区内植物通过降低呼吸作用、光合作用、生长速率等方式减少水分流失，以此来适应干旱的胁迫[24]。这与Vicente-Serrano 等[7]和Zhang 等[25]的研究结论较一致。前人对于自然类型为主的草地覆被度对干旱的响应研究大多基于气象站点数据。由于蒙古国内气象站点稀少，数据不易获取，本研究选用基于遥感数据可有效表征研究区土壤水分的温度状态指数，计算生长季累积干旱并探究其与草地覆被度变化的关系。在全球变暖的背景下，更多地区会处于干旱的胁迫之下，同时全球受到干旱的压力也会逐渐增大。因此，对自然类型为主的草地覆被度变化对干旱的响应进行分析可以提高全球气候变化情景下植被变化的认识和趋势预测。不同气候区的植被对干旱的响应程度具有差异，本研究没有针对这种差异进行深入分析，因此，对于草地覆被度变化对干旱的响应机制尚需进一步划分气候区进行细化的探究。

基于以上，本研究得出：1) 2001-2020 年蒙古高原草原区内的草地面积整体上呈增加趋势，2001-2017 年以Ⅲ级和Ⅳ级草地为主，2017 年后Ⅱ级和Ⅲ级草地为优势覆盖度；20 年间，Ⅲ级、Ⅳ级草地和其他用地转入转出面积较大、波动较强，Ⅰ级草地波动较小比较稳定，Ⅱ级草地20 年内转出总量小于转入总量，增加最明显；空间上20 年间草地覆盖度等级上升的区域主要集中在覆盖度20%～60%的典型草原区，等级降低的区域主要分布在覆盖度40%～80%的典型草原区，草地与其他用地之间的相互转化主要分布在典型草原与荒漠草原的交错区域以及研究区西部的高山草地区。2) 2001-2020 年草原区各等级干旱面积比例年际间波动较大，其中2001、2007、2010、2017 和2019 年为研究区的干旱年份，2003、2013、2018 和2020 年旱情较为缓和，中旱面积所占比例可以在一定程度上反映研究区整体的干旱情况；整体来看2001-2020 年研究区西南部干旱发生的频率高、强度大，东北部干旱发生的频率低、强度小。3)干旱的发生在时间序列和空间分布上均与草地覆盖度时间与空间变化有一定的关联性，蒙古高原草原区草地覆被度变化与气候干旱整体上呈正相关关系，不同植被类型草地覆盖度对干旱的敏感程度依次是典型草原 ＞ 荒漠草原 ＞ 草甸草原，覆盖度20%～60%草地对干旱的响应更为显著，呈负相关关系的区域主要分布在西部山地之间的低海拔地区、西部高海拔的山地草原和色楞格省与布尔干省北部的高纬度草地。