《荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》編制說明

《荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》編制說明《荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》編制組i 2標準制訂的必要性分析 2 2.2相關(guān)生態(tài)環(huán)境標準和環(huán)境管理工作的需要 23國內(nèi)外相關(guān)標準情況的研究 33.1主要國家、地區(qū)及國際組織相關(guān)標準情況的研究 3 3.3本標準與國內(nèi)外同類標準或技術(shù)法規(guī)的對比 144標準制訂的基本原則和技術(shù)路線 14 術(shù)路線 145標準主要技術(shù)內(nèi)容 15 5.3標準主要技術(shù)內(nèi)容確定的依據(jù) 17 11.1任務(wù)來源為進一步指導全國開展荒漠化防治工作，統(tǒng)一規(guī)范荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價的技術(shù)方法與技術(shù)流程，生態(tài)環(huán)境部自然生態(tài)保護司以標準制修訂綠色通道的形式制訂《荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》。根據(jù)工作部署，本標準由生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所牽頭，中國環(huán)境科學研究院配合完成。為進一步指導全國開展荒漠化防治工作，統(tǒng)一規(guī)范荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價的技術(shù)方法與技術(shù)流程，根據(jù)《關(guān)于開展2021年度國家環(huán)境保護標準項目實施工作的通知》(環(huán)辦科技函〔2021〕312號)，按照《國家環(huán)境保護標準制修訂工作管理辦法》(國環(huán)規(guī)科技〔2017〕1號)的有關(guān)要求，生態(tài)環(huán)境部自然生態(tài)保護司和法規(guī)與標準司下達了《荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》國家環(huán)保標準制訂任務(wù)，項目統(tǒng)一編號為2021-52。項目由生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所、中國環(huán)境科學研究院兩家單位共同承擔。1.2工作過程本標準編制組成員通過調(diào)研并系統(tǒng)分析了荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價相關(guān)標準，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究成果，在前期項目研究、文獻資料分析和基礎(chǔ)調(diào)研的基礎(chǔ)上，編制組召開了研討會，討論并確定了開展技術(shù)規(guī)范編制工作的原則、程序、步驟和方法，形成了本標準初稿。本標準在編制期間，標準編制組采取“周例會、半月調(diào)度、月總結(jié)”的工作模式，不斷對標準文本和編制說明進行修改完善。同時，選取荒漠化典型地區(qū)—甘肅省酒泉玉門市開展現(xiàn)場調(diào)研和評價試算，不斷完善各指標的賦分區(qū)間。對于指標選取和指標閾值等關(guān)鍵性問題，多次通過線上方式咨詢中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心等單位的行業(yè)專家，確保評價指標體系和評價方法更具準確性和科學性。2022年3月30日，生態(tài)環(huán)境部自然生態(tài)保護司以線上形式召開了本標準的開題論證會。來自中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所、南京大學、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程評估中心和四川省生態(tài)環(huán)境科學研究院等單位的專家通過聽取標準開題匯報、審核資料、提出意見及建議，經(jīng)質(zhì)詢、討論，一致認為本標準緊密結(jié)合荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管工作需要，技術(shù)內(nèi)容翔實、完整，技術(shù)路線合理、可行，最終形成開題論證意見，結(jié)果為一致通過。2022年7月21日，生態(tài)環(huán)境部自然生態(tài)保護司以線上形式召開了本標準的征求意見稿技術(shù)審查會。來自中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所、中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程評估中心、中國環(huán)境監(jiān)測總站、北京師范大學、中國林業(yè)科學研究院和青海省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心等單位的專家通過聽取標準階段性匯報、審核資料、提出意見及建議，經(jīng)質(zhì)詢、討論，一致認為本標準文本及編制說明資料齊全，內(nèi)容完整，格式規(guī)范，符合標準征求意見稿審查的要求，專家組一致同意通過該標準的征求意見稿技術(shù)審查。標準編制組認真吸取專家意見，經(jīng)過充分討論和修改完善，形成標準征求意見稿。2標準制訂的必要性分析2.1項目相關(guān)行業(yè)概況荒漠化是全球問題，嚴重影響全世界的生態(tài)安全、糧食安全、經(jīng)濟社會穩(wěn)定以及可持續(xù)發(fā)展。習近平總書記指出“人類只有一個地球家園，荒漠化防治是關(guān)系人類永續(xù)發(fā)展的偉大事業(yè)”。中國政府一直高度重視荒漠化防治和自然生態(tài)系統(tǒng)的保護與恢復。自上世紀八十年代起，陸續(xù)開展了三北防護林體系建設(shè)等相關(guān)工作，實施了石漠化綜合治理等一系列重大生態(tài)工程，取得了顯著成效。自2004年起，我國荒漠化土地面積開始出現(xiàn)縮減，荒漠化土地面積由上世紀末的年均擴展1.04萬平方公里轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳暗哪昃s減2424平方公里，在荒漠化防治方面提前實現(xiàn)聯(lián)合國2030年土地退化零增長的目標。在荒漠化防治過程中，標準化和規(guī)范化是最基本要求，也是防治成效的重要標志。研究制定我國荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范，有助于我國土地荒漠化的防治工作和相關(guān)研究具有合理的、統(tǒng)一的評價基礎(chǔ)，保障土地荒漠化防治工作高效開展，并為全球荒漠化防治工作提供中國經(jīng)驗。近年來，針對荒漠化地區(qū)制訂了一系列標準，包括《荒漠區(qū)鹽漬化土地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系》(LY/T2936—2018)、《西北干旱荒漠區(qū)河岸植被恢復技術(shù)規(guī)程》(LY/T2540—2015)、《極端干旱區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系》(LY/T2091—2013)、《干旱半干旱區(qū)荒漠(沙地)生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系》(LY/T2092—2013)、《荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)1813—2009)、《荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位觀測技術(shù)規(guī)范》(LY/T1752—2008)、《土地荒漠化監(jiān)測方法》(GB/T20483—2006)、《陸地植被氣象與生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測評價等級》(QX/T494—2019)，這些標準化工作在我國荒漠化防治過程中起到了關(guān)鍵作用，為林業(yè)工程的建設(shè)以及荒漠化防治標準工作的開展奠定了基礎(chǔ)。但上述標準主要由原林業(yè)部門提出與制定，沒有直接圍繞荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測等工作，制定的目的和適用范圍不是支撐生態(tài)保護修復監(jiān)管。因此，我國亟需制定荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，為我國荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測和脆弱區(qū)生態(tài)保護修復成效評價提供科學合理、操作可行的評價指標體系和技術(shù)方法。2.2相關(guān)生態(tài)環(huán)境標準和環(huán)境管理工作的需要2.2.1落實國家及生態(tài)環(huán)境主管部門職責的重要手段開展荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價，是貫徹落實《中華人民共和國環(huán)境保護法》重要任務(wù)和開展全國生態(tài)狀況評估……監(jiān)督野生動植物保護、濕地生態(tài)環(huán)境保護、荒漠化防治等工作”相關(guān)職責的重要手段，對于實施荒漠化地區(qū)生態(tài)保護修復，遏制生態(tài)系統(tǒng)退化，健全生態(tài)文明制度體系具有重要意義。2.2.2摸清荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量狀況的迫切需求目前我國林業(yè)草原、氣象等相關(guān)部門先后頒布實施了一系列荒漠化地區(qū)的標準和規(guī)范，有效指導了荒漠化防治工作的開展，為本標準的編寫奠定了良好基礎(chǔ)。但上述標準主要由原林業(yè)部門提出與制定，沒有直接圍繞荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測等工作，制定的目的和適用范3圍無法支撐生態(tài)保護修復監(jiān)管的需求。荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價是以能夠真實、全面、準確反映荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量狀況為直接目標，為荒漠化地區(qū)生態(tài)保護修復監(jiān)管與決策服務(wù)的一項綜合性的技術(shù)工作。