生态保护红线划定技术指南

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1、附件生态保护红线划定技术指南环境保护部二O五年五月1适用范围52规范性引用文件53术语和定义64生态保护红线概念、特征与管控要求75生态保护红线划定原则86生态保护红线划定技术流程97生态保护红线划定范围识别128生态保护红线划定方法139生态保护红线划定方案确定1910生态保护红线边界核定2211生态保护红线划定成果2312指南实施24附录A生态系统服务功能重要性评价方法25附录B生态敏感性评价方法36附录C生态保护红线划定报告编写大纲40附录D生态保护红线区块登记表423为贯彻落实中华人民共和国环境保护法中共中央关于全 面深化改革若干重大问题的决定和国务院关于加强环境保护 重点工作的意见,

2、指导全国生态保护红线划定工作,保障国家和 区域生态安全,制定本指南。1适用范本指南适用于中华人民共和国境内生态保护红线的划定。2规范性引用文件本指南内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用 文件,其有效版本适用于本指南。中华人民共和国环境保护法国务院关于加强环境保护重点工作的意见(国发(2011) 35号)国务院关于印发全国主体功能区规划的通知(国发 (2010) 46 号)国家环境保护“十二五规划(国发(2011) 42号)关于发布全国生态功能区划的公告(环境保护部中国科 学院公告2008年第35号)全国生态脆弱区保护规划纲要(环发(2008) 92号)中国生物多样性保护战略与行动计划

3、(2011-2030年)(环 发(2010) 106 号)关于划分国家级水土流失重点防治区的公告(水利部公告2006年第2号)国家级公益林区划界定办法(林资发(2009) 214号)第四次中国荒漠化和沙化状况公报(2011)全国海洋功能区划(2011-2020年)(国函(2012) 13号)全国生态环境十年变化(2000-2010年)调查评估报告GB/T 12343国家基本比例尺地图编绘规范GB/T 13923基础地理信息要素分类与代码IIJ/T 338饮用水水源保护区划分技术规范CH/T 9005基础地理信息数据库基本规定SL190土壤侵蚀分类分级标准3术语和定义依据全国主体功能区规划全国生

4、态功能区划和其他 相关文件,界定如下术语:重点生态功能区:指生态系统十分重要,关系全国或区域生 态安全,生态系统有所退化,需要在国土空间开发中限制进行大 规模高强度工业化城镇化开发,以保持并提高生态产品供给能力 的区域,主要类型包括水源涵养区、水土保持区、防风固沙区和 生物多样性维护区。生态敏感区:指对外界干扰和环境变化具有特殊敏感性或潜 在自然灾害影响,极易受到人为的不当开发活动影响而产生负面 生态效应的区域。生态脆弱区:指生态系统组成结构稳定性较差,抵抗外在干 5扰和维持自身稳定的能力较弱,易于发生生态退化且难以自我修 复的区域。禁止开发区:指依法设立的各级各类自然文化资源保护区 域,以及

5、其他禁止进行工业化城镇化开发、需要特殊保护的重点 生态功能区。生态安全:指在国家或区域尺度上,生态系统结构合理、功 能完善、格局稳定,并能够为人类生存和经济社会发展持续提供 生态服务的状态,是国家安全的重要组成部分。4生态保护红线概念、特征与管控要求4.1概念生态保护红线是指依法在重点生态功能区、生态环境敏感区 和脆弱区等区域划定的严格管控边界,是国家和区域生态安全的 底线。生态保护红线所包围的区域为生态保护红线区,对于维护 生态安全格局、保障生态系统功能、支撑经济社会可持续发展具 有重要作用。4.2基本特征根据生态保护红线的概念,其属性特征包括以下五个方面:(1)生态保护的关键区域:生态保护

6、红线是维系国家和区 域生态安全的底线,是支撑经济社会可持续发展的关键生态区 域。(2)空间不可替代性:生态保护红线具有显著的区域特定 性,其保护对象和空间边界相对固定。(3)经济社会支撑性:划定生态保护红线的最终目标是在7保护重要自然生态空间的同时,实现对经济社会可持续发展的生 态支撑作用。(4) 管理严格性:生态保护红线是一条不可逾越的空间保 护线,应实施最为严格的环境准入制度与管理措施。(5) 生态安全格局的基础框架:生态保护红线区是保障国 家和地方生态安全的基本空间要素,是构建生态安全格局的关键 组分。4.3管控要求生态保护红线须依据生态服务功能类型和管理严格程度实 施分类分区管理,做到

7、“一线一策。生态保护红线一旦划定, 应满足以下管控要求:(1) 性质不转换:生态保护红线区内的自然生态用地不可 转换为非生态用地,生态保护的主体对象保持相对稳定。(2) 功能不降低:生态保护红线区内的自然生态系统功能 能够持续稳定发挥,退化生态系统功能得到不断改善。(3) 面积不减少:生态保护红线区边界保持相对固定,区 域面积规模不可随意减少。(4) 责任不改变:生态保护红线区的林地、草地、湿地、 荒漠等自然生态系统按照现行行政管理体制实行分类管理,各级 地方政府和相关主管部门对红线区共同履行监管职责。5生态保护红线划定原则5.1强制性原则根据环境保护法规定,应在事关国家和区域生态安全的 8

8、重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区以及其他重要的生态 区域内,划定生态保护红线,实施严格保护。5.2合理性原则生态保护红线划定应在科学评估识别关键区域的基础上,结 合地方实际与管理可行性,合理确定国家生态保护红线方案。5.3协调性原则生态保护红线划定应与主体功能区规划、生态功能区划、土 地利用总体规划、城乡规划等区划、规划相协调,共同形成合力, 增强生态保护效果。5.4可行性原则生态保护红线划定应与经济社会发展需求和当前监管能力 相适应,预留适当的发展空间和环境容量空间,切合实际确定生 态保护红线面积规模并落到实地。5.5动态性原则生态保护红线面积可随生产力提高、生态保护能力增强逐步 优化

