北方草原退化診斷與評(píng)估技術(shù)規(guī)范

1北方草原退化診斷與評(píng)估技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了天然草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷的等級(jí)，描述了天然草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷的方法、流程。本文件適用于中溫帶的溫性草原生態(tài)系統(tǒng)（主要包括草甸草原生態(tài)系統(tǒng)、典型草原生態(tài)系統(tǒng)和荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)）退化診斷的服務(wù)、科研和管理等活動(dòng)。2規(guī)范性引用文件本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1草原生態(tài)系統(tǒng)退化degradationofsteppeecosystem在自然因素與人為干擾的共同作用下，草原群落物種組成變化、生產(chǎn)力衰減和地面環(huán)境惡化，導(dǎo)致草原生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)衰退的過(guò)程與現(xiàn)象。3.2優(yōu)勢(shì)種dominantspecies原生草原群落（自然條件下的頂級(jí)草原群落）中對(duì)草原群落結(jié)構(gòu)與功能的形成具有控制作用、生物量占優(yōu)勢(shì)的物種。3.3優(yōu)良牧草high-qualityforage草原群落中，適口性好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的豆科、禾本科及其他科的雜類(lèi)草。3.4退化指示種degradation-indicatorspecies在放牧利用過(guò)程中可食性差、不可食、有毒有害等劣質(zhì)牧草，或刈割條件下受影響相對(duì)較小、或不受影響以及還可能間接獲利的草種。3.5物種豐富度speciesrichness草原群落中單位面積內(nèi)多年生草本植物物種的數(shù)目。4草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷等級(jí)4.1優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量4.1.1計(jì)算方法2群落中優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量按公式（1）計(jì)算：式中：DS——優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量，用百分比表示（%）；Bdi——被診斷群落中優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草地上生物量，單位為克每平方米（g/m2Bi——被診斷群落中多年生草本植物地上總生物量，單位為克每平方米（g/m2）。4.1.2等級(jí)劃分按下列要求診斷基于優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量的退化等級(jí)（IDSa)優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草按表A.1的規(guī)定選取；b)退化等級(jí)按表1的規(guī)定劃分。表1優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量的退化等級(jí)劃分退化等級(jí)（IDS）%12345注：DS為優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量。4.2退化指示種相對(duì)地上生物量4.2.1計(jì)算方法群落中退化指示種相對(duì)地上生物量按公式（2）計(jì)算：式中：TS——退化指示種相對(duì)地上生物量，用百分比表示（%）；Bti——被診斷群落中退化指示種地上生物量，單位為克每平方米（g/m2Bi——被診斷群落中多年生草本植物地上總生物量，單位為克每平方米（g/m2）。4.2.2等級(jí)劃分按下列要求診斷基于退化指示種相對(duì)地上生物量的退化等級(jí)（ITSa)退化指示植物名錄按表A.2的規(guī)定選??；b)退化等級(jí)按表2的規(guī)定劃分。3表2退化指示種相對(duì)地上生物量的退化等級(jí)劃分退化等級(jí)（ITS）%12345注：TS為退化指示種相對(duì)地上生物量。4.3多年生草本植物地上生物量變化率4.3.1計(jì)算方法群落多年生草本植物地上生物量變化率按公式（3）計(jì)算：式中：BR——群落多年生草本植物地上生物量變化率，用百分比表示（%）；Bi——被診斷群落多年生草本植物地上總生物量，單位為克每平方米（g/m2B0——群落多年生草本植物地上生物量基準(zhǔn)值，單位為克每平方米（g/m2）。4.3.2等級(jí)劃分按下列要求診斷基于群落多年生草本植物地上生物量變化率的退化等級(jí)。a)有對(duì)照群落時(shí)，B0值以對(duì)照群落的實(shí)測(cè)地上生物量為準(zhǔn)；無(wú)對(duì)照群落時(shí)，根據(jù)氣候適應(yīng)性評(píng)價(jià)結(jié)果，B0值選取表C.1中相應(yīng)等級(jí)的基準(zhǔn)值。b)退化等級(jí)按表3的規(guī)定劃分。