通過制定統(tǒng)一科學的標準規(guī)范，指導各地全面、系統(tǒng)摸清當?shù)鼗哪貐^(qū)生態(tài)質(zhì)量，為科學評判各地荒漠化地區(qū)的保護和管理成效提供可靠依據(jù)。2.2.3完善國家相關(guān)標準技術(shù)體系的現(xiàn)實要求目前，環(huán)境保護標準體系中尚沒有針對荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價的技術(shù)標準規(guī)范。制定本標準是保障荒漠化防治工作精度和質(zhì)量，客觀準確掌握荒漠化地區(qū)基礎(chǔ)狀況的基礎(chǔ)保障，也是確保調(diào)查工作科學性和可操作性的重要保障。通過銜接各地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價技術(shù)標準規(guī)范，制定荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范，為我國荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測提供依據(jù)，而且對脆弱區(qū)生態(tài)保護修復成效評價具有重大意義。因此，制定本標準是國家環(huán)境保護標準體系建設(shè)的客觀要求。國內(nèi)外相關(guān)標準情況的研究3.1主要國家、地區(qū)及國際組織相關(guān)標準情況的研究1977年，聯(lián)合國荒漠化會大會首次對全球荒漠化狀況進行了評價，并共同編制了1:2500萬世界荒漠化圖。之后，世界各國出于對荒漠化監(jiān)測的需要，先后進行了荒漠化分類評價指標體系的研究。Berry和Ford(1977)最早以氣候、土壤、植被、動物和人類等因子為依據(jù)，提出了適用于全球、地區(qū)、國家和地方的四級荒漠化指標體系。Reining(1978)考慮到自然因素和人為因素的相互聯(lián)系，隨后提出了一個由物理、生物和社會三方面指標組成的指標體系。Rozanov(2002)提出了荒漠化評價的技術(shù)方法：(1)用不同時期同一地區(qū)的荒漠化狀況進行比較；(2)用同一時期不同地區(qū)的荒漠化狀況進行比較。這些方法雖然較具體，但對荒漠化評價來說都比較初級，所提出的荒漠化評價指標都以宏觀的定性指標為主，即使是部分直接的定量指標也沒有給出分級的閉值，可操作性差，最大的貢獻是提出了荒漠化評價研究的初步方法，從而開創(chuàng)了荒漠化研究的一個重要基礎(chǔ)領(lǐng)域。90年代以來，利用遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)手段對荒漠化進行監(jiān)測和評價成為主要的研究趨勢。1992年Kharin將GIS技術(shù)應(yīng)用到荒漠化評價中，從空間圖像、航空調(diào)查和地面觀測三個層次進行調(diào)查和監(jiān)測，并利用GIS平臺作出了荒漠化系列圖。1995年Kuehl等結(jié)合土壤特征和植被特征及其光譜值構(gòu)建出了一個綜合的荒漠化評價指標體系，并以美國科羅拉多高原的草地、灌叢和針葉林為對象開展了動態(tài)評價研究。進入2000年后，一些學者為了改善監(jiān)測評價與制圖的效果提出了新的指標與概念—歸一化植被指數(shù)(NDVI)，其變化被認為是比較理想的適用于荒漠化動態(tài)評價的大尺度宏觀指標。3.1.2國際組織1984年聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)為了進行全球性的荒漠化評價，組織專家共同確定了荒漠化評價與制圖的暫行方法，該方法將荒漠化劃分為植被退化、風蝕、4水蝕、鹽漬化、土壤有機質(zhì)降低、土壤板結(jié)及土壤有毒物質(zhì)聚集7種類型，然后將每個指標細分為輕度、中度、嚴重和極嚴重4個不同等級，并從現(xiàn)狀、速度和危險性3個方面對每種類型制定具體的評價指標，如荒漠化現(xiàn)狀、荒漠化速率、危險程度、人口和牲畜壓力等。不少學者認為，這一評價體系的指標選取合理，是迄今較為完善的指標體系。但對定量指標的閾值選擇并不是來自于實測，多來自于專家意見，主觀性強，而且該指標體系變量選擇過多依賴土壤，實用性不足，所以只能夠在各國編制指標體系時起到理論指導作用。20世紀90年代初，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)開始匯編農(nóng)業(yè)環(huán)境指標，依據(jù)壓力—現(xiàn)狀—響應(yīng)模型(PSR)提出了一套實用的指標檢驗標準。同時，OECD對它們的實用性在其成員國中進行了問卷調(diào)查，建立了數(shù)據(jù)庫，組織專家會議討論指標的具體分類，并針對不同環(huán)境進行了修改。20世紀90年代，歐洲環(huán)境局(EEA)在PSR模型基礎(chǔ)上引進介紹了驅(qū)動力—壓力—現(xiàn)狀—影響—響應(yīng)模型(DPSIR)，用來描述不同類型指標之間的作用評價反饋循環(huán)，并被FAO采用，用來為土壤退化評價建立一個標準理論框架的干旱地區(qū)土地退化評價項目(LADA)。LADA項目組創(chuàng)新了指標的選取模式，他們將指標標準和DPSIR系統(tǒng)用法的說明以郵件形式發(fā)給所有感興趣的用戶，希望他們可以根據(jù)自身的目的來選擇最好的指標并在一些地區(qū)進行測試，包括中國和非洲及南美等地區(qū)的國家。同時，EEA修訂了一系列相關(guān)主體和政治問題的指標，試圖整合指標以減少指標的數(shù)量，但是其中一些指標并不能準確獲得。隨后，歐盟在吸取各組織的經(jīng)驗教訓之后，開展了DESERTLINKS項目研究。該項目結(jié)合DESER系統(tǒng)及其他指標體系的優(yōu)點開發(fā)了包括150個指標的地中?；哪O(jiān)測和評價信息系統(tǒng)DIS4ME，并自2005年起在地中海地區(qū)19個國家的荒漠化監(jiān)測和評價等管理工作中廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)被認為是迄今為止國內(nèi)外最先進和全面的荒漠化監(jiān)測和評價系統(tǒng)。3.2國內(nèi)標準情況的研究我國荒漠化研究開始于20世紀50年代，而荒漠化監(jiān)測和評價指標、標準體系研究則起步較晚。朱震達等(1984)最早對荒漠化指標開展了系統(tǒng)的理論研究，他基于沙漠化土地年增加率、流沙占地面積百分數(shù)和地表形態(tài)組合特征等3個指標，建立了一套我國北方沙漠化評價指標體系，為我國荒漠化評價奠定了理論基礎(chǔ)。1995年，原國家科委率先資助啟動了“荒漠化監(jiān)測評價指標體系及評估方法”的研究項目，之后大量學者和有關(guān)部門開展了荒漠化監(jiān)測與評價指標體系框架及相應(yīng)的標準和指標研究工作(表3-1)。經(jīng)文獻調(diào)研，地面調(diào)查和遙感監(jiān)測是荒漠化監(jiān)測與評價的兩種主要方式，選取的指標也各有側(cè)重，我國當前已經(jīng)綜合使用這兩種方式完成了五次荒漠化和沙化監(jiān)測，正在進行第六次荒漠化和沙化監(jiān)測。5表3-1荒漠化監(jiān)測、評價主要研究舉例時間研究者指標監(jiān)測、評價目標荒漠化地面調(diào)查BerryandFord氣候、土壤、植被、動物和人類不同尺度的荒漠化過程Reining物理、生物、社會荒漠化過程聯(lián)合國糧農(nóng)組織和環(huán)境規(guī)劃署植被退化指標、荒漠化土地發(fā)展速度指標、內(nèi)在危險性指標荒漠化過程朱震達和劉恕沙質(zhì)荒漠化土地年均擴大率、流沙面積比例、植被覆蓋度、生物生產(chǎn)量、農(nóng)田系統(tǒng)的能量產(chǎn)投比沙質(zhì)荒漠化程度胡孟春風沙地貌面積比例、植被蓋度、沙土含水量、沙土有機質(zhì)含量沙質(zhì)荒漠化類型和程度董玉祥和劉毅華沙質(zhì)荒漠化危險性監(jiān)測指標(綠色覆被率、人口超載率等)、沙質(zhì)荒漠化狀態(tài)監(jiān)測指標(沙質(zhì)荒漠化土地比例、沙質(zhì)荒漠化速率等)和沙質(zhì)荒漠化危害監(jiān)測指標(土壤肥力、糧食單產(chǎn)等)沙質(zhì)荒漠化危險性、狀態(tài)和危害盧琦和郭劍亮執(zhí)行指標、狀態(tài)指標、影響指標風蝕、水蝕、鹽堿化、凍融等過程2001賈寶全等灌叢沙堆發(fā)育程度(結(jié)皮狀況、沙堆高度、沙丘密度等)、土壤(物理、化學、生物性質(zhì))、植被(蓋度、組成)、人為因素(社會、經(jīng)濟)、地貌形態(tài)及其發(fā)育(風蝕、風積)綠洲沙質(zhì)荒漠化2004丁國棟植被蓋度沙地活化、土壤侵蝕、土壤鹽堿化過程2005吳波等荒漠化壓力指標(自然和人為驅(qū)動因素)、狀態(tài)指標(土地生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學和生物特性)、影響指標和防治指標監(jiān)測荒漠化過程，評價荒漠化的影響，防治荒漠化2009張克斌等土地利用類型、荒漠化類型、氣候因素、土壤因素、植被因子、地形荒漠化過程6地貌因子、社會經(jīng)濟因素、人為因素荒漠化遙感監(jiān)測2001吳波和慈龍駿等計算景觀連接度、破碎度和景觀形狀等指數(shù)揭示荒漠化地區(qū)景觀格局的變化特征2004劉愛霞等基于NDVI數(shù)據(jù)提取劃分中國西部的荒漠化減輕、加重和未明顯變化的區(qū)域中國西部干旱半干旱地區(qū)沙漠界線2005Tsunekawa等以NPP作為生物生產(chǎn)力的關(guān)鍵因子，通過比較分析法確定潛在NPP和實際NPP之間的關(guān)系評價亞洲干旱地區(qū)的荒漠化過程2011高志海等土壤有機質(zhì)含量指示土壤退化程度2015HanL等改進的土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)、地表反照率、植被蓋度、地表溫度、溫度－植被干燥指數(shù)構(gòu)建了荒漠化程度評價指數(shù)荒漠化程度2018LiuQ等基于NDVI和反照率構(gòu)建了荒漠化差異指數(shù)荒漠化程度2018ZhangC等目視解譯青藏高原流動沙地、半流動沙地、半固定沙地監(jiān)測沙地動態(tài)7目前，與荒漠化地區(qū)相關(guān)的國家標準和行業(yè)標準共有19項，其中國家標準7項、行業(yè)標準12項。已發(fā)布實施的標準都是近年根據(jù)我國荒漠化防治的需要，由科研院所、大專院校、質(zhì)檢機構(gòu)和有關(guān)生產(chǎn)企業(yè)在充分論證、多次試驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年來國內(nèi)外荒漠化防治的經(jīng)驗和方法制定的。這些標準在荒漠化防治中已經(jīng)或正在發(fā)揮著重要作用。