9、调整,不断增加生态保护红线范围。6生态保护红线划定技术流程6.1生态保护红线划定范围识别依据全国主体功能区规划全国生态功能区划全国生 态脆弱区保护规划纲要全国海洋功能区划中国生物多样性 保护战略与行动计划等国家文件和地方相关空间规划,结合经 济社会发展规划和生态环境保护规划,识别生态保护的重点区 域,确定生态保护红线划定的重点范围。6.2生态保护重要性评估依据生态保护相关规范性文件和技术方法,对生态保护区域 进行生态系统服务重要性评估和生态敏感性与脆弱性评估,明确 生态保护目标与重点,确定生态保护重要区域。6. 3生态保护红线划定方案确定对不同类型生态保护红线进行空间叠加,形成生态保护红线 建

10、议方案。根据生态保护相关法律法规与管理政策,土地利用与 经济发展现状与规划,综合分析生态保护红线划定的合理性和可 行性,最终形成生态保护红线划定方案。6.4生态保护红线边界核定根据生态保护红线划定方案,开展地面调查,明确生态保护 红线地块分布范围,勘定生态红线边界走向和实地拐点坐标,核 定生态保护红线边界。调查生态保护红线区各类基础信息,形成 生态保护红线勘测定界图,建立生态保护红线勘界文本和登记表 等。生态保护红线划定技术流程参见图lo9生态保护红线划定范围识别n生态保护重要性评估0确定生态保护红线划定方案叠加分析图1生态保护红线划定技术流程117生态保护红线划定范围识别依据中华人民共和国环

11、境保护法,生态保护红线主要在 以下生态保护区域进行划定。7.1重点生态功能区7.1.1陆地重点生态功能区陆地重点生态功能区主要包括全国主体功能区规划和全 国生态功能区划的各类重点生态功能区,具体包括水源涵养区、 水土保持区、防风固沙区、生物多样性维护区等类型。7.12海洋重点生态功能区海洋重点生态功能区主要包括海洋水产种质资源保护区、海 洋特别保护区、重要滨海湿地、特殊保护海岛、自然景观与历史 文化遗迹、珍稀濒危物种集中分布区、重要渔业水域等区域。7.2生态敏感区/脆弱区7. 2.1陆地生态敏感区/脆弱区陆地生态敏感区/脆弱区主要包括全国生态功能区划全 国主体功能区规划及全国生态脆弱区保护规划

12、纲要的各类 生态敏感区/脆弱区,具体包括水土流失敏感区、土地沙化敏感 区、石漠化敏感区、高寒生态脆弱区、干旱、半干旱生态脆弱区 等。7. 22海洋生态敏感区/脆弱区海洋生态敏感区/脆弱区主要包括海岸带自然岸线、红树林、 重要河口、重要砂质岸线和沙源保护海域、珊瑚礁及海草床等。7.3禁止开发区禁止开发区域主要包括国家级自然保护区、世界文化自然遗 产、国家级风景名胜区、国家森林公园和国家地质公园等类型。7.4其他其他未列入上述范围、但具有重要生态功能或生态环境敏 感、脆弱的区域,包括生态公益林、重要湿地和草原、极小种群 生境等。8生态保护红线划定方法8.1重点生态功能区保护红线&11水源涵养功能区

13、生态保护红线划定方法(1) 确定划定对象依据水源涵养功能区类型和特点,生态保护红线划定的主要 对象为全国主体功能区规划和全国生态功能区划确定的 重点生态功能区,以及其他具有重要水源涵养功能的区域,主要 包括以下2类:大江大河源头区和中上游其他汇水区主要分布在大小兴安岭、长白山、祁连山、阿尔泰山、陇南 山地、若尔盖湿地、三江源草原草甸湿地、南岭山地、辽东山区、 辽河源区、燕山、太行山、天山、玛曲湿地、秦巴山地、桐柏山 淮河源区、大别山、丹江口库区、罗霄山脉、黄山、天目山、三 峡库区、雅鲁藏布江源区、珠江源区、横断山脉、三江并流、东 江源区、武夷山、浙闽丘陵、两广丘陵、黔南桂北山地、云桂边 界山地

14、、桂东、粤西丘陵、海南岛中部山区等区域。重要饮用水水源地及其集水区我国重要饮用水水源地主要包括水利部关于公布全国重要 饮用水水源地名录的通知(水资源函(2011) 109号)中的第 一至第三批全国重要饮用水水源地,以及地级以上城市集中式饮 用水水源地。(2)开展水源涵养功能重要性评估针对重要江河源头区和汇水区,开展水源涵养功能重要性评 估,具体评估方法参见附录A。(3)确定生态保护红线范围依据水源涵养功能评估与分级结果,将水源涵养极重要区划 入生态保护红线。重要饮用水水源地的一、二级保护区纳入生态 保护红线。具体划定方法参照HJ/T 338执行。8. 1.2水土保持功能区生态保护红线划定方法(

15、1)确定划定对象我国重点水土保持功能区主要分布在黄土高原丘陵沟壑区、 三峡库区、大别山、西南喀斯特地区、太行山、川滇干热河谷、 湖南湘中山地、南岭山地、湘赣罗霄山地、赣江上游区、黄山、 闽东南丘陵山地、浙闽赣交界山地等区域。(2)开展水土保持功能重要性评估对上述重点区域开展水土保持功能重要性评估,具体评估方 法参见附录A。(3)确定生态保护红线范围依据水土保持功能评估与分级结果,将水土保持极重要区划 入生态保护红线。8. 1.3防风固沙功能区生态保护红线划定方法(1) 确定划定对象我国重点防风固沙功能区主要分布于塔里木河流域、阿尔金 山、呼伦贝尔草原、科尔沁沙地、浑善达克沙地、阴山北麓、阿 拉

