(高清版)GBT 43680-2024 生態(tài)系統(tǒng)評估 陸地生態(tài)退化評估方法

生態(tài)系統(tǒng)評估陸地生態(tài)退化評估方法2024-03-15發(fā)布國家標準化管理委員會 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4評估內(nèi)容和流程 25生態(tài)問題評估指標體系 6指標計算與評估方法 附錄A(規(guī)范性)調(diào)查與評估使用數(shù)據(jù)要求 9參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國環(huán)境管理標準化技術(shù)委員會(SAC/TC207)提出并歸口。本文件起草單位：中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心、中國標準化研究院、北京師范大學(xué)、珠江水利委員會珠江水利科學(xué)研究院、北京金河水務(wù)建設(shè)集團有限公司、中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司、山東黃河勘測設(shè)計研究院有限公司、中核大地勘察設(shè)計有限公司。1生態(tài)系統(tǒng)評估陸地生態(tài)退化評估方法本文件描述了陸地生態(tài)退化的評估方法，包括評估內(nèi)容、流程、評估指標體系、指標計算方法與評估分級。本文件適用于國家或者區(qū)域尺度的水土流失、土地沙化、石漠化、森林退化、草地退化、濕地退化等生態(tài)退化問題的評估。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。由于自然因素或人為干擾導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)進行逆向演替，處于不穩(wěn)定或失衡狀態(tài)，抗干擾能力低，逐漸演變?yōu)榱硪环N與之相適應(yīng)的低水平狀態(tài)的過程。水土流失soilerosion土壤或其他地面組成物質(zhì)在水蝕作用下，被剝蝕、破壞、分離、搬運和沉積的過程。在各種氣候條件下，由于多種原因形成地表呈現(xiàn)以沙(礫)物質(zhì)為主要特征的土地退化過程。在自然與人類活動影響下，植被遭受破壞、土地生產(chǎn)力下降、巖石裸露的過程及其現(xiàn)象。在不合理利用下，森林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生逆行演替、生產(chǎn)力不斷下降的過程。草地退化grasslanddegradation在不合理利用下，草原生態(tài)系統(tǒng)逆行演替、生產(chǎn)力下降的過程與現(xiàn)象。濕地退化wetlanddegradation由于自然環(huán)境的變化或人類活動的影響造成的濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)破壞、功能衰退、生物多樣性減2少、生產(chǎn)力下降以及濕地生產(chǎn)潛力衰退等一系列生態(tài)惡化的現(xiàn)象。4評估內(nèi)容和流程4.1評估內(nèi)容以水土流失模數(shù)數(shù)據(jù)以及數(shù)字化土壤圖中的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對各評價單元的土地水蝕強度進行分級，編制評價區(qū)水土流失強度分類分級圖；分析水土流失強度的空間分布特征，明確水土流失嚴重的區(qū)域。以植被覆蓋度為基礎(chǔ)，對評價區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的土地沙化程度進行分級，編制評價區(qū)土地沙化程度等級分布圖；分析其空間分布特征，明確土地沙化嚴重的區(qū)域。以遙感和地面調(diào)查所獲取的基巖巖性、植被覆蓋度和坡度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對各評價單元石漠化程度進行分級，編制評價區(qū)石漠化程度等級分布圖；分析其空間分布特征，明確石漠化嚴重的區(qū)域。以植被覆蓋度、地上生物量，以及同一自然地理帶內(nèi)未退化森林最大生物量等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計算森林退化指數(shù)，對各評價單元森林生態(tài)系統(tǒng)退化程度進行等級劃分，編制森林生態(tài)系統(tǒng)退化分級圖，明確森林退化嚴重區(qū)域。以草地植被覆蓋度和同一自然地理帶內(nèi)未退化的同類草地類型最大植被覆蓋度為基礎(chǔ)，計算草地退化指數(shù)，對各評價單元草地退化程度進行分級，編制評價區(qū)草地退化程度等級分布圖，明確草地退化嚴重區(qū)域。結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測資料，通過評估湖泊與水庫的富營養(yǎng)化狀況，評估濕地的退化程度，明確生態(tài)退化嚴重區(qū)域4.2評估流程生態(tài)問題評估流程如圖1所示，具體如下。a)收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。