如2006年，中國氣象局研究編制了國家標準《土地荒漠化監(jiān)測方法》(GB/T20483—2006)，提出了動態(tài)監(jiān)測項目、選測項目和5年1次測定項目，同時給出了風蝕沙化程度指標、鹽化土壤分級指標和堿化土壤分級指標以及水蝕程度評價計分表等來監(jiān)測荒漠化程度。國家林業(yè)局和國家荒漠化監(jiān)測辦公室在2011年匯編了一冊供部門內(nèi)部使用的《全國荒漠化和沙化監(jiān)測技術(shù)規(guī)定》 (試行)，該規(guī)定確定了一套荒漠化監(jiān)測調(diào)查指標體系，并在6次全國荒漠化監(jiān)測中得以應(yīng)用。中國氣象局、國家林業(yè)局還編制發(fā)布了《沙塵暴天氣監(jiān)測規(guī)范》(GB/T20479—2006)、《沙化土地監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》(GB/T24255—2009)等，為獲取荒漠化現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和沙塵暴等自然災害的發(fā)生、發(fā)展過程的信息提供了技術(shù)規(guī)范，極大地提高了我國預測、預報荒漠化及沙塵暴發(fā)展趨勢的精確度和準確性。《封山(沙)育林技術(shù)規(guī)程》(GB/T15163—2018)、《防沙治沙技術(shù)規(guī)范》(GB/T21141—2007)、《京津風沙源治理工程社會經(jīng)濟效益監(jiān)測與評價指標》 (LY/T1758—2008)，以及荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位觀測系列標準，已經(jīng)或正在荒漠化防治和生態(tài)工程建設(shè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮著重要作用，有效地提高了工程建設(shè)、監(jiān)測預警以及科學研究的質(zhì)量和效益。然而，這些荒漠化地區(qū)標準主要由氣象部門和原林業(yè)部門提出與制定，沒有直接圍繞生態(tài)質(zhì)量評價工作，制定的目的和適用范圍也不是支撐生態(tài)保護修復監(jiān)管，無法真實、全面、準確的反映荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量狀況。表3-2已正式發(fā)布的荒漠化防治國家標準和行業(yè)標準序號標準名稱標準性質(zhì)標準類別標準號1天然草地退化、沙化、鹽漬化的分級指標國家標準方法標準GB19377—20032封山(沙)育林技術(shù)規(guī)程國家標準方法標準GB/T15163—20043土地荒漠化監(jiān)測方法國家標準方法標準GB/T20483—20064沙塵暴天氣監(jiān)測規(guī)范國家標準方法標準GB/T20479—20065沙塵暴天氣等級國家標準基礎(chǔ)標準GB/T20480—20066防沙治沙技術(shù)規(guī)范國家標準方法標準GB/T21141—20077沙化土地監(jiān)測技術(shù)規(guī)程國家標準方法標準GB/T24255—20098飛機播種治沙技術(shù)要求行業(yè)標準方法標準LYT9綠洲防護林體系建設(shè)技術(shù)規(guī)程行業(yè)標準方法標準LY/T1682—2006京津風沙源治理工程社會經(jīng)濟效益行業(yè)標準方法標準LY/T1758—20088監(jiān)測與評價指標荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系行業(yè)標準方法標準LY/T1698—2007荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位觀測技術(shù)規(guī)范行業(yè)標準方法標準LY/T1752—2008荒漠生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站建設(shè)規(guī)范行業(yè)標準方法標準LY/T1753—2008荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范行業(yè)標準方法標準LY/T2006—2012荒漠區(qū)鹽漬化土地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系行業(yè)標準方法標準LY/T2936—2018西北干旱荒漠區(qū)河岸植被恢復技術(shù)規(guī)程行業(yè)標準方法標準LY/T2540—2015極端干旱區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系行業(yè)標準方法標準LY/T2091—2013干旱半干旱區(qū)荒漠(沙地)生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系行業(yè)標準方法標準LY/T2092—2013全國生態(tài)狀況調(diào)查評估技術(shù)規(guī)范—荒漠生態(tài)系統(tǒng)野外觀測行業(yè)標準方法標準HJ1170—2021目前，針對生態(tài)質(zhì)量評價工作的計算方法，國際上應(yīng)用較多的為經(jīng)濟合作與發(fā)展組織 (OECD)和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNWP)共同提出的“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”模型，但未見相關(guān)標準。國內(nèi)主要有生態(tài)環(huán)境部開展的《全國生態(tài)狀況調(diào)查評估技術(shù)規(guī)范—生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評估》(HJ1172—2021)、《流域生態(tài)健康評估技術(shù)指南》，中國科學院曹春香研究員開展的環(huán)境健康遙感診斷研究工作，國家氣象局開展的植被生態(tài)質(zhì)量氣象評價等。生態(tài)環(huán)境部《全國生態(tài)狀況調(diào)查評估技術(shù)規(guī)范—生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評估》(HJ1172—2021)規(guī)定的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評估是將遙感生態(tài)參數(shù)(植被覆蓋度、葉面積指數(shù)、總初級生產(chǎn)力)作為指標，分區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)類型開展生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評估。具體過程如下：以每個生態(tài)功能區(qū)內(nèi)森林、灌叢、草地和農(nóng)田四類植被類型生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)參數(shù)最大值作為參照值，依次計算分區(qū)內(nèi)每個植被類型生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)值與其參照值的比值，得到該分區(qū)內(nèi)該生態(tài)參數(shù)的相對密度，相對密度越接近1代表該像元該生態(tài)參數(shù)越接近參照值。生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量整體狀況，由植被覆蓋度、葉面積指數(shù)和總初級生產(chǎn)力的相對密度來構(gòu)建，具體計算方法如下：LAIij+FVCij+GPPijEQIij=3×100式中，EQIij——第i年第j分區(qū)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量；LAIij——為第i年第j分區(qū)葉面積指數(shù)相對密度；FVCij——第i年第j分區(qū)植被覆蓋度相對密度；GPPij——第i年第j分區(qū)總初級生產(chǎn)力相對密度。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評估結(jié)果，將生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量分為5級，即優(yōu)、良、中、低、差。9表3-3生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量分級級別優(yōu)良中低差生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量EQI≥7555≤EQI＜7535≤EQI＜5520≤EQI＜35EQI＜20描述量為優(yōu)量良好平量較低質(zhì)量較差生態(tài)環(huán)境部《流域生態(tài)健康評估技術(shù)指南》(試行)(環(huán)辦函〔2013〕20號)，規(guī)定的評估指標共計6類17項，水域生態(tài)健康評估指標主要包括生境結(jié)構(gòu)、水生生物和生態(tài)壓力三類，共8項指標；陸域生態(tài)健康評估指標主要包括生態(tài)格局、生態(tài)功能和生態(tài)壓力三類，共9項指標。評估指標權(quán)重確定采用層次分析法，分評估對象、指標類型和評估指標3個層次，指標見表3-4和表3-5。該工作主要應(yīng)用于流域生態(tài)健康評估，且需要搜集大量的地面數(shù)據(jù)。表3-4流域生態(tài)健康評估指標體系評估對象指標類型評估指標指標權(quán)重水域(0.4)生境結(jié)構(gòu)(0.4)水質(zhì)狀況指數(shù)0.4枯水期徑流量占同期年均徑流量比例0.3河道連通性0.3水生生物(0.3)大型底棲動物多樣性綜合指數(shù)0.4魚類物種多樣性綜合指數(shù)0.4特有性或指示性物種保持率0.2生態(tài)壓力(0.3)水資源開發(fā)利用強度0.5水生生境干擾指數(shù)0.5(0.6)生態(tài)格局(0.3)森林覆蓋率0.2景觀破碎度0.2重要生境保持率06生態(tài)功能(0.3)水源涵養(yǎng)功能指數(shù)0.4土壤保持功能指數(shù)0.3受保護地區(qū)面積占國土面積比例0.3生態(tài)壓力(0.4)建設(shè)用地比例0.4點源污染負荷排放指數(shù)0.3面源污染負荷排放指數(shù)0.3表3-5流域生態(tài)健康評估指標體系(含消落帶)評估對象指標類型評估指標指標權(quán)重水域(0.4)生境結(jié)構(gòu)(0.4)水質(zhì)狀況指數(shù)0.4枯水期徑流量占同期年均徑流量比例0.3河道連通性0.3水生生物(0.3)大型底棲動物多樣性綜合指數(shù)0.4魚類物種多樣性綜合指數(shù)0.4特有性或指示性物種保持率0.2生態(tài)壓力(0.3)水資源開發(fā)利用強度0.5水生生境干擾指數(shù)0.5(0.45)生態(tài)格局(0.3)森林覆蓋率0.2景觀破碎度0.2重要生境保持率0.6生態(tài)功能(0.3)水源涵養(yǎng)功能指數(shù)0.4土壤保持功能指數(shù)0.3受保護地區(qū)面積占國土面積比例0.3生態(tài)壓力(0.4)建設(shè)用地比例0.4點源污染負荷排放指數(shù)0.3面源污染負荷排放指數(shù)0.3消落帶(0.15)生態(tài)結(jié)構(gòu)(0.4)自然植被比例0.6自然堤岸比例0.4生態(tài)功能(0.3)污染阻滯功能指數(shù)0.5生物多樣性保護功能指數(shù)0.5生態(tài)壓力(0.3)人為干擾指數(shù)0.6濕地退化指數(shù)0.4中國科學院曹春香研究員提出了森林和城市等不同生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(表3-6，表3-7)，并提出環(huán)境健康遙感診斷綜合指標體系(表3-8)，選取案例區(qū)開展示范應(yīng)用。