16、善高原、毛乌素沙地等区域。(2) 开展防风固沙功能重要性评估对上述重点区域开展防风固沙功能重要性评估,具体评估方 法参见附录A。(3) 确定生态保护红线范围依据防风固沙功能评估与分级结果,将防风固沙极重要区划 入生态保护红线。8. 1.4生物多样性维护区生态保护红线划定方法(1) 确定划定对象生态保护红线划定的主要对象为国家主体功能区规划和全 国生态功能区划、生物多样性保护战略与行动计划确定的重点生 物多样性维护功能区,以及其他具有重要生物多样性保护功能的 区域,主要包括2类:重点生物多样性维护功能区我国重点生物多样性维护功能区主要分布在三江平原湿地、 长白山地、大小兴安岭、呼伦贝尔草原、锡林

17、郭勒草原、天山- 准嚼尔盆地西南段、塔里木河流域荒漠区、阿尔泰山、阿尔金山、 祁连山、西鄂尔多斯一贺兰山一阴山、太行山、羌塘高寒荒漠草 原、三江源、藏东南山地、川滇森林区、武陵山地、秦巴山地、 浙闽赣交界山区、南岭地区、海南岛中南部山区、东南沿海红树 林区、西双版纳、桂西黔南地区、辽河三角洲湿地、黄河三角洲 湿地、苏北滩涂湿地等生物多样性丰富区。其他重要保护物种分布地指目前尚未纳入自然保护区的重要保护物种(主要包括国家 一、二级保护动植物)、极小种群及其生境。(2)开展生物多样性保护功能重要性评价对上述重点生物多样性维护区开展生物多样性保护功能重 要性评估,具体划定方法见附录A。(3)确定生态

18、保护红线范围依据生物多样性保护功能评估与分级结果,将生物多样性极 重要区划入生态保护红线。针对尚未纳入自然保护区的国家一、 二级保护动植物、极小种群以及未纳入保护名录的其他珍稀濒危 物种,采用物种分布模型预测可能分布范围,结合物种实际分布 情况最终划定确保物种长期存活的保护红线。8. 1.5海洋重点生态功能区保护红线划定方法海洋重点生态功能区保护红线的划定对象和划定方法参照 海洋生态保护红线划定相关技术规范执行。8.2生态敏感区/脆弱区保护红线由于生态敏感区和生态脆弱区的空间重叠性较大,且面临共 同生态问题(土地沙化、水土流失、石漠化等),因此,本指南 通过开展生态敏感性评估,提出生态敏感区/

19、脆弱区保护红线划 定方法。8. 2.1水土流失敏感区生态保护红线划定方法(1)确定划定对象水土流失敏感区主要分布在黄土高原丘陵沟壑区、西南横断 17山地、东南山地丘陵、天山山地等土壤侵蚀敏感区,西南山地农 林牧交错带、南方红壤山地丘陵区,以及其他水土流失重点预防 保护区。(2) 开展水土流失敏感性评估对上述重点区域开展水土流失敏感性评估,具体评估方法参 见附录B。(3) 确定生态保护红线范围依据水土流失敏感性评估与分级结果,将极敏感区划入生态 保护红线。水土流失重点预防保护区中水土流失潜在危险较大的 区域也应划入生态保护红线。8. 2.2 土地沙化敏感区生态保护红线划定方法(1) 确定划定对象

20、土地沙化敏感区主要分布在古尔班通古特、塔克拉玛干、腾 格里、乌兰布和等沙漠边缘,黑河中下游、毛乌素沙地、阴山北 麓-浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地等区域,以及东 北林草交错带区、北方农牧交错区、西北荒漠绿洲交错区等区域。(2) 开展土地沙化敏感性评估对上述重点区域开展土地沙化敏感性评估,具体评估方法参 见附录B。(3) 确定生态保护红线范围依据土地沙化敏感性评估与分级结果,将极敏感区划入生态 保护红线。宜林宜草沙化土地治理区、主要沙漠和沙地边缘也应 划入生态保护红线。& 2.3石漠化敏感区生态保护红线划定方法(1) 确定划定对象石漠化敏感区主要分布在西南喀斯特岩溶地区,范围涉及贵 州全

21、境、广西西部、云南东部、重庆西南部、四川南部以及湖南、 湖北两省西部等地区。(2) 开展石漠化敏感性评估对上述重点区域开展石漠化敏感性评估,具体评估方法参见 附录B。(3) 确定生态保护红线范围依据石漠化敏感性评估与分级结果,将极敏感区划入生态保 护红线。全国岩溶地区石漠化综合治理区的重点区域可纳入生态 保护红线。8. 2.4海洋生态敏感区/脆弱区保护红线海洋生态敏感区/脆弱区保护红线的划定对象和划定方法参 照海洋生态保护红线划定相关技术规范执行。&3禁止开发区生态保护红线自然保护区原则上全部纳入生态保护红线,对面积较大的自 然保护区,其实验区根据生态保护重要性评估结果确定纳入生态 保护红线的

22、具体区域范围。其他类型的禁止开发区,根据生态保护重要性评估结果并结 合内部管理分区,综合确定纳入生态保护红线的具体区域范围。&4其他生态保护红线对于上述区域以外的其他具有重要生态功能,以及生态极敏 感/极脆弱的地区,各地可自行制定原则与方法,结合地方实际综合划定生态保护红线。9生态保护红线划定方案确定在生态保护重要性评估的基础上,通过叠加分析和综合制 图,形成生态保护红线划定建议方案,并充分与主体功能区规划、 生态功能区划、土地利用总体规划、戒乡规划等区划、规划相衔 接,最终确定生态保护红线划定方案。9.1叠加分析采用地理信息系统空间分析技术,在统一空间参考系统下, 对划定的重点生态功能区保护

23、红线、生态敏感区/脆弱区保护红 线、禁止开发区保护红线进行空间叠加与综合分析,形成包含各 类红线的空间分布图。当两种以上生态保护红线类型重叠时,须 进一步明确主导生态功能和辅助生态功能。9.2综合制图生态保护红线制图是开展边界核定的基本前提和依据。以基 础年的高精度遥感影像和土地利用数据为底图,将评估结果图与 底图进行叠合,釆用地理信息系统软件进行图斑聚合处理,扣除 独立细小图斑和人工用地。为保证生态保护红线区生态完整性和 连续性,红线斑块最小上图面积原则为1 km2o根据实际土地利 用类型和影像地物分布进行遥感判读与补充勾绘,调整生态保护 红线界线,形成边界清晰、切合实际、生态完整性好的生态