表3群落多年生草本植物地上生物量變化率的退化等級(jí)劃分退化等級(jí)（IBR）%12345注：BR為群落多年生草本植物地上生物量變化率。4.4物種豐富度變化率44.4.1計(jì)算方法群落多年生植物物種豐富度變化率按公式（4）計(jì)算：式中：SR——群落多年生植物物種豐富度變化率，用百分比表示（%）；Si——被診斷群落多年生草本植物的物種豐富度，單位為種每平方米（species/m2S0——群落多年生植物物種豐富度基準(zhǔn)值，單位為種每平方米（species/m2）。4.4.2等級(jí)劃分按下列要求診斷基于群落多年生植物物種豐富度變化率的退化等級(jí)。a)有對(duì)照群落時(shí)，S0值以對(duì)照群落的實(shí)測(cè)多年生草本植物物種豐富度為準(zhǔn)；無(wú)對(duì)照群落時(shí)，S0值選取表C.2中的基準(zhǔn)值。b)退化等級(jí)按表4的規(guī)定劃分。表4群落多年生植物物種豐富度變化率的退化等級(jí)劃分退化等級(jí)（ISR）%45注：SR為群落多年生植物物種豐富度變化率。5草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷方法和流程5.1方法5.1.1野外調(diào)查草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷應(yīng)對(duì)被診斷群落及周?chē)闆r作出初步判斷；當(dāng)被診斷群落鄰近有多年未利用/輕度利用群落時(shí)，作為候選對(duì)照群落，與被診斷群落一起進(jìn)行野外調(diào)查。野外調(diào)查應(yīng)按下列要求調(diào)查、獲取群落物種組成和地上生物量數(shù)據(jù)。a)選擇能夠反映被調(diào)查區(qū)域植被和環(huán)境全貌的地段作為被診斷群落的典型地段：1)樣地面積為10m×10m，樣地的個(gè)數(shù)根據(jù)群落的環(huán)境均勻程度確定，至少選擇3個(gè)樣地；2)在樣地中心和4個(gè)角位置各選擇1個(gè)1m×1m的小樣方，測(cè)定退化指標(biāo)值。b)測(cè)定和記錄群落地上生物量高峰時(shí)的數(shù)據(jù)：1)環(huán)境因子以及重要物種生態(tài)屬性；2)樣地內(nèi)所有維管植物的種名；3)用收割法測(cè)定每個(gè)小樣方內(nèi)分種地上生物量。5.1.2退化診斷5.1.2.1應(yīng)利用野外調(diào)查獲取的數(shù)據(jù)，按下列流程判斷候選對(duì)照群落是否符合退化診斷的要求：5a)按附錄B的規(guī)定，對(duì)被診斷群落所處區(qū)域進(jìn)行氣候適應(yīng)性評(píng)價(jià)；b)按表B.1規(guī)定的氣候適應(yīng)性等級(jí)，選擇表C.1中對(duì)應(yīng)等級(jí)的基準(zhǔn)值，確定IBR等級(jí)；c)按4.1和4.2的規(guī)定，確定IDS和ITS的退化等級(jí)。符合退化診斷要求的對(duì)照群落，IDS和ITS應(yīng)同時(shí)達(dá)到輕度退化等級(jí)以上、且IBR達(dá)到未退化等級(jí)。5.1.2.2候選對(duì)照群落達(dá)到退化診斷的要求，則退化診斷有對(duì)照群落；應(yīng)選取對(duì)照群落的實(shí)測(cè)值作為基準(zhǔn)值，按5.2的流程確定被診斷群落的退化等級(jí)。候選對(duì)照群落未達(dá)到退化診斷的要求，則退化診斷無(wú)對(duì)照群落，應(yīng)選取附錄C規(guī)定的基準(zhǔn)值，按5.2的流程確定被診斷群落的退化等級(jí)。5.2流程5.2.1草甸草原生態(tài)系統(tǒng)5.2.1.1第一步應(yīng)診斷優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量（DS）和退化指示種相對(duì)地上生物量（TS）的退化等級(jí)，采取從重原則，按公式（5）計(jì)算：式中：I1——第一步退化診斷等級(jí)；IDS——優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量診斷的退化等級(jí)；ITS——退化指示種相對(duì)地上生物量診斷的退化等級(jí)。5.2.1.2第二步應(yīng)診斷群落多年生草本植物地上生物量變化率（BR）的退化等級(jí)。診斷等級(jí)重于第一步退化診斷等級(jí)時(shí)，將退化等級(jí)下調(diào)一級(jí)；診斷等級(jí)輕于第一步退化診斷等級(jí)時(shí)，將退化等級(jí)上調(diào)一級(jí)；診斷等級(jí)等于第一步退化診斷等級(jí)時(shí)，將第一步退化診斷等級(jí)作為第二步退化診斷等級(jí)。第二步退化診斷等級(jí)按公式（6）計(jì)算：式中：I2——第二步退化診斷等級(jí)；I1——第一步退化診斷等級(jí)；IBR——群落多年生草本植物地上生物量變化率診斷的退化等級(jí)。5.2.1.3第三步應(yīng)診斷物種豐富度變化率（SR）的退化等級(jí)。診斷等級(jí)重于第二步退化診斷等級(jí)時(shí)，將退化等級(jí)下調(diào)一級(jí)；診斷等級(jí)輕于/等于第二步退化診斷等級(jí)時(shí)，將第二步退化診斷等級(jí)作為第三步退化診斷等級(jí)。第三步退化診斷等級(jí)按公式（7）計(jì)算：式中：I3——第三步退化診斷等級(jí)；I2——第二步退化診斷等級(jí)；ISR——物種豐富度變化率診斷的退化等級(jí)。