該工作主要應(yīng)用于區(qū)域研究，采用指標較多，無法擴展至全國開展。表3-6森林生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標綜合指標要素指標森林生態(tài)系統(tǒng)健康生產(chǎn)力凈初級生產(chǎn)力光合速率吸收速率生物量蓄積量樹高胸徑冠幅組織結(jié)構(gòu)灌木蓋度林分起源樹齡結(jié)構(gòu)喬、灌、草蓋度凋落物物種多樣性干擾人為干擾病蟲害火災土壤狀況土壤類型土壤質(zhì)地土壤結(jié)構(gòu)土層厚度土壤水分土壤空隙狀況土壤有機質(zhì)土壤全氮土壤全磷土壤全鉀表3-7城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標指標類型具體指標活力GDP增長率城鎮(zhèn)居民人均收入萬元GDP能耗人均耕地面積第三產(chǎn)業(yè)GDP全社會固定資產(chǎn)投資占GDP比重組織結(jié)構(gòu)市區(qū)人口密度第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比例人均公共綠地面積組織結(jié)構(gòu)建成區(qū)綠化覆蓋率恢復力SO2排放達標率城市生活污水處理率工業(yè)固體廢棄物排放利用率環(huán)保投入占GDP比重飲用水質(zhì)達標率空氣質(zhì)量達標及好于二級的天數(shù)維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能人均居住面積人均生活用水量城市人口用水普及率維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能萬人擁有病床數(shù)人群健康恩格爾系數(shù)人口自然增長率萬人擁有大學生數(shù)表3-8環(huán)境健康遙感診斷綜合指標體系準則層要素層指標參數(shù)層環(huán)境健康遙感診斷指標體系生態(tài)環(huán)境健康狀況森林生態(tài)環(huán)境健康指數(shù)冠層覆蓋度森林葉面積指數(shù)森林蓄積量森林生物量森林結(jié)構(gòu)參數(shù)草地生態(tài)環(huán)境健康指數(shù)植被覆蓋度草地生物量植被指數(shù)土壤濕度濕地生態(tài)環(huán)境健康指數(shù)濕地面積濕地生物量水體指數(shù)生物多樣性農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境健康指數(shù)農(nóng)作物面積農(nóng)作物多樣性農(nóng)田土壤指數(shù)農(nóng)田灌溉資源指數(shù)城市生態(tài)環(huán)境健康指數(shù)城市植被覆蓋度人均水資源量人口密度城市交通網(wǎng)密度城市生物豐度大氣健康狀況空氣質(zhì)量指數(shù)氣溶膠光學厚度顆粒物濃度溫室氣體含量污染氣體含量大氣特征參數(shù)云特征大氣溫度大氣濕度水體健康狀況水網(wǎng)密度指數(shù)水域面積水資源量河流長度水體質(zhì)量指數(shù)水體懸浮物濃度水體葉綠素濃度水體有機物濃度災害影響程度自然災害指數(shù)地震氣象災害地質(zhì)災害森林火災海洋災害人為災害指數(shù)大型工業(yè)事故土地退化政治性災害人類健康狀況人群身體健康指數(shù)主要瘧疾發(fā)病率主要疾病死亡率平均壽命文化素質(zhì)綜合指數(shù)平均受教育水平科技人員比例國家氣象局采用植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)反映植被生態(tài)質(zhì)量狀況，植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)以植被凈初級生產(chǎn)力(NPP)和覆蓋度的綜合指數(shù)來表示，其值越大，表明植被生態(tài)質(zhì)量越好。計算方法如下：Qi=100f1FVCi+f2式中：Qi——第i年植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)；f1——植被覆蓋度的權(quán)重系數(shù)；FVCi——第i年植被覆蓋度；f2——植被凈初級生產(chǎn)力的權(quán)重系數(shù)；NPPi——第i年植被的凈初級生產(chǎn)力；NPPm——過去n年植被凈初級生產(chǎn)力的最大值。植被生態(tài)質(zhì)量等級以植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)的距平百分率表示，具體劃分參照表3-9。該工作主要用于氣象評價，缺少人類活動對生態(tài)質(zhì)量形成的壓力方面的評價。表3-9植被生態(tài)質(zhì)量等級劃分距平百分比-3%-3%3%-10%＞10%等級很差較差正常較好很好3.3本標準與國內(nèi)外同類標準或技術(shù)法規(guī)的對比通過歸納整理可以看出，與國內(nèi)外同類標準相比，本標準的突出特點主要體現(xiàn)在：(1)緊密圍繞荒漠化地區(qū)監(jiān)管要求，更多地考慮指標選擇的定量化、科學性和可操作性，支撐荒漠化地區(qū)生態(tài)保護修復監(jiān)管定期評價的技術(shù)要求；(2)將生態(tài)狀況評價與人類活動相結(jié)合，識別影響保護成效的具體措施，為進一步提升荒漠化地區(qū)管理質(zhì)量提供科學依據(jù)；(3)使用多源數(shù)據(jù)疊加評價，使評價結(jié)果更加客觀和準確。4標準制訂的基本原則和技術(shù)路線4.1標準制訂的基本原則導致荒漠化產(chǎn)生的氣候、土壤、地質(zhì)、地貌、植被、水文等多種自然因素是影響生態(tài)安全的最直接因子。在進行荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價時必須全面分析這些因素，盡可能全面、客觀、準確地反映荒漠化的程度特征。4.1.2主導性原則影響荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量的因子是復雜眾多的，需要在綜合分析、研究的基礎(chǔ)上，選取具有典型代表性、能夠反映生態(tài)安全特征的主導性因子作為評價指標，根據(jù)系統(tǒng)分析方法，建立一個科學、完整的評價指標體系，既簡便又準確地進行質(zhì)量評價。4.1.3實用性原則生態(tài)質(zhì)量評價的目的是為監(jiān)測環(huán)境變化和綜合治理服務(wù)，因此選取的評價指標，不但應(yīng)具有典型代表性，更應(yīng)具有科學實用價值，具有可操作性，在滿足生態(tài)質(zhì)量評價影響因子全面考慮的基礎(chǔ)上，選取能直接反映不同等級生態(tài)質(zhì)量特征的因子進行評價。4.2標準制定的技術(shù)路線基于本標準總體框架設(shè)計的編制遵循以下技術(shù)路線(見圖4-1)。國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)標準現(xiàn)狀資料調(diào)研與數(shù)據(jù)搜集 制定詳細工作方案國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)標準現(xiàn)狀資料調(diào)研與數(shù)據(jù)搜集國內(nèi)外文獻調(diào)研生態(tài)質(zhì)量評價的現(xiàn)有相關(guān)方法和工作需求標準框架結(jié)構(gòu)評評價原則綜合性原則主導性原則實用性原則評價流程數(shù)據(jù)整理指標計算開展評價結(jié)果分級評價指標生態(tài)狀態(tài)生態(tài)格局生態(tài)結(jié)構(gòu)生態(tài)功能形成各階段標準文本及編制說明(征求意見、送審、報批、發(fā)布)圖4-1生態(tài)質(zhì)量評價總體技術(shù)流程主要技術(shù)內(nèi)容5.1標準適用范圍國家林業(yè)和草原局發(fā)布的《中國荒漠化和沙化狀況公報》依據(jù)《中華人民共和國防沙治沙法》和《聯(lián)合國防治荒漠化公約》的有關(guān)要求，并結(jié)合我國荒漠化基本情況，將荒漠化類型劃分為風蝕荒漠化土地、水蝕荒漠化土地、鹽漬化土地和凍融荒漠化土地等四種類型。本標準遵照《中國荒漠化和沙化狀況公報》對于荒漠化類型的分類標準，將全國荒漠化地區(qū)劃分為風蝕荒漠化、水蝕荒漠化、凍融荒漠化、鹽漬化等四種荒漠化土地開展生態(tài)質(zhì)量評價，其他自然地理區(qū)域可參照本標準執(zhí)行。5.2術(shù)語和定義本部分為執(zhí)行本標準制定的專門術(shù)語和對容易引起歧義的名詞進行的定義?；緲藴仕富哪亩x，引自《聯(lián)合國關(guān)于在發(fā)生嚴重干旱和/或荒漠化的國家特別是在非洲防治荒漠化的公約》，是指由于氣候變化和人類活動等因素所造成的干旱、半干旱和亞濕潤干旱地區(qū)的土地退化。該定義明確了3個問題：①“荒漠化”是在包括氣候變異和人類活動在內(nèi)的多種因素的作用下產(chǎn)生和發(fā)展的。②“荒漠化”發(fā)生在干旱、半干旱及亞濕潤干旱區(qū)(指年降水量與可能蒸散之比在0.05至0.65之間的地區(qū)，但不包括極區(qū)和副極區(qū))，這就給出了荒漠化產(chǎn)生的背景條件和分布范③“荒漠化”是發(fā)生在干旱、半干旱及亞濕潤干旱區(qū)的土地退化，將荒漠化置于寬廣的全球土地退化的框架內(nèi)，從而界定了其區(qū)域范圍。根據(jù)《中國荒漠化和沙化狀況公報》，我國有風蝕荒漠化、水蝕荒漠化、凍融荒漠化、土壤鹽漬化等4種類型的荒漠化土地。本標準也參照國家分類設(shè)定4種類型荒漠化土地并分別制定評價指標體系和評價方法。5.2.2風蝕荒漠化本標準所指風蝕荒漠化的定義，引自《林學名詞》(第二版)，是指以風力為主要侵蝕營力形成的荒漠化。中國風蝕荒漠化土地面積160.7萬平方公里，主要分布在干旱、半干旱地區(qū)，在各類型荒漠化土地中是面積最大、分布最廣的一種。