24、保护 红线分布图。9. 2.1数据准备与资料收集(1)专题图件1:1万(或1:5万、1:10万)国家基本比例尺地形图、土地 调查及变更数据、基本农田界线图、国家基础地理信息数据库; 有明确边界的保护地分布矢量图(自然保护区、风景名胜区、森 林公园、生态公益林、饮用水水源保护区等)。(2)遥感影像指数字正射影像图(简称DOM),包括高分辨率卫星遥感DOM (如快鸟(QuickBird)资源3号、高分1号、高分2号(GFT、 GF-2)等)或航空DOM,影像空间分辨率在5m以内。(3)相关规划和区划主体功能区规划、土地利用规划、生态功能区划、环境功能 区划、环境保护专项规划、自然保护区发展规划、资

25、源开发规划、 旅游发展规划等。9. 2. 2数据预处理(1)数据聚合利用地理信息系统软件将生态系统服务重要性和生态敏感性评估数据转换为Shape格式,通过聚合工具将相对聚集或邻近 的图斑聚合为相对完整连片图斑,聚合距离为250m,最小孔洞 大小为lkm2o各行政区可根据图斑的破碎化程度和行政区面积适 当调整聚合的距离。(2)破碎斑块扣除一般将评估所得的面积在lkn?以下的独立图斑删除(若细小 斑块为重要物种栖息地或其他具有重要生态保护价值的区域须 予以保留),减少红线区的破碎化程度。独立图斑删除的面积阈值可根据评估结果和行政区面积大小进行适当调整。(3) 人工用地剔除根据土地利用现状图和规划图

26、等资料,扣除聚合后图斑内的 大型建设用地和集中连片农田。其中,建设用地重点考虑城镇、 工业开发、矿产开发等类型(扣除在产大规模釆矿用地,对于废 弃的采矿用地根据保持生态完整性需要,可予以保留并进行生态 修复)。为了保持生态保护红线区完整性,面积较小的村庄、农 田、釆矿废弃地等地块可予以保留,单个生态保护红线区块内的 可保留人工用地面积比例原则上不超过5%。9. 2. 3边界调整与确定对于经过上述处理后,仍较为破碎的红线区,可根据高分辨 率DOM影像和土地调查数据,釆用人机交互方式,补充勾绘出红 线区。对于一些暂时无法确定的未知类型,先进行标记,再通过 实地勘查进行确认,并根据调查结果确定斑块的

27、最终边界。9. 2.4专题件制作生态保护红线图件制作要求在地理信息系统软件下数字化成图,采用地图学规范方法表示,层次清晰,图式、图例、注记 齐全。底图应包括行政区域界线、地表主要水系、水库、湖泊、 交通线路、重要城镇等要素。9.3红线命名生态保护红线可采取分层次命名的方法。对于区域性生态保护红线,采取“自然地理单元+生态保护 红线区”的命名方式,如“燕山生态保护红线区对于具体生态保护红线地块,采取“自然地理单元+主导生 态功能+红线区的命名方式,如,“科尔沁沙地防风固沙红线区”。 当生态保护红线区兼具两种以上重要生态功能时,命名中采取 “主导生态功能+辅助生态功能”的命名方式,如“秦岭水源涵

28、养、生物多样性功能保护红线区。10生态保护红线边界核定10.1边界核定原则(1)与土地利用、城乡建设现状及规划、区域生态保护相 关规划相协调;(2)红线斑块连续成片,尽可能避免破碎化,有利于实际 管理;(3)尽可能保持已建各类保护区边界,与各部门管理边界 相衔接;(4)结合山脉、河流、地貌单元、植被等要素保留自然地 理边界,保持森林、草地、湿地、荒漠等生态系统的完整性。10.2边界核定与基础信息采集10. 21地面勘查根据生态保护红线分布图开展实地勘查,调查生态保护红线 区各类基础信息,进一步查明图上难以明确界定或具有争议的生 态保护红线区块边界走向,确定红线边界拐点地理坐标。生态保护红线区须

29、调查与收集以下特征信息:(1)分布、面积与范围:包括所处行政区域和地理位置, 红线区面积(以公顷为单位表示)、红线区拐点坐标等。(2)自然环境状况:包括自然地理特征和自然资源状况、 生态系统类型等。(3)经济社会状况:包括区内人口、社区数量与分布、土 地利用状况与权属、所在区域经济发展水平、产业类型、产业结 构与布局,以及其他人类活动特征等。(4)主要生态问题:包括现存的主要生态问题、潜在的生态风险、社会经济问题及其成因。(5)管控措施:包括生态保护红线区内的禁止和限制行为, 为保护和改善生态系统服务功能需开展的恢复治理措施等。10. 2. 2定界成根据生态保护红线地面勘查结果,在图上修正生态

30、保护红线 区块边界,形成生态保护红线勘测定界图。11生态保护红线划定成果生态保护红线划定成果包括图件、文本与登记表。11.1生态保护红线生态保护红线图件数据采用2000国家大地坐标系统,1985 国家高程基准;国家层面基本比例尺为1:25万,省级层面基本比例尺不小于1: 5万,勘测定界图基本比例尺与当地土地利用图件保持一致。生态保护红线图件应包括但不限于:(1)生态系统服务重要性评估系列图(2)生态敏感性评估系列图(3)不同类型生态保护红线分布图(4)生态保护红线分布总图(5)生态保护红线区土地利用现状图11.2生态保护红线文本以文字报告形式表述生态保护红线划定的主要内容,具体内 容参见附录C

31、。11.3生态保护红线区块登记表生态保护红线区块登记表是文本的配套材料,与文本具有同 等效力。登记表内容应涵盖地面勘查所得的生态保护红线区各类 基础信息与专题信息,满足管理需求。登记表格式参见附录D。12指南实施本指南由环境保护部负责解释。本指南自发布之日起实施,国家生态保护红线-生态功能红 线划定技术指南(试行)(环发(2014) 10号)同时废止。25#附录A生态系统服务功能重要性评价方法根据不同类型重点生态功能区的主要服务功能,开展生态系统服务重要性评 价与等级划分,评价内容包括水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性保护 等,将高等级生态系统服务重要区纳入生态保沪红线。目前生态系统服务