獲取評價所需的各種遙感分類與反演參數(shù)、地面調(diào)查觀測數(shù)據(jù)，以及基礎(chǔ)地理信息與環(huán)境背景數(shù)據(jù)。b)提取生態(tài)參量。在地理信息相關(guān)技術(shù)支持下，進行評價所需的水土流失、土地沙化、石漠化、森林退化、草地退化與濕地退化等各項參量提取，具體包括植被覆蓋度、地形坡度、土壤因子、巖性因子、月均降水量、沙地風(fēng)蝕地或流沙分布、基巖裸露率生物量、自然地理區(qū)內(nèi)最大森林生物量、自然地理區(qū)內(nèi)最大草地覆蓋度、主要湖泊與河流斷面的富營養(yǎng)化狀況。c)分析評價。按照附錄A規(guī)定的評價數(shù)據(jù)，評價水土流失、土地沙化、石漠化、森林退化、草地退3收集基收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提取生態(tài)參量分析評價化、濕地退化狀況，并根據(jù)各類生態(tài)問題分級標準進行等級劃分。結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)分析工具，統(tǒng)計評價不同退化程度生態(tài)系統(tǒng)面積、分布。遙感分類與反演參數(shù)地面訓(xùn)查觀測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)地理信息與環(huán)境背景數(shù)據(jù)水土流失一植被覆蓋度一巖性因子—月均降雨量土地沙化地或流沙石漠化森林退化—生物量一自然地理區(qū)內(nèi)最大森林生物量草地退化植被覆蓋度自然地理區(qū)內(nèi)最大草地覆蓋度濕地退化富營養(yǎng)化狀況水上流失程度土地沙化程度石漠化程度森林退化程度草地退化程度濕地退化程度生態(tài)退化狀況圖1評估流程圖5生態(tài)問題評估指標體系生態(tài)問題評估指標體系參數(shù)見表1。表1生態(tài)問題評估指標體系評估內(nèi)容評估指標指標描述水土流失水土流失程度計算水土流失模數(shù)，評估結(jié)果分為微度、輕度、中度、強度與劇烈5個等級土地沙化土地沙化程度結(jié)合植被覆蓋度和沙化土地狀況進行評估，評估結(jié)果分為無、輕度、中度、重度與極重度5個級別石漠化石漠化程度結(jié)合坡度、植被覆蓋度和巖性等因素進行評估，評估結(jié)果分為無、輕度、中度、重度與極重度5個等級森林退化森林退化程度以森林生物量為基礎(chǔ)計算森林退化指數(shù)，評估結(jié)果分為無、輕度、中度、重度與極重度5個等級4表1生態(tài)問題評估指標體系(續(xù))評估內(nèi)容評估指標指標描述草地退化草地退化程度以草地植被覆蓋度為基礎(chǔ)計算草地退化指數(shù)，評估結(jié)果分為無、輕度、中度、重度與極重度5個等級濕地退化濕地退化程度計算濕地富營養(yǎng)化狀況指數(shù)，評估結(jié)果分為無、輕度、中度、重度與極重度5個等級6指標計算與評估方法6.1水土流失評價水土流失模數(shù)采用通用土壤流失方程(USLE)法估算得到。USLE的計算方法見公式(1):A=R×K×LS×C×P (1)式中：A——水土流失模數(shù)；R——降雨侵蝕力因子；K——土壤可蝕性因子；LS——坡長坡度因子；C——地表植被覆蓋因子；P——土壤保持措施因子。采用水土流失模數(shù)指標評價水土流失程度，分級指標見表2。表2水土流失程度分級表級別平均侵蝕模數(shù)[t/(km2·a)]西北黃土高原區(qū)東北黑土區(qū)/北方土石山區(qū)南方紅壤丘陵區(qū)/西南土石山區(qū)微度<1000輕度200～<2500500～<2500中度2500～<5000強度5000～<15000劇烈6.2土地沙化評價植被覆蓋度利用像元二分法通過歸一化植被指數(shù)(NDVI)進行計算，具體計算方法見公式(2):5……(2)式中：F?！脖桓采w度；NDVI——歸一化植被指數(shù)，通過遙感影像近紅外波段與紅光波段的反射率來計算；NDVI——完全無植被覆蓋像元的NDVI值；NDVIg——純植被像元的NDVI值。6.2.2分級方法采用土壤風(fēng)蝕調(diào)查法，結(jié)合植被覆蓋度和沙化土地狀況來評價土地沙化程度，分級指標見表3。表3土地沙化程度分級表沙化程度主要特征無非沙化區(qū)輕度植被覆蓋度≥50%、基本無風(fēng)沙流活動的沙化土地中度植被覆蓋度30%～<50%、風(fēng)沙流活動不明顯的沙化土地重度植被覆蓋度10%～<30%、風(fēng)沙流活動明顯或流沙紋理明顯可見的沙化土地，或植被覆蓋度≥10%的風(fēng)蝕殘丘、風(fēng)蝕劣地及戈壁極重度植被覆蓋度<10%的沙化土地6.3石漠化評價6.3.1計算方法在喀斯特地區(qū)范圍內(nèi)，根據(jù)坡度、植被覆蓋度和巖性等因素的綜合特征，對各單因子對石漠化程度的影響依據(jù)表4進行賦值，然后利用地理信息系統(tǒng)的空間疊加功能，按照公式(3)進行計算，得到石漠化退化指數(shù)：RDI=3D×P×C………………(3)式中：RDI——評估區(qū)石漠化退化指數(shù)；D——評估區(qū)巖性；P評估區(qū)地形坡度；C——評估區(qū)植被覆蓋度。表4石漠化退化指數(shù)賦值表巖性植被覆蓋度C賦值埋藏性碳酸巖1次不純碳酸巖3不純碳酸巖5白云巖7灰?guī)r與白云巖P≥45°96結(jié)合石漠化退化指數(shù)(RDI)評價石漠化程度，分級指標見表5。