其中，干旱地區(qū)約有87.6萬平方公里，大體分布在內(nèi)蒙古狼山以西，騰格里沙漠和龍首山以北包括河西走廊以北、柴達木盆地及其以北、以西到西藏北部。半干旱地區(qū)約有49.2萬平方公里，大體分布在內(nèi)蒙古狼山以東向南，穿杭錦后旗、橙口縣、烏海市，然后向西縱貫河西走廊的中—東部直到肅北蒙古族自治縣，呈連續(xù)大片分布。亞濕潤干旱地區(qū)約23.9萬平方公里，主要分布在毛烏素沙漠東部至內(nèi)蒙右東部和東經(jīng)106度。5.2.3水蝕荒漠化本標準所指水蝕荒漠化的定義，引自《林學名詞》(第二版)，是指以水力(降水、流水)為主要侵蝕營力形成的荒漠化。中國水蝕荒漠化總面積為20.5萬平方公里，占荒漠化土地總面積的7.8%。主要分布在黃土高原北部的無定河、窟野河、禿尾河等流域，在東北地區(qū)主要分布在西遼河的中上游及大凌河的上游。5.2.4凍融荒漠化本標準所指凍融荒漠化的定義，引自《林學名詞》(第二版)，是指在晝夜或季節(jié)溫差較大的地區(qū)，在氣候變異和/或人為活動的影響下，巖體或土壤由于劇烈的熱脹冷縮而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞或質(zhì)量下降，形成植被衰退、土壤退化、地表裸露化、破碎化的土地退化過程。凍融荒漠化是青藏高原特有的荒漠化類型。中國凍融荒漠化地的面積共36.6萬平方公里，占荒漠化土地總面積的13.8%。凍融荒漠化土地主要分布在青藏高原的高海拔地區(qū)。5.2.5鹽漬化本標準所指鹽漬化的定義，引自《林學名詞》(第二版)，是指土壤中積聚鹽分形成鹽漬土的過程。主要發(fā)生在干旱、半干旱區(qū)以及濱海地區(qū)。中國鹽漬化土地總面積為23.3萬平方公里，占荒漠化總面積的8.9%。土壤鹽漬化比較集中連片分布的地區(qū)有柴達木盆地、塔里木盆地周邊綠洲以及天山北麓山前沖積平原地帶、河套平原、銀川平原、華北平原及黃河三角洲。5.2.6生態(tài)質(zhì)量本標準所指生態(tài)質(zhì)量的定義，引自《區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價辦法(試行)》，是指一定時空范圍內(nèi)通過生態(tài)要素的水平和垂直組合，保持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性與穩(wěn)定性、維持生態(tài)功能平衡，保障人類福祉，抵抗外界干擾的能力。5.3標準主要技術(shù)內(nèi)容確定的依據(jù)5.3.1評價指標與計算方法(1)荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價指標體系整體構(gòu)成生態(tài)質(zhì)量實際反映的是區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的總體質(zhì)量。本標準構(gòu)建的荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價指標體系包括生態(tài)狀態(tài)、生態(tài)格局、生態(tài)結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能四類一級指標；根據(jù)各類指標所反映的生態(tài)學內(nèi)涵，綜合考慮指標獲取能力、參考借鑒已有方法標準，分類細化提出19個二級指標。生態(tài)環(huán)境指人類直接的生存和發(fā)展環(huán)境，也是一個多維的直接和間接、有形和無形相輔相成的生態(tài)空間，包括生物因子(如植物、動物等)和非生物因子(如光、水分、大氣、土壤等)，從人類生存與發(fā)展的角度可以分為水資源、土地資源、生物資源、氣候資源等。這其中，非生物因子主要反映評價地區(qū)的生態(tài)本底狀況，可以用理化指標進行表征。本標準結(jié)合荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境特性，選取5項指標構(gòu)成生態(tài)狀態(tài)評價子體系。本標準所指生態(tài)格局是指景觀生態(tài)格局，即大小和形狀各異的景觀要素在空間上的排列和組合，包括景觀組成單元的類型、數(shù)目及空間分布與配置?；哪貐^(qū)景觀格局是指大小和形狀不一的荒漠化地區(qū)特有景觀斑塊在空間上的排列，是各種生態(tài)過程在不同尺度上綜合作用的結(jié)果，具有顯著的景觀異質(zhì)性，對荒漠化地區(qū)景觀的功能和過程有著重要的影響。景觀格局指數(shù)是高度濃縮的景觀格局信息，是反映景觀結(jié)構(gòu)組成、空間配置特征的簡單量化指標，可劃分為斑塊水平指數(shù)、斑塊類型水平指數(shù)和景觀水平指數(shù)三個水平。目前反映景觀格局變化的特征指數(shù)已有200個左右，但大部分指數(shù)之間景觀格局信息重復，因此在荒漠化地區(qū)景觀格局變化研究中，對各種景觀指數(shù)篩選，選擇其中具有代表性的景觀指數(shù)是十分重要的。對荒漠化地區(qū)景觀而言，通常根據(jù)不同類型荒漠化土地的特性選用一些最能反映荒漠化地區(qū)景觀格局變化特征的指數(shù)，如景觀多樣性指數(shù)、不同斑塊面積占比等指標來分析荒漠化地區(qū)景觀格局，根據(jù)景觀格局指數(shù)在不同時段內(nèi)的動態(tài)變化來反映景觀格局空間結(jié)構(gòu)特征的變化。本標準結(jié)合荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境特性，選取6項指標構(gòu)成生態(tài)格局評價子體系。生態(tài)結(jié)構(gòu)是生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成要素及其時、空分布和物質(zhì)、能量循環(huán)轉(zhuǎn)移的途徑，是可被人類有效控制和建造的生物群種結(jié)構(gòu)。不同的生物種類、群種數(shù)量、種的空間配置、種的時間變化具有不同的結(jié)構(gòu)特點和不同功效。它包括平面結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)、時間結(jié)構(gòu)和食物鏈結(jié)構(gòu)四種順序?qū)哟危毩⒍窒嗷ヂ?lián)系，亦是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本單元。本標準結(jié)合荒漠化地區(qū)生態(tài)結(jié)構(gòu)特性，選取3項指標構(gòu)成生態(tài)結(jié)構(gòu)評價子體系。綠色植被是生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)，也為人類社會經(jīng)濟發(fā)展提供了基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物多樣性一方面給人類提供基本的環(huán)境，另一方面又提供豐富的資源，直接影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性。因此，植被覆蓋和生物多樣性是生態(tài)結(jié)構(gòu)評價的兩個重要方面，本標準選取的植被覆蓋指數(shù)可以反映區(qū)域的生態(tài)生產(chǎn)能力，選取的重點保護生物指數(shù)可以反映區(qū)域生態(tài)功能的支撐能力。植被凈初級生產(chǎn)力指數(shù)(NPP)反映的是植物固定和轉(zhuǎn)化光能為化合物的效率，數(shù)值上與植物生長、發(fā)育、繁殖等自身生命活動相關(guān)，同時也為整個生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生命活動提供了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。植被凈初級生產(chǎn)力能夠以統(tǒng)一的尺度標準來衡量區(qū)域土地利用/覆被變化過程對植被的影響程度，因此分析區(qū)域土地利用/覆被變化過程對植被凈初級生產(chǎn)力NPP的影響是土地利用/覆被變化環(huán)境效應(yīng)研究的重要組成部分。NPP作為地表碳循環(huán)的重要組成部分，不僅直接反映了植被群落在自然環(huán)境條件下的生產(chǎn)能力，表征陸地生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量狀況，而且是判定生態(tài)系統(tǒng)碳源/匯和調(diào)節(jié)生態(tài)過程的主要因子，在全球變化及碳平衡中扮演著重要的作用。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用。它不僅包括各類生態(tài)系統(tǒng)為人類所提供的食物、醫(yī)藥及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原料，更重要的是支撐與維持了地球的生命支持系統(tǒng)，維持生命物質(zhì)的生物地化循環(huán)與水文循環(huán)，維持生物物種與遺傳多樣性，凈化環(huán)境，維持大氣化學的平衡與穩(wěn)定。本標準結(jié)合荒漠化地區(qū)生態(tài)功能特性，選取5項指標構(gòu)成生態(tài)功能評價子體系。尺度性和等級性也是生態(tài)環(huán)境的一個重要特征，生態(tài)環(huán)境由若干個有序的系統(tǒng)組成，每一等級的生態(tài)環(huán)境都具有特定的空間范圍和時間尺度，并由更小一級的生態(tài)環(huán)境組成，同時它又是更高級生態(tài)環(huán)境的組成部分，每個尺度的生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)不同的特征。這種等級性和尺度性決定了對其進行評價時必須從不同的尺度進行考慮，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評價方法時也必須考慮到評價對象的尺度特征，在指標設(shè)定上，選擇最能反映和代表不同尺度生態(tài)環(huán)境特征的指標?？紤]到荒漠化地區(qū)土地面積占比大、分布廣泛，因此，在構(gòu)建荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價指標體系時，結(jié)合生態(tài)環(huán)境管理需求，評價單元采用自然地理單元，打破行政區(qū)劃界線，建立區(qū)域尺度生態(tài)質(zhì)量評價體系，從而能夠更加完整、準確、全面地反映荒漠化地區(qū)生態(tài)質(zhì)量。(2)生態(tài)狀態(tài)類型評價指標的選取生態(tài)狀態(tài)指標表征特定時間階段的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀和生態(tài)環(huán)境變化情況，包括生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀與自然環(huán)境本底等。