32、功能采 用的评价方法主要有模型评价法和NPP定量指标评价法,其中,模型评价法所需 参数较多,对数据需求量较大,准确度较高;定量指标法以NPP数据为主,参数 较少,操作较为简单,但其适用范围具有地域哇。因此,在评价过程中,各地可 根据本行政区实际情况选择使用上述评价方法,为提高评价结论的准确性以及与 实地的相符性,评价方法的参数选取、数据精度等方面可在评价过程进行适当调 整和细化,且评价结果还需与实地观测、调查结果进一步结合。A.1模型评价方法A. 1.1数据准备搜集与重点生态功能区相关的各种专题图件与数据,包括植被类型、土壤厲 性、土地利用、地形以及长时间序列的NDVI、气象数据(气温、降水、

33、太阳总 辐射量)等,完成生态系统服务评价前的数据准备工作。A.1.2水源涵养功能重要性评价水源涵养是生态系统(如森林、草地等)通过其特有的结构与水相互作用, 对降水进行截留、渗透、蓄积,并通过蒸散发实现对水流、水循环的调控,主要 表现在缓和地表径流、补充地下水、减缓河流流量的季节波动、滞洪补枯、保证 水质等方面。以水源涵养量作为生态系统水源涵养功能的评价指标。采用基于降水和蒸散的水量分解模型法进行评价。WY=P-ET电+哼式中:IfY为水源涵养量,作为水源涵养服务能力的代用指标;尸为多年平均年降水量,疋厂为蒸散量,化7为多年平均潜在蒸发量;3为下垫面(土地覆盖影响系数,依据土地利用类型取值(表

34、A1)。该方法采用了高度概化的地表覆盖 因子,因此,需要对评价结果做不确定性分析知参数敏感性分析,以确保结果的 可靠性。表A1水源涵养功能重要性评价参数3参考取值土地利用类型耕地高擾盖林地低覆盖林地灌丛草地人工 用地其他3取值0.52110.50. 10. 1注:高覆盖林地为覆盖度30%,低覆盖林地为覆盖度30%A. 1.3水土保持功能重要性评价水土保持是生态系统(如森林、草地等)通过其结构与过程减少由于水蚀所导致的土壤侵蚀的作用,是生态系统提供的重要调节服务之一。水土保持功能主 要与气候、土壤、地形和植被有关。以土壤保持量,即潜在土壤侵蚀量与实际土 壤侵蚀量的差值,作为生态系统水土保持功能的

35、评价指标。采用修正自通用水土流失方程(USLE)的水土保持服务模型开展评价。模型结构:Ac = Ap - A, = RX KX LXSX (- C)式中:几为土壤保持量,为潜在土壤侵蚀量,仏为实际土壤侵蚀量,R为 降水因子,斤为土壤侵蚀因子,L、S为地形因子,Q为植被覆盖因子。斤一降水因子式中:厶为月均降水量,厂为年均降水量,0= 0.3589,1.9462o斤一 土壤侵蚀因子K = fz X fgi Xf叶 X fhz f - 0. 2 # 0. 3 exp -0. 0256 ms (1 -zzzsj7r/100) ft J-gi = msil t/(mc + msil t) 0 3 f“c

36、 =1-0. 25orgC / orgC + ep(3. 72 - 2. 95 orgC)fz = 1-0.7(1-躺/100)/(1-躺/100)+哪-5.51+22.9(1-加/100)式中;为土壤粗砂含量,msi 11为土壤粉砂含量,加?为土壤粘粒含量,0207为有机碳含量。L、S-地形因子L = ( 4/22. 13)S = 10. 8s:n o + 0.03V5S = 16. 8sjn 0. 55 W 10S = 21.91s加 0.96 B 3 10式中:久为坡长(ni),加为坡长指数,为坡度()。A. 14防风固沙功能重要性评价防风固沙是生态系统(如森林、草地等)通过其结构与过程

37、减少由于风蚀所 导致的土壤侵蚀的作用,是生态系统提供的重要调节服齐之一。防风固沙功能主 要与风速、降雨、温度、土壤、地形和植被等因素密切相关。以固沙量(潜在风 蚀量与实际风蚀量的差值)和固沙率(固沙量与潜在风蚀量的比值,即生态系统 固定风蚀量的比例),作为生态系统防风固沙功能的评价指标。采用修正风蚀方程(Revised Wind Erosion Equation, RWEQ)计算固沙量、 固沙率,主要考虑风速、降雨、温度、土壤质地、地形以及植被覆盖对土壤侵蚀 以及水土保持的影响。SR =SLRk=SR/Sl 潜27#S厂S = 150.71 (MF X EF X SCF x K x C)-03

38、711 缢=109.8呼FxEFxSCFxZCOmaxiW = 109.8F xEF X SCF xKS潜二 15 0.71 (F xEFx SCF x K )_0 3711其中,iSR为固沙量(t kiir3 a1);忌为固沙率;S厶寿为潜在风力侵蚀量(t kiir2a1); Sz为实际土壤侵蚀量(tkm-2 a1);0M4X为最大转移量(kg/m);二为最大风蚀出现距离(m); MF为气候侵蚀因 子(kg/m); K为地表糙度因子;EF为土壤侵蚀因子;SCF为土壤结皮因子;C 为植被覆盖因子。(1)气象因子WFWF =於 x 朋 x SDg式中,WF为气象因子,单位为kg/m, 12个月F

39、总和得到多年年均WF; 砂为各月多年平均风力因子,单位为(m* p为空气密度,单位为kg/m3; g为 重力加速度,单位为m/Q; SW为各月多年平均土壤湿度因子,无量纲;SD为雪 盖因子,无量纲。(2)土壤可蚀因子EFEF值以如下方程加以计算。29.09 + 0.31sa + 0.17si + 0.33(sa/cl)-2.59OM -0.95caco3 100式中,sa为土壤粗砂含量(); si为土壤粉砂含量(); c/为土壤粘粒含 量(); OM为土壤有机质含量(); CUCO3为碳酸钙含量(),可不予考虑, 其值取0。(3)土壤结皮因子SCF土壤结皮因子SCF的定量方程:SCF =1 +