5.2.1.4第四步按公式（8）計(jì)算出草甸草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷的等級(jí)，即為草甸草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷的結(jié)論：6式中：I——草甸草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷的等級(jí)；I3——第三步診斷等級(jí)。5.2.2典型草原生態(tài)系統(tǒng)按5.2.1的要求作出典型草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷的結(jié)論。5.2.3荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)5.2.3.1第一步應(yīng)診斷群落多年生草本植物地上生物量變化率（BR）的退化等級(jí)，按公式（9）計(jì)算：式中：I1——第一步退化診斷等級(jí)；IBR——群落多年生草本植物地上生物量變化率診斷的退化等級(jí)。5.2.3.2第二步應(yīng)診斷優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量（DS）和退化指示種相對(duì)地上生物量（TS）的退化等級(jí)。診斷等級(jí)重于第一步退化診斷等級(jí)時(shí)，將退化等級(jí)下調(diào)一級(jí)；診斷等級(jí)輕于第一步退化診斷等級(jí)時(shí)，將退化等級(jí)上調(diào)一級(jí)；診斷等級(jí)等于第一步退化診斷等級(jí)時(shí)，將第一步退化診斷等級(jí)作為第二步退化診斷等級(jí)。按公式（10）計(jì)算：式中：I2——第二步退化診斷等級(jí)；I1——第一步退化診斷等級(jí)；IDS——優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草相對(duì)地上生物量診斷的退化等級(jí)；ITS——退化指示種相對(duì)地上生物量診斷的退化等級(jí)。5.2.3.3第三步按5.2.1.3的規(guī)定診斷物種豐富度變化率（SR）的退化等級(jí)。5.2.3.4第四步按5.2.1.4的規(guī)定診斷荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)的退化等級(jí)，即為荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷的結(jié)論。7草原生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)種、主要優(yōu)良牧草和退化指示種植物名錄表A.1、表A.2分別規(guī)定了草原生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草植物名錄、草原生態(tài)系統(tǒng)退化指示種植物名錄。表A.1草原生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)種和主要優(yōu)良牧草植物名錄優(yōu)質(zhì)牧草；其他禾本科（Gramineae）優(yōu)質(zhì)牧草；蔥屬優(yōu)質(zhì)牧草、其他禾本科優(yōu)質(zhì)牧草以及柴胡（Bupleurumssp.）、防風(fēng)（Saposhnikoviadivaricata）多根蔥（Alliumpolyrhizum）、蒙古蔥（Alliummongolicum）等蔥屬優(yōu)質(zhì)牧草、豆科優(yōu)質(zhì)牧草、表A.2草原生態(tài)系統(tǒng)退化指示種植物名錄星毛委陵菜（Potentillaacaulis）、狼毒（Stelleracham寸草薹（Carexduriuscula）、冷蒿（Artemisiafrigida）、糙隱子草（Cleistogenessquarrosa）等草原薹草（Carexliparocarpos新疆）等8草原生態(tài)系統(tǒng)氣候適應(yīng)性評(píng)價(jià)B.1基本要求草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷應(yīng)根據(jù)草原群落地上生物量受氣候波動(dòng)影響的程度，作出氣候適應(yīng)性評(píng)價(jià)，確定草原生態(tài)系統(tǒng)退化診斷的結(jié)論。B.2計(jì)算方法被診斷群落氣候適應(yīng)性評(píng)價(jià)應(yīng)按公式（B.1）計(jì)算：式中：MI——生長(zhǎng)季的相對(duì)濕潤(rùn)度；P——生長(zhǎng)季的降水量，單位為毫米（mm）；PET——生長(zhǎng)季的潛在蒸散量，用FAOPenman-Monteith方法計(jì)算，單位為毫米（mm）。[來(lái)源：GB/T20481—2017附錄B]B.3等級(jí)劃分被診斷群落氣候適應(yīng)性等級(jí)應(yīng)按下列要求劃分。a)采用鄰近氣象站點(diǎn)的相對(duì)濕潤(rùn)度平均值。b)采用百分位數(shù)法確定建站年至評(píng)估年的相對(duì)濕潤(rùn)度序列的閾值；不完整時(shí)，取最近連續(xù)三個(gè)整年代的相對(duì)濕潤(rùn)度建立時(shí)間序列。c)按表B.1的規(guī)定劃分。表B.1氣候適應(yīng)性等級(jí)劃分被診斷年生長(zhǎng)季的相對(duì)濕潤(rùn)度（MIi）1MIi2MI30＜MIi≤MI703MIi≤MI30注：MIi為被診斷年生長(zhǎng)季的相對(duì)濕潤(rùn)度，MI30、MI70分別為相對(duì)濕潤(rùn)