①有機質(zhì)含量荒漠化的表現(xiàn)特征就是土地退化，即土地理化性質(zhì)的變化，其土地退化的程度是決定其生態(tài)安全程度非常重要的因素。影響土壤理化性質(zhì)的因素有土壤有機質(zhì)、全N、速效P、速效K含量等，如此眾多的指標，如果一一進行鑒定很不方便，且給資料收集帶來很大的困難。根據(jù)野外調(diào)查所采集的土樣理化性質(zhì)的檢測結(jié)果和前人研究成果，土壤有機質(zhì)、全N、全P、全K之間的相關(guān)程度都大于75%，說明土壤理化性質(zhì)的諸多因子互相關(guān)聯(lián)，因此只需選取一個因子即可，本標準選取土壤有機質(zhì)含量作為土壤理化因子(即土地退化標志)進行判別。本標準所指有機質(zhì)含量，是指單位質(zhì)量土壤中含有的各種動植物殘體與微生物及其分解合成的有機物質(zhì)的質(zhì)量。一般以有機質(zhì)占干土重的百分數(shù)表示。②侵蝕溝面積比例本標準所指侵蝕溝的定義，引自《土壤學名詞》(第二版)，是指溝道縱斷面與坡面不一致的溝狀侵蝕。水蝕荒漠化是以水力作用為主，伴隨著其它因素的綜合作用，導致土地生產(chǎn)力明顯衰退，并出現(xiàn)荒漠或類似荒漠的景觀。水蝕荒漠化主要特征是地表土壤物質(zhì)大量流失，土層淺薄化，粗砂殘存，增加了對紅外線的吸收，致使氣溫升高，蒸發(fā)量增大，不能涵養(yǎng)水分；土壤有機質(zhì)含量減少，養(yǎng)分貧瘠，土地生產(chǎn)潛力衰退，甚至土地資源喪失、廢棄；塬面被蠶食，溝谷面積不斷擴大，切割越來越破碎；植被逆向演替，結(jié)構(gòu)單一，覆被減少或者出現(xiàn)裸地。因此，評價水蝕荒漠化程度主要從植被、土壤、地質(zhì)地貌、氣候和社會經(jīng)濟等方面進行考慮。本標準選取最具有代表性的侵蝕溝面積比例作為水蝕荒漠化的評價指標，其值越大，反映地表被流水侵蝕破壞得越嚴重。③粘沙比風力是荒漠化地區(qū)風蝕、起沙的最直接動力，衡量風力作用的指標有平均風速和大風日數(shù)，但是針對每個地塊，其資料收集卻很困難，而且往往在相對較小的范圍內(nèi)，每個地塊的風速、大風日數(shù)基本都相同。根據(jù)有關(guān)研究成果，地表物質(zhì)的組成與抗風蝕效果具有很強的相關(guān)性，一般土壤粘粒含量大，或者土壤粘沙比大，其抵御大風的能力就強，因此對比以地塊為單元，利用地表物質(zhì)組成可以近似表達為風力因素，而且更能把風力對各個地塊的影響作用的區(qū)別體現(xiàn)出來。因此本標準根據(jù)土壤粘粒含量或者粘沙比作為衡量風力因素的指標。本標準所指粘沙比，是指單位質(zhì)量土壤中粘土和沙土的比例。無量綱。④氣溫年較差本標準所指氣溫年較差的定義，引自《建筑學名詞》(第二版)，是指最熱月月平均氣溫與最冷月月平均氣溫之差。氣候變化可導致地球表層土的凍結(jié)和融化作用，并在一定區(qū)域形成土壤季節(jié)凍融和多年凍土。氣溫是影響凍融作用與凍融侵蝕發(fā)生的最主要環(huán)境因素，溫度可以調(diào)節(jié)凍結(jié)層與融化層的深度，溫差越大，其深度也越大，持續(xù)時間越長，發(fā)生凍融侵蝕的可能性與程度也越大；反之則減少，這是凍融侵蝕發(fā)生的必要條件。另外，土壤中溫度的變化，尤其是0℃上下溫度的變化幅度與變化頻率，直接影響著土壤凍結(jié)與融解的過程，進而影響了土壤的物理性質(zhì)與土壤抗蝕穩(wěn)定性，影響解凍期土壤侵蝕的發(fā)生與發(fā)展過程。因此，土壤溫度變化的劇烈程度是影響凍融侵蝕的一個重要因素，在凍融區(qū)土壤溫度變化越劇烈，凍融作用也就越強烈。土壤溫度變化往往需要長期觀測數(shù)據(jù)，目前研究區(qū)內(nèi)缺乏這類數(shù)據(jù)，但研究發(fā)現(xiàn)土壤溫度與氣溫具有極強的相關(guān)性，因此可以利用氣溫變化數(shù)據(jù)來反映土壤溫度變化劇烈程度，本標準采用氣溫年較差表現(xiàn)氣溫變化，用于凍融侵蝕評價。⑤土壤含鹽量本標準所指土壤含鹽量的定義，引自《土壤學名詞》(第二版)，是指單位質(zhì)量土壤中所含鹽分(主要是氯鹽、硫酸鹽、碳酸鹽)的質(zhì)量。一般以鹽分占干土重的百分數(shù)表示。單位：%。土壤鹽度是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境質(zhì)量的重要土壤性質(zhì)之一。鹽度指標是指土壤鹽漬化的標志或特征。鹽在土壤中自然存在，許多鹽元素是植物必需的營養(yǎng)素。土壤中最常見的可溶KClSO42-)、碳酸氫鹽(HCO3-)和碳酸鹽(CO32-)。當土壤中的可溶性鹽離子含量上升到較高水平時，土壤被認為是鹽漬土。土壤鹽度的測量表明了土壤中的含鹽量。鹽漬土主要分布在干旱或半干旱地區(qū)，全球約有7%的土地受到高鹽度的影響。大部分土地鹽漬化是由水和(或)土壤中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+和Cl-含量較高引起的。鹽漬化可由自然過程(即原生鹽漬化)或人類活動(即次生鹽漬化)引起。自然產(chǎn)生的鹽分來自于20礦物(如石灰和石膏)的風化和含鹽地下水的長期連續(xù)排放。除了礦物風化作用外，鹽分還可以通過空氣中的鹽分沉積作用進入到土壤中。人類活動，比如灌溉，經(jīng)常改變當?shù)氐乃髂Ｊ?。由于地下水含鹽量的變化，以前非鹽化土壤會逐漸變成鹽漬化土壤。灌溉會向農(nóng)業(yè)土壤中增加可溶鹽，尤其在干旱和半干旱環(huán)境中，因為蒸發(fā)量高，同時水分不足，無法從表層土壤和根區(qū)中淋洗出可溶鹽。灌溉水質(zhì)差、可溶鹽含量升高以及土壤排水或滲透性差也可能導致鹽分在表層土壤積累。當?shù)叵滤}時，通過高蒸散后土壤中的毛管水運輸以及鹽沉淀作用，種植淺根作物的旱地地下水位也會上升，并將溶解的鹽分帶到根區(qū)或土壤表面。(3)生態(tài)格局類型評價指標的選取生態(tài)格局是生態(tài)系統(tǒng)在自然、生態(tài)、人為多重作用下的現(xiàn)實表征。生態(tài)格局影響生態(tài)過程，進而對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。本標準用6項指標表征荒漠化地區(qū)的生態(tài)格局狀況。①各類荒漠化土地面積占比本標準依據(jù)四類荒漠化土地類型，分別計算不同類型荒漠化土地面積占比，包括水蝕荒漠化土地面積占比、風蝕荒漠化土地面積占比、凍融荒漠化土地面積占比、鹽漬化土地面積占比。具體是指各類荒漠化土地在地面的投影面積占統(tǒng)計區(qū)總面積的百分比。單位：%。②生態(tài)用地面積占比生態(tài)用地面積占比可以反映森林、草地、濕地、農(nóng)田等所有自然屬性和半自然屬性的生態(tài)要素數(shù)量。本標準所指生態(tài)用地面積比的定義引自《區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價辦法(試行)》，是指評價區(qū)林地、草地、濕地、農(nóng)田、沙地等具有生態(tài)屬性的用地面積占比情況，根據(jù)人類干擾程度對各生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)屬性進行差異性分析。計算方法如下：EL=100×(有林地面積+灌木林地面積+疏林地面積+草地面積+河流面積+湖泊面積+灘涂面積+永久性冰川雪地面積+沼澤面積+沙地面積+其他林地面積*0.7+水庫面積*0.7+水田面積*0.7+旱地面積*0.5)/LA式中：EL——生態(tài)用地面積占比；LA——評價區(qū)國土面積，km2。③景觀多樣性指數(shù)20世紀80年代開始，為了測定景觀格局對生態(tài)過程的影響，需要用簡單數(shù)字描述復雜的景觀格局，因而產(chǎn)生了景觀格局指數(shù)。最初以信息論為基礎(chǔ)的優(yōu)勢度與蔓延度以及分形幾何學為基礎(chǔ)的分維數(shù)等指數(shù)來描述描述景觀格局，分析與生態(tài)過程之間的相關(guān)關(guān)系，認為優(yōu)勢度與分維數(shù)反映大尺度上的景觀格局，而蔓延度則反映小尺度上的格局，分維數(shù)還能反映人類活動的影響。隨著新學科和計算機技術(shù)的發(fā)展，提出了計算公式更復雜的孔隙度、聚合度等景觀指數(shù)。近年來，應(yīng)用在遙感領(lǐng)域，描述影像紋理特征的反差矩、角秒矩等指數(shù)越來越受到景觀生態(tài)學家青睞，用來描述景觀異質(zhì)性。景觀空間格局分析作為景觀生態(tài)學研究的重要組成部分，是研究景觀格局—生態(tài)過程相互作用的基本方法。景觀指數(shù)是生態(tài)格局分析的有力工具。生態(tài)彈性力是環(huán)境受干擾后生態(tài)系統(tǒng)的恢復能力，表征系統(tǒng)的抗干擾性，受氣候、土地覆被、土壤、地形地貌、水文等多因子影響。本標準根據(jù)土地覆被計算景觀多樣性、高生態(tài)斑塊密度，采用景觀多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度、高生態(tài)斑塊密度等反映系統(tǒng)的生態(tài)彈性力。景觀多樣性指數(shù)反映了研究區(qū)內(nèi)景觀類型的多樣化程度及其比例變化。景觀多樣性指數(shù)越高，景觀類型的多樣性越大，其生態(tài)彈性力21也大，抗干擾能力強，生態(tài)系統(tǒng)活力也就越大。該指數(shù)主要依賴于像元大小、地貌尺度和土地利用分類。運用地理信息系統(tǒng)軟件將土地利用圖柵格化，再經(jīng)景觀指數(shù)計算軟件計算可得，公式為：nH=?xPiln(Pi)ni=1式中：H——景觀多樣性指數(shù)；Pi——景觀類型i所占比例；n——區(qū)域內(nèi)景觀類型數(shù)目。(4)生態(tài)結(jié)構(gòu)類型評價指標的選取本標準所指的生態(tài)結(jié)構(gòu)包括形態(tài)和營養(yǎng)關(guān)系兩方面的內(nèi)容。1)生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)的生物種類、種群數(shù)量、種群的空間配置(水平分布、垂直分布)、種的時間變化等，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。如一個森林生態(tài)系統(tǒng)，其中動物、植物、微生物的種類，以及每一生物種類的生物數(shù)量在一定的時間內(nèi)相對穩(wěn)定。在空間結(jié)構(gòu)上，自上而下有明顯的層次現(xiàn)象，高層有喬木，中層有灌木，中下層有草本植物，地面有苔蘚、地衣類，地下有根系。2)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)各組成成分之間建立起來的營養(yǎng)關(guān)系，就構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，它是生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)流動的基礎(chǔ)。