表5石漠化程度分級表石漠化等級石漠化退化指數(shù)無輕度中度重度極重度森林退化指數(shù)(FDI)是指評價區(qū)域森林生物量和同一自然地理帶內(nèi)未退化的同一類型最大森林生物量的比值，具體計算方法見公式(4):FDI——森林退化指數(shù)；BD——森林生態(tài)系統(tǒng)生物量，通過遙感獲得…BDmx——森林生態(tài)系統(tǒng)頂級群落的生物量，運用生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測數(shù)據(jù)，或樣地調(diào)查數(shù)據(jù)。自然地理區(qū)的劃分參考中國植被分區(qū)圖及其他森林分區(qū)的成果。結(jié)合森林退化指數(shù)來評估森林的退化狀況，分級標準見表6。表6森林退化程度分級表退化等級FDI無輕度75%≤FDI<90%中度60%≤FDI<75%重度30%≤FDI<60%極重度FDI<30%草地退化指數(shù)(GDI)為評價區(qū)域草地植被覆蓋度和同一自然地理帶內(nèi)未退化的最大草地植被覆蓋7GB/T43680—2024度的比值，具體計算方法見公式(5):式中：GDI——草地退化指數(shù)；GCR——內(nèi)草地植被覆蓋度，采用植被覆蓋度評估方法中相關(guān)指數(shù)進行計算；GCRmx——處于同一自然地理帶內(nèi)未退化草地的理想植被覆蓋度或者最大植被覆蓋度。自然地理區(qū)的劃分參考中國植被分區(qū)圖及其他草地分區(qū)的成果。6.5.2分級方法采用草地退化指數(shù)(GDI)來確定草地是否退化以及退化的程度，分級指標見表7。表7草地退化程度分級表草地退化等級GDI無GDI≥90%輕度80%≤GDI<90%中度70%≤GDI<80%重度50%≤GDI<70%極重度GDI<50%6.6濕地退化6.6.1計算方法6.6.1.1富營養(yǎng)化狀況指數(shù)富營養(yǎng)化狀況指數(shù)的計算方法見公式(6):TLI(2)=≥W;×TLI(j)…(6)式中：TLI(2)——富營養(yǎng)化狀況指數(shù)；W;——第j種因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重，Wcma為0.5996,Wrp為0.1370,Wrn為0.0718,Wsn為0.0075,WcopM為0.1840;TLI(j)——第j種因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。6.6.1.2不同因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)葉綠素a、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽等不同因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)具體計算方法見公式(7)～公式(11):TLI(Chla)=10×(2.5+1.086×lnChla) (7)TLI(TP)=10×(9.436+1.624×lnTP) (8)TLI(TN)=10×(5.453+1.694×InTN) (9)TLI(SD)=10×(5.118-1.94×lnSD) (10)TLI(CODMn)=10×(0.109+2.661×InCODmn) 8式中：TLI(Chla)——葉綠素a的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Chla——葉綠素a濃度，單位為毫克每立方米(mg/m3);TLI(TP)——總磷的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；TP——總磷濃度，單位為毫克每升(mg/L);TLI(TN)——總氮的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；TN——總氮濃度，單位為毫克每升(mg/L);TLI(SD)—-透明度的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；SD——透明度濃度，單位為毫克每升(mg/L);TLI(CODmn)——高錳酸鹽的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；CODMn高錳酸鹽指數(shù)，單位為毫克每升(mg/L)。通過濕地富營養(yǎng)狀況指數(shù)和地表水水質(zhì)狀況來評估濕地退化狀況，分級指標見表8,退化程度由兩項指標中等級高的指標決定。表8濕地退化程度分級表濕地退化等級TLI(2)值地表水水質(zhì)狀況無TLI(2)<30%達到水功能區(qū)要求輕度比水功能區(qū)要求低一級中度比水功能區(qū)要求低二級重度60%≤TLI(2)<70%比水功能區(qū)要求低三級極重度TLI(2)≥70%比水功能區(qū)要求低四級9(規(guī)范性)調(diào)查與評估使用數(shù)據(jù)要求生態(tài)問題評估利用的數(shù)據(jù)包括遙感解譯獲取的評價區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型分類數(shù)據(jù)、生態(tài)遙感反演參數(shù)(按表