40、 0.0066(d)2 + Q.Q21(OMy式中,d为土壤粘粒含量(); OM为土壤有机质含量()。(4)植被覆盖因子C不同植被类型的防风固沙效果不同,研究将植被分为林地、灌丛、草地、农 田、裸地和沙漠六个植被类型,根据不同的系数计算各植被覆盖因子C值:C =严式中,SC为植被覆盖度(),由毎年36期植被覆盖数据的最大值平均计算而 得年均植被覆盖度为不同植被类型的系数,分别为:林地01535,草地-0.1151, 灌丛-0.0921,裸地-0.0768,沙地-0.0658,农田0.0438。(5)地表糙度因子疋地表糙度因子K的计算见如下公式。K,_ e(1.86K,-?41K:9-0.127

41、 Cr ) 0.2x1rL在上述公式中,K为土垄糙度,以sinith-carson方程加以计算,单位cm;C?7为随机糙度因子,一般取0,单位cm;厶为地势起伏参数;AH为距离厶范 围内的海拔高程差,在GIS软件中使用Neighborhood statistics匚具计算DEM数 据相邻单元格地形起伏差值获得。(6)固沙率Rk固沙率尺匕固沙量与潜在风蚀量的比值,即生态系统固定风蚀量的比例, 体现了生态系统固沙作用。RkA. 1. 5生物多样性保护功能重要性评价生物多样性保护功能是生态系统(如森林、草地、湿地、荒漠等)在维持基 因、物种、生态系统多样性发挥的作用,是生态系统提供的最主要功能之一。

42、生 物多样性保护功能与珍稀濒危和特有动植物的分布丰富程度密切相关,主要以国 家一、二级保护物种和其他具有重要保护价值的物种作为生物多样性保护功能的 评价指标。以国家一、二级保护物种和其他具有重要保护价值的物种为保护目标,全 面收集区域动植物多样性和环境资源数据,建立物种分布数据库。根据关键 物种分布点的环境信息和背景信息,应用物种分布模型(Species distribution models, SDMs)量化物种对环境的依赖关系,从而预测任何一 点某物种分布的概率,结合关键物种的实际分布范围最终划定确保物种长期 存活的保护红线。(1)物种分布数据库物种分布数据库是以物种名、经纬度和调查时间为

43、核心信息的数据库。物种 名分为中文名和拉丁名两个字段;经纬度字段以度为单位,保留小数点后5位数 字,并记录数据精度,野外调查中通过GPS记录的数据精度一般在十几米,根据 地名信息(县名、乡镇名、河流、山脉等)匹配的经纬度精度一般在几公里至几 十公里;时间字段为年(如1998, 2005等),记录日期与时间、调查的时间阶段 等信息。此外,可增加备注字段(memo),记录任何相关信息(该字段不限长度)。 各数据来源 碉查人 文献等)应记录在数据库中。数据库软件可釆用MSAccesSo(2)利用物种分布模型预测物种的分布建立物种分布的数据库后,配合环境变量,即可应用物种分布模型预测物种 的分布。 环

44、境变量每个环境变量以GIS图层的形式储存和管理,范围覆盖整个中国。对于空问 范围超过1000万平方公里的分析,精度为1平方公里的栅格数据是最常用的。常用的环境变量有:地形地貌变量:海拔、坡度、坡向、破碎度;地表类型变量:土地利用类型、植被、生态区、地质类型、土壤类型、湿地 类型;气候变量:年均温、年总降水、温度的季节变异、降水的季节变异、最低温、 最高温、1月的最低温、1月的均温、1月的总降水、7月的最高温、7月的均温、 7月的总降水、年温度变化范国、干燥度、辐射强度;人文、生态等指标:初级生产力(NDVI)、生物量、GDP、人口密度、人类足 迹指数、道路密度、乡镇密度、河流密度、土壤厚度、土

45、壤N含量、土壤C含量 等。 物种分布模型常用的物种分布模型主要包括回归模型、分类树和混合大量简单模型的神经 网络、随机森林等。其中逻辑斯蒂回归是最为简单、应用最广的模型。机器学习 类复杂模型(如随机森林、神经网络、Maxent等)的预测精度较高,在近年来 应用较多。逻辑斯蒂回归是广义线性模型(Generalized Linear Models,简称GLM) 的一种形式。广义线性模型是一般线性模型的扩展,允许因变量为二项分布、泊 松分布等离散型的分布;而一般线性模型要求因变量为连续变量,而且其残差为 正态分布。因此广义线性模型比一般线性模型有更广泛的应用。大多数统计软件 在运行广义线性模型时,都

46、可以应用逐步回归,依据模型拟合优度的统计量 Akaike Information Criterioin (AIC)或 Bayesian Information Criteria (BIC) 去除冗余变量,减少共线性。随机森林(Random Forest,简称RF)应用Breiman的随机森林算法,通过 对大量的分类树的计算来进行分类和回归。随机森林把一组解释变量的值(一个 向量)输入森林中的毎棵分类树中,每棵树都给出这个向量的分类结果(例如物 种存在还是不存在)。随机森林对所有的树的分类结果进行打分,并选择得分最 高的分类树。整个算法包括树的生长阶段和投票选择阶段。随机森林在树的构建 过程中,

47、随机地从源数据集获取训练集,随机地选择训练集的变量,因此和其它 树分类器的工作原理完全不同。随机森林构建的组合树的误差率更加小且稳定。 预测分布范围物种的每个分布点都对应着环境变量的信息,如海拔1500米,植被类型为 灌丛,人口密度为5人/平方公里,等等。根据物种分布点的环境信息和背景信 息(整个区域),物种分布模型可以量化物种对环境的依赖关系,从而预测任何 一点(该点必须有环境变量的信息)物种分布的概率。一般可随机选择地点预测物种分布的概率,也可以系统地按照0.2度的间隔 在全国选择预测点(如动物红线划分中选择23953个),预测物种在这些预测点 的分布概率。有两种物种分布模型(即Maxen