本標準用3項指標表征荒漠化地區(qū)的生態(tài)結(jié)構(gòu)狀況。①植被覆蓋指數(shù)植被覆蓋度是植被群落覆蓋地表狀況的一個綜合量化指標。它具有以下幾個方面的重要意義：植被覆蓋度是重要的生態(tài)氣候參數(shù)，許多全球及區(qū)域氣候數(shù)值模型中都需要植被覆蓋度的信息，它也是描述生態(tài)系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)；植被覆蓋度在水文生態(tài)模型研究中是一個重要參數(shù)，在全球循環(huán)的模型中需要它的時間動態(tài)與空間分布；植被覆蓋度是環(huán)境與全球變化中的一個敏感因子，從區(qū)域到全球尺度上對植被覆蓋變化進行監(jiān)測，可以為環(huán)境變化提供有用的信息。在全球和區(qū)域土地覆蓋變化監(jiān)測的很多研究中都需要定量化的植被覆蓋度信息；在考察地表植被蒸騰和土壤水分蒸發(fā)損失總量、光合作用的過程時，植被覆蓋度都是一個重要的控制因子；植被覆蓋度是水土流失的控制因子之一。植被覆蓋度的高低很大程度上決定著水土流失的強度；植被覆蓋度是評價土地退化、鹽漬化和沙漠化的有效指數(shù)。因此，可以說植被覆蓋及其變化是區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化的重要指示，對水文、生態(tài)、全球變化等都具有重要意義，而植被覆蓋度是衡量地表植被狀況的一個最重要的指標，同時它又是影響土壤侵蝕與水土流失的主要因子。植被覆蓋度是生態(tài)學的重要參數(shù)，它是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中最常用的監(jiān)測指標之一，如黃河中上游地區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查，利用植被覆蓋度等生態(tài)環(huán)境因子對黃河中上游地區(qū)的環(huán)境進行了現(xiàn)狀調(diào)查、動態(tài)研究和綜合評價。植被覆蓋度的測量方法很多，最簡單的就是目估法，但此方法主觀性太強，因而產(chǎn)生了一系列的采樣方法：樣方法、樣帶法、樣點法等，但這些方法操作不便，尤其是大區(qū)域植被覆蓋度的研究中，而且數(shù)據(jù)更新慢。遙感技術(shù)的發(fā)展，為植被覆蓋度的測量提供了一個新的發(fā)展方向，尤其是為大范圍地區(qū)的植被覆蓋度，甚至是全球的植被覆蓋度的監(jiān)測提供了可能。由遙感數(shù)據(jù)計算出的植被指數(shù)，可以直接反映地表植被的狀況。在各地表特征參數(shù)中，NDVI22(NormalizedDifferenceVegetationIndex，歸一化植被指數(shù))對植被的生長勢和生長量非常敏感，可以很好地反映地表植被的繁茂程度，在一定程度上能代表地表植被覆蓋變化。大量研究表明，NDVI與綠色生物量、葉面積指數(shù)、植物光合能力、凈初級生產(chǎn)力均有很好的相關(guān)性，廣泛用于植被覆蓋及其動態(tài)變化監(jiān)測、地表生物物理參數(shù)與氣候變化關(guān)系等方面的研究中。在植被變化研究中，常采用年或月平均NDVI的某一界限作為閾值，來排除非植被因素的影響。研究表明，生長季月平均NDVI可以更好地反映植被的年度生長態(tài)勢?；诖?，本標準中植被覆蓋度的計算方法采用《區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價辦法(試行)》中推薦的植被覆蓋指數(shù)來衡量評價區(qū)域內(nèi)植物被保護的狀態(tài)，區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價中植被覆蓋指數(shù)選擇7-9月NDVI月最大值的平均值進行分析。計算公式如下：C=Aveg×式中：C——植被覆蓋指數(shù)；Aveg——植被覆蓋指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為121.1651；Pj——評價年7-9月像元NDVI月最大值的均值，無量綱；n——區(qū)域像元數(shù)，個。②重點保護生物指數(shù)生物多樣性是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，為人類的衣、食、住、行提供了必要的物質(zhì)保障。但是，由于資源的過度開發(fā)、氣候變化、外來物種入侵、生境喪失等因素的影響，生物多樣性受到嚴重威脅，生物多樣性喪失已成為全球重大環(huán)境問題之一。生物多樣性保護，不僅關(guān)系到地球上諸多物種的存在和延續(xù)，也關(guān)系到人類自身的生死存亡。隨著全社會對生物多樣性喪失問題的日趨重視，生物多樣性保護也已成為當前國際上最為關(guān)注的熱點。我國是世界上生物多樣性最為豐富的國家之一，具有種類豐富、起源古老，多古老、孑遺種和特有種等特征，是世界上相對保存完整的古老區(qū)系之一。生物多樣性維護功能是生態(tài)系統(tǒng)在維持基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)多樣性發(fā)揮的作用，是生態(tài)系統(tǒng)提供的最主要功能之一?？偨Y(jié)已有評價方法，全國生態(tài)環(huán)境十年變化(2000-2010年)遙感調(diào)查與評估中采用棲息地不可替代指數(shù)來評價評估生態(tài)系統(tǒng)對生物多樣性保護的重要性，即在野生維管束植物和脊椎動物(包括哺乳類、鳥類、兩棲類、爬行類和魚類)中分別選擇多種指示物種或代理種，利用單物種棲息地適宜性評估方法獲取每個物種在區(qū)域的棲息地適宜性空間分布圖，最后利用累積相乘法評估出整個區(qū)域的生境質(zhì)量，進而確定生物多樣性保護極重要和較重要地區(qū)。為保護國家生態(tài)安全和提升生物多樣性保護水平，2010年我國發(fā)布了《中國生物多樣性保護戰(zhàn)略與行動計劃(2011-2030年)》，共劃定32個內(nèi)陸陸地及水域國家生物多樣性保護優(yōu)先區(qū)域，這些區(qū)域是目前中國在生物多樣性保護領(lǐng)域最全面、系統(tǒng)的優(yōu)先區(qū)，對全國生物多樣性優(yōu)先保護具有一定的指導意義，但目前劃定的優(yōu)先區(qū)面積還偏大，對于保護地網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化還缺乏很強的操作性。《行動計劃》采用的方法是通過篩選國家重要的保護對象(物種、群落和生態(tài)系統(tǒng))并對其分布和狀態(tài)進行分析，以定量化的保護目標為驅(qū)動，用MARXAN物種分布模型結(jié)合專家意見，識別我國生物多樣性優(yōu)先保護區(qū)域，通過威脅因子和保護空缺分析，以提出關(guān)鍵的保護策略與行動計劃。《行動計劃》從692種重點保護動物和1852個重點保護植物中，確定了318個優(yōu)先保護的指示物種；以1：100萬植被圖為基礎(chǔ)，提取了683種生態(tài)系統(tǒng)類型，確定了96個優(yōu)先保護的生態(tài)系統(tǒng)。建立了以物種和生態(tài)系統(tǒng)為核心的生23物多樣性數(shù)據(jù)庫。同時以生態(tài)區(qū)劃分為基礎(chǔ)，結(jié)合全國重要物種和生態(tài)系統(tǒng)的狀況分布，并Koppen-Trewatha氣候區(qū)分類等相關(guān)數(shù)據(jù)，通過MARXAN物種分布模型計算和專家審核，在全國規(guī)劃出生物多樣性優(yōu)先保護區(qū)域，總面積315萬km2，涵蓋26個省(市、自治區(qū))共984個縣(市)和196個國家級自然保護區(qū)，占國土面積的33%。實踐證明，生態(tài)區(qū)評價方法和MARXAN物種分布模型可用于生態(tài)功能區(qū)規(guī)劃等相關(guān)業(yè)務(wù)領(lǐng)域；此外，由項目產(chǎn)出的生物多樣性數(shù)據(jù)庫可進行二次或多次開發(fā)，并可廣泛用于生態(tài)環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境影響評價、保護區(qū)管理、履行公約等生物多樣性保護相關(guān)領(lǐng)域。本標準采用《區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價辦法(試行)》中推薦的重點保護生物指數(shù)來衡量評價區(qū)域內(nèi)生物物種被保護的狀態(tài)，即評價區(qū)內(nèi)列入《國家重點保護野生動物名錄》和《國家重點保護野生植物名錄》的高等植物、哺乳類、鳥類、爬行類和兩棲類的物種數(shù)。數(shù)據(jù)來源為具有經(jīng)緯度坐標的點面調(diào)查、監(jiān)測數(shù)據(jù)。計算公式：KST=AKST×AKS+13.2142式中：KSr——重點保護生物指數(shù)；AKSr——重點保護生物指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為0.1510；AKS——評價區(qū)內(nèi)列入《國家重點保護野生動物名錄》和《國家重點保護野生植物名錄》的高等植物、哺乳類、鳥類、爬行類和兩棲類的物種數(shù)，種。③植被凈初級生產(chǎn)力指數(shù)植被凈初級生產(chǎn)力指數(shù)(NetPrimaryProductivity，NPP)是指綠色植物在單位時間、單位面積內(nèi)所累積有機物數(shù)量，是由植物光合作用所產(chǎn)生的有機質(zhì)總量(GrossPrimaryProductivity，GPP)中減去自養(yǎng)呼吸(AutotrophicRespiration，RA)后的剩余部分，也稱凈第一生產(chǎn)力。植被凈初級生產(chǎn)力指數(shù)(NPP)反映的是植物固定和轉(zhuǎn)化光能為化合物的效率，數(shù)值上與植物生長、發(fā)育、繁殖等自身生命活動相關(guān)，同時也為整個生態(tài)系統(tǒng)中其他生物成員的生命活動提供了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。植被凈初級生產(chǎn)力能夠以統(tǒng)一的尺度標準來衡量區(qū)域土地利用/覆被變化過程對植被的影響程度，因此分析區(qū)域土地利用/覆被變化過程對植被凈初級生產(chǎn)力NPP的影響是土地利用/覆被變化環(huán)境效應(yīng)研究的重要組成部分。NPP作為地表碳循環(huán)的重要組成部分，不僅直接反映了植被群落在自然環(huán)境條件下的生產(chǎn)能力，表征陸地生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量狀況，而且是判定生態(tài)系統(tǒng)碳源/匯和調(diào)節(jié)生態(tài)過程的主要因子，在全球變化及碳平衡中扮演著重要的作用。凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)產(chǎn)品，采用光能利用率(GLOPEM)模型算法通過多種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)(Landsat、MODIS等)反演得到的多種尺度柵格數(shù)據(jù)產(chǎn)品，該數(shù)據(jù)也是判定和調(diào)節(jié)生態(tài)過程的主要因子。(5)生態(tài)功能類型評價指標的選取生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能可以概略地分為兩大類，一類是生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品，如為人類提供食物、工業(yè)原材料、藥品等可以商品化的功能；第二類是支撐與維持人類賴以生存的環(huán)境，如氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、水土保持、土壤肥力的更新與維持、營養(yǎng)物的循環(huán)、二氧化碳的固定等難以商品化的功能，這些主要表現(xiàn)為間接價值。24《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》(國發(fā)〔2010〕46號)中提出了限制進行大規(guī)模高強度工業(yè)化城鎮(zhèn)化開發(fā)的重點生態(tài)功能區(qū)。國家層面限制開發(fā)的重點生態(tài)功能區(qū)是指生態(tài)系統(tǒng)十分重要，關(guān)系全國或較大范圍區(qū)域的生態(tài)安全，目前生態(tài)系統(tǒng)有所退化，需要在國土空間開發(fā)中限制進行大規(guī)模高強度工業(yè)化城鎮(zhèn)化開發(fā)，以保持并提高生態(tài)產(chǎn)品供給能力的區(qū)域。國家重點生態(tài)功能區(qū)的功能定位是：保障國家生態(tài)安全的重要區(qū)域，人與自然和諧相處的示范區(qū)。經(jīng)綜合評價，國家重點生態(tài)功能區(qū)包括大小興安嶺森林生態(tài)功能區(qū)等25個地區(qū)?？偯娣e約386萬km2，占全國陸地國土面積的40.2%。國家重點生態(tài)功能區(qū)分為水源涵養(yǎng)型、水土保持型、防風固沙型和生物多樣性維護型四種類型。參照《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》，并結(jié)合荒漠化地區(qū)實際生態(tài)環(huán)境特點，本標準選擇水土保持功能、防風固沙功能等功能作為開展生態(tài)功能評價的類型，選取簡單易操作，可信性高且適用于大中尺度區(qū)域的評價方法。①水土保持指數(shù)土壤侵蝕是全球性環(huán)境問題之一，嚴重威脅國家與區(qū)域生態(tài)安全。土壤保持是生態(tài)系統(tǒng)通過其結(jié)構(gòu)與過程減少由于降水所導致的土壤侵蝕的作用，是生態(tài)系統(tǒng)重要調(diào)節(jié)服務(wù)之一。綜合國內(nèi)外相關(guān)研究，生態(tài)系統(tǒng)保持土壤的生態(tài)學機制可以概括為：①植被層截留、阻滯重新分配降水，降低降水的能量和侵蝕能力，減緩降水對土壤的沖刷；②凋落物層吸收降水、減少地表徑流，緩沖降水能量，保護土壤不受降水的直接侵蝕；③土壤層動物活動增加土壤孔隙度，提高土壤的滲透性和蓄水能力，抑制地表徑流形成，植被根系纏繞、固持土壤，提高土壤抗蝕性，從而減少土壤侵蝕。水土保持功能的評價方法采用《生態(tài)保護紅線監(jiān)管技術(shù)規(guī)范生態(tài)功能評價(試行)》中推薦的修正通用水土流失方程(RUSLE)的水土保持服務(wù)模型。水土保持功能評價的具體計算公式如下：式中：Ac——水土保持量，t/hm2.a；Ap——潛在土壤侵蝕量，t/hm2.a；Ar——實際土壤侵蝕量，t/hm2.a；R——降雨侵蝕力因子，MJ.mm/hm2.h.a；K——土壤可蝕性因子，t.hm2.h/hm2.MJ.mm；L、S——地形因子，L表示坡長因子，S表示坡度因子；C——植被覆蓋因子。生態(tài)系統(tǒng)通過其結(jié)構(gòu)和過程，改變侵蝕營力和土體抵抗力的相對大小，減少或避免土壤侵蝕發(fā)生，從而實現(xiàn)土壤資源的保護和土壤侵蝕的控制。因土壤保持無法直接量化，一般以生態(tài)系統(tǒng)減少的土壤侵蝕量(即潛在土壤侵蝕與實際土壤侵蝕的差值)來表征生態(tài)系統(tǒng)土壤保持量。土壤保持＝潛在侵蝕－實際侵蝕。潛在土壤侵蝕是氣候、土壤、地形等自然因素決定的土壤侵蝕量，即假定沒有植被保護情況下的土壤侵蝕狀況；實際土壤侵蝕則為氣候、土壤、地形、植被等因素共同決定的土壤侵蝕量，即現(xiàn)有植被覆蓋狀態(tài)下的土壤侵蝕狀況。②防風固沙指數(shù)防風固沙是生態(tài)系統(tǒng)(如森林、草地等)通過其結(jié)構(gòu)與過程減少由于風蝕所導致的土壤25侵蝕的作用，是生態(tài)系統(tǒng)提供的重要調(diào)節(jié)服務(wù)之一。防風固沙功能主要與風速、降雨、溫度、土壤、地形和植被等因素密切相關(guān)。通常以防風固沙量(潛在風蝕量與實際風蝕量的差值)作為生態(tài)系統(tǒng)防風固沙功能的評價指標。風蝕模型是防風固沙功能分析的常用技術(shù)手段，英國科學家Bagnold(1990)提出的輸沙率方程是最早的風蝕模型。隨著地理信息系統(tǒng)、遙感、模型模擬等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，基于統(tǒng)計和經(jīng)驗的風蝕模型研究也隨之發(fā)展(張國平等，1956)，相繼提出了通用風蝕方程 (WEQ)(Woodruff，1965)、基于風速廓線發(fā)育的德克薩斯侵蝕分析模型(TEAM)(Gregory，1998)、涉及人類活動因素的Bocharov模型(Bocharov，1984)、修正風蝕方程模型(RWEQ) (Fryrearetal，1998，2000)以及以過程為基礎(chǔ)的風蝕預報系統(tǒng)(WEPS)(Hagen，2004)等主要風蝕模型。國內(nèi)學者應(yīng)用風蝕模型進行了諸多的研究與探討，通過實驗提出了各自的模型(董治寶，1998)，并對塔里木河下游(程皓等，2007)、黑河下游(韓永偉等；2011)等地區(qū)的防風固沙功能進行了評價(李晶和任志遠，2011；莫宏偉等，2003)。其中，RWEQ模型充分考慮氣侯條件、植被覆蓋狀況、土壤可蝕性、土壤結(jié)皮、地表粗糙度等因素，經(jīng)過驗證，通過參數(shù)的修正和公式調(diào)整可以應(yīng)用到我國北方草地風蝕評價中，如鞏國麗等(2014)應(yīng)用RWEQ模型分析了錫林郭勒盟防風固沙服務(wù)功能的時空變化趨勢，并取得較好結(jié)果。防風固沙功能的評價方法采用《生態(tài)保護紅線監(jiān)管技術(shù)規(guī)范生態(tài)功能評價(試行)》中推薦的采用修正風蝕模型來計算防風固沙量，公式如下：SR=SL潛-SLSL=QMAX.e(z/s)2S(WFEFSCFK'C)0.3711Qmax=109.8[WFEFSCFK'C]QMAX潛=109.8[WFEFSCFK']S潛=150.71(WFEFSCFK')0.3711SR量，tkm-2a-1；SL潛——潛在風力侵蝕量，tkm-2a-1；SL——實際風力侵蝕量，tkm-2a-1；QMAX——最大轉(zhuǎn)移量，kg/m；Z——最大風蝕出現(xiàn)距離，m；WF——氣候因子，kg/m；K'——地表糙度因子；EF——土壤可蝕因子；SCF——土壤結(jié)皮因子；C——植被覆蓋因子。26③凍融侵蝕指數(shù)凍融侵蝕是高寒地區(qū)由于溫度變化，導致土體或巖石中的水分發(fā)生相變，體積發(fā)生變化，以及由于土壤或巖石不同礦物的差異脹縮，造成土體或巖石的機械破壞并在重力等作用下被搬運、遷移、堆積的整個過程。凍融侵蝕的形成過程十分復雜，其主要動力是寒凍風化和雪蝕的作用，而寒凍風化作用又存在巖石和土體的物理、化學和生物風化，其中物理風化和化學風化是凍融侵蝕最主要動力，前者表現(xiàn)為土體或巖石中水分相變引起的土體或巖石的破碎，后者則表現(xiàn)為土壤或巖石中不同礦物與水分結(jié)合后體積變化引起的土壤或巖石的破碎。而凍融侵蝕在中國分布較廣，面積較大，全國水土流失總面積356萬km2中，存在凍融侵蝕的面積就有126.89萬km2，所占比例為35.6%，占全國總面積的13.36%，青藏高原及其附近高山區(qū)是中國凍融侵蝕最集中和最強烈的區(qū)域。國內(nèi)外學者對土壤侵蝕的研究主要集中在水蝕和風蝕領(lǐng)域，而凍融侵蝕由于其復雜的形成機理和研究區(qū)惡劣的地理條件受到限制，研究相對較少。李瑞平等利用野外實驗測量數(shù)據(jù)研究了季節(jié)性凍融土壤水鹽運移特征，分析了凍融期氣溫、低溫等因子與土壤水鹽運移的關(guān)系。張立新等利用地基微波輻射計在黑河流域上游對典型地物的微波輻射進行了連續(xù)觀測，獲取了3種典型土地類型的凍融過程中2個頻率雙極化的微波輻射特征，計算和分析了土壤凍融過程中發(fā)射率和亮溫梯度的時序特征，認為土壤凍結(jié)會引起土壤發(fā)射率的變化，因而可以利用微波遙感數(shù)據(jù)獲取凍融侵蝕過程中土壤水分變化；根據(jù)凍土和融土的地表發(fā)射率不同的原理，利用AMSR-E亮溫數(shù)據(jù)產(chǎn)品計算相鄰兩日發(fā)射率變化來判斷一日之內(nèi)是否發(fā)生凍融循環(huán)過程，得到全國各年的凍融日循環(huán)天數(shù)；根據(jù)土壤水分和凍土介電常數(shù)的相關(guān)性計算一日內(nèi)凍融發(fā)生過程中土壤水分的變化，即“日相變水量”來表示凍融作用的程度。杜二計等利用探地雷達在祁連山地區(qū)進行了多年凍土的調(diào)查，認為降水量大和植被良好的地區(qū)多年凍土下界的分布海拔低，反之則高。然而大尺度凍融侵蝕區(qū)域的定量研究和分析較缺乏，主要有張建國等人在西藏和四川開展了凍融侵蝕范圍的界定和分級評價，張瑞芳等探討中國氣候環(huán)境條件中的溫度、降水對凍融作用與凍融侵蝕的影響關(guān)系，初步確定中國凍融區(qū)的總體分布，吳萬貞等對三江源地區(qū)凍融侵蝕動力進行了定性分析，李成六等對三江源保護區(qū)凍融侵蝕情況的分級研究，盛煜等對疏勒河流域上游進行了基于緯度、高程、太陽輻射的流域尺度等效高程模型、輻射調(diào)整模型和區(qū)域多年凍土分布模型的研究。已有研究表明反復的凍融過程會影響土壤的物理性質(zhì)，加快土壤侵蝕產(chǎn)沙，如王隨繼指出黃河中游皇甫川流域沉積基巖的產(chǎn)沙量主要是凍融分化作用造成，也就是說，作為黃河、長江和瀾滄江的源頭的三江源地區(qū)，其凍融侵蝕在一定程度上影響了三大河流的泥沙輸移，同時由于西高東低的地勢特點每年春季的融化過程往往容易造成洪水泛濫，嚴重威脅著