48、t和GARP)直接调用环境变量的GIS 图层,并生成预测图层,所以不需要选择预测点。在生成23953点表示物种分布 的概率后,可以通过几个途径划出等值线。例如,GIS的空间插值法可以生成等 值线图,等值线取值范围在0-1之间,代表了物种分布的概率,或者生境适宜度。由于很多物种分布数据只能精确到县级行政单元,一定程度上限制了本方法 的精度,因此,釆用物种分布模型评价后结果还需结合物种分布的实地调查结果 进一步核定。A. 2 NPP定量指标评价方法A. 2.1数据准备生态系统净初级生产力(NPP)可基于CA光能利用率模型计算。CASA模 型认为NPP由植物光合作用与其对光能利用率的大小共同决定。所

49、以,CASA模 型中NPP的估算可以由植物的光合有效辐射(APAR)和实际光能利用率( )两 个因子来表示,其估算公式如下:NPPgt) = APAR (x,f) x (x,t)式中,APAR(x,表示像元x在丁月吸收的光合有效辐射(g C* m month *), &比上丿表示像元*在月的实际光能利用率(g C-MDo(1) APAR的估算APAR的值由植被所能吸收的太阳有效辐射和植被对入射光合有效辐射的吸 收比例来确定。APAR (x9t) =x FPAR (x,f) x0.5式中:SOLgf)表示f月在像元才处的太阳总辐射量,FPAR(x,t)植被层对 入射光合有效辐射的吸收比例,常数0

50、.5表示植被所能利用的太阳有效辐射占太 阳总辐射的比例。(2) FPAR的估算由于在一定范围内,加斤与NDVI之间存在着线性关系,这一关系可以根据 某一植被类型NDVI的最大值和最小值以及所对应的砒斤最大值和最小值来确 定OFPAR =式中:NDVIg和用刃Z*分别对应第,种植被类型的NDVI最大和最小值o 砒斤与比值植被指数(SQ也存在着较好的线性关系,可由以下公式表示:FMR)=治、X(FMFg-FPARFPARvA.max i.nun 丿式中,砒心和彤ML的取值与植被类型无关,分别为0.001和0. 95; SR 和皿分别对应第,种植被类型NDVI的95%和5%下侧百分位数,SR(x,t

51、)由以 下公式表示:通过对FPAR-NDVI和FPAR-SR所估算结果的比较发现,由NDVI所估算的切斤 比实测值高,而由必所估算的加斤则低于实测值,但其误差小于直接由NDVI 所估算的结果,因此可将二者结合起来,取其加权平均或平均值作为估算砒斤 的估算值:FRAR(x.t) = aFRRyj + oc)FPARsr(3) 光能利用率的估算光能利用率是在一定时期单位面积上生产的干物质中所包含的化学潜能与 同一时间投射到该面积上的光合有效辐射能之比。环境因子如气温、土壤水分状 况以及大气水汽压差等会通过影响植物的光合能力从而调节植被的NPP。w(x,0 = Tel (x,0 x 7;2(x,0

52、x Wt (x,0 x j式中:和匕力表示低温和高温对光能利用率的胁迫作用;wt 丿为水分胁迫影响系数,反映水分条件的影响;是理想条件下的最大光33能利用率(g C/MJ)0(4) 温度胁迫因子的估算温度胁迫因子TfI(x,t)的估算:反映在低温和高温时植物通过内在生化作用 限制光合作用而降低第一性生产力。Tel(x.t) = 0.8 + 0.02 x0.0005 x7/x;2式中:T叭(x)为植物生长的最适温度,定义为某一区域一年内NDVI值达到 最高时的当月平均气温(C);当某一月平均温度小于或等于-10时,其值取0。 5(x,l)的估算:表示环境温度从最适温度7;和3向高温或低温变化时植

53、物光能 利用率逐渐变小的趋势,这是因为低温和高温时高的呼吸消耗必将会降低光能利 用率,生长在偏离最适温度的条件下,其光能利用率也一定会降低。7;2(x,r) = 1.184/(1 + exp0.2 x (心(天)-10 - T (x, f)xl/l + exp0.3x (-Topt (a)-10 + T (x,f)当某一月平均温度T(x,t)比最适温度几:高l(rc或低13时,该月的 2(x,t)值等于月平均温度T(x,t)为最适温度乙Q时5(x,t)值的一半。(5) 水分胁迫因子的估算水分胁迫影响系数(xf t)反映了植物所能利用的有效水分条件对光能利 用率的影响,随着环境中有效水分的增加n

54、逐渐增大,它的取值范围为 0.5(在极端干旱条件下)到1(非常湿润条件下)。We (x,t) = 0.5 +0.5 X EETgty EPT(x,t)式中:位7为区域实际蒸散量(mm); 厂为区域潜在蒸散量(伽)(6) 最大光能利用率的确定月最大光能利用率心的取值因不同的植被类型而有所不同,在CASA模型 中全球植被的最大光能利用率为0. 389 g CMJ。全国尺度上利用CASA模型计算NPP时主要采用M0DIS250米每16天合成的 NDVI数据产品和反射率数据产品,以及M0DIS1千米每8天合成的陆地表面温度 (LST)数据产品,并利用气象站点太阳辐射量数据作为遥感估测模型的补充,通 过

55、克里金插值得到250米分辨率日照时数数据,以实现NPP估算由点向面的推演 和扩展。在数据条件允许的情况下,可使用更高时空分辨率数据进行计算。A.2.2水源涵养功能重要性评价33 以生态系统水源涵养服务能力指数作为评价指标,计算公式为:WR-NPPjF/FpMQ-F)式中:”斤为生态系统水源涵养服务能力指数;用吧z为评价区域多年生态系 统净初级生产力平均值;尺/。为根据最大最小值法归一化到0-1之间的评价区域 坡度栅格图(利用地理信息系统软件,由DEM计算得出);代为土壤渗流能力因 子,根据土壤质地类型由粘土到砂土分别在0-1之间均等赋值得到,砂土为1; 代疋由多年(大于30年)平均年降水量数据

56、插值并归一化到01之间。A. 23水土保持功能重要性评价以生态系统水土保持服务能力指数作为评价指标,计算公式为:S十NPPxH心嘔)式中:S”。为水土保持服务能力指数;NPPz和/含义与计算方法同上;K 为土壤可蚀性因子。本方法强调绿色植被、地形因子和土壤结构因子在水土保持 中的作用,简便易行(与通用水土流失方程相比),可定量揭示生态系统水土保 持服务能力的基本空间格局,比较适用于大尺度区域的快速评估。A.2. 4防风固沙功能重要性评价以生态系统防风固沙服务能力指数作为评价指标,计算公式为:以严 NPPgXlF/DETR F;etrxdTZ? = 0.19x(20+7;)2x(1-7;)AT

57、= 0.2+ 03 exp00256S4N(l -SIL100)x#SILCLA+SIL)03x1.0-0.25CC + exp(3.72259C)1.0-0.7SIL(1 - SAN/100) + exp(-5.51 + 22.9(1 - SAN/100)D = l/cos(&)式中:5、为防风固沙服务能力指数、NPP“为研究区多年平均年净初级生产力; 攵为土壤可蚀性因子,算法参见附录B; SAN. S1L、为土壤砂粒、粉粒、粘粒含 量(%); C为土壤有机碳含量();打为多年平均气候侵蚀力,为2m高处的月 平均风速,E莎为月潜在蒸发量(mm),尺为月降水量(価),为当月天数,7;为月平 均

58、气温,刀为月平均相对湿度伽);为地表粗糙度因子,为坡度(弧度)。K、凡、参量均标准化到0-1之间后再代入5,计算防风固沙服务能力指数。A. 2. 5生物多样性保护功能重要性评价以生物多样性保护服务能力指数作为评价指标,计算公式为:%。= NP 比 M Fprt x Fttn x(l-F話式中:5为生物多样性保护服务能力指数;NPP“、坨“参数的计算方法同 ; Fg为气温参数,由多年(10-30年)平均年降水量数据插值获得,得到的 结果归一化到0-1之间;凡,为海拔参数,由评价区海拔进行归一化获得。A. 3生态系统服务重要性分级利用地理信息系统软件,将各生态系统服务值采用Quantile (分位

59、数)功 能进行4级分类(Classified)操作。按生态系统服务值大小由低到高依次划分 为4个重要性级别,即一般重要、中等重要、重要、极重要。35附录B生态敏感性评价方法针对区域生态敏感性特征,开展生态敏感性评价与等级划分,将敏感性等级 高的区域纳入生态保护红线。以下评价方法、参数选取、数据精度等方面可在使 用过程中根据本行政区实际情况进行适当调整,以提高评价结论的准确性。B.1数据准备收集评价区域范围内基础图件和数据,包括植被类型、土壤类型、土壤侵蚀 强度、地形、土地利用、开发建设活动、气象数据(气温、降水、风力、蒸发等) 等,进一步釆用遥感影像解译与GIS空间分析技术,完善生态敏感性评价

60、所需的 数据资料。B. 2生态敏感性评价方法陆地生态敏感性评价主要包括水土流失敏感性评价、土地沙化敏感性评价、 及石漠化敏感性评价,具体评价方法如下。B. 2.1水土流失敏感性评价根据土壤侵蚀发生的动力条件,水土流失类型主要有水力侵蚀和风力侵蚀。 以风力侵蚀为主带来的水土流失敏感性将在土地沙化敏感性中进行评价;本节主 要对水动力为主的水土流失敏感性进行评价,根据原国家环保总局生态功能区划 技术规范的要求,选取降水侵蚀力、土壤可蚀性、坡度坡长和地表植被覆盖等评 价指标,并根据研究区的实际对分级评价标准作相应的调整。将反映各因素对水 土流失敏感性的单因子评价数据,用地理信息系统技术进行乘积运算,公

61、式如下:氓=x K, x LS, x C、式中:S5为,空间单元水土流失敏感性指数,评价因子包括降雨侵蚀力(&)、 土壤可蚀性(人)、坡长坡度(5)、地表植被覆盖(G)。不同评价因子对应的 敏感性等级值见表B1。亿一降水侵蚀力值可根据王万忠等利用降水资料计算的中国100多个城市的斤值,采用内插法, 用地理信息系统绘制斤值分布图。根据表B1中的分级标准,绘制土壤侵蚀对降 水的敏感性分布图。36 Z5坡度坡长因子:对于大尺度的分析,坡度坡长因子LS是很难计算的。 这里采用地形的起伏大小与土壤侵蚀敏感性的关系来估计。在评价中,可以应用 地形起伏度,即地面一定距离范围内最大高差,作为区域土壤侵蚀评价的

62、地形指 标。然后用地理信息系统绘制区域土壤侵蚀对地形的敏感性分布图。久一土壤质地因子:可用雷诺图表示。通过比较土壤质地雷诺图和K因子雷 诺图,将土壤质地对土壤侵蚀敏感性的影响分为5级;在没有详细的土壤质地图 的情况下,可采用自然断裂法对K值进行分级,0.27,不敏感;0.27-0.42, 轻度敏感;0.42-0.52,中度敏感;0.52-0.62,髙度敏感;0.62,极敏感。根 据土壤质地图,绘制土壤侵蚀对土壤的敏感性分布图。G-覆盖因子:地表覆盖因子与潜在植被的分布关系密切。根据植被分布图 的较高级的分类系统,将覆盖因子对土壤侵蚀敏感性的影响分为5圾,并利用植 被图绘制土壤侵蚀对植被的敏感性分布图。表B1水土流失敏感性的评价指标及分级賦值因素降雨侵蚀力R土壤可蚀性K抱形起伏度LS植被履盖C分级赋值S不敏感25石砾、沙0-

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