生态质量综合评价指数计算及标准分级-上海气象局.doc

生态质量气象评价规范 (试行) 中国气象局 2005 年 7 月 目 录 1. 1. 定义定义.1 1 1.1 湿润指数 .1 1.1.1 潜在蒸散（可能蒸散）.1 1.2 植被覆盖指数.2 1. 3 水体密度指数.2 1. 4 土地退化指数.2 1. 4.1 风蚀.2 1. 4.2 水蚀.2 1.5 灾害指数 .2 2. 2. 工作任务和计算方法工作任务和计算方法.3 3 2.1 工作任务 .3 2.2 计算方法 .3 3. 3. 生态质量评价工作数据获取生态质量评价工作数据获取.7 7 3.1 气候数据 .7 3.2 林地面积监测.7 3.3 草地面积监测.8 3.4 农田面积监测.9 3.5 水域面积监测.9 3.6 土壤侵蚀面积监测.9 3.7 灾害数据.10 4. 4. 生态质量综合评价指数计算及标准分级生态质量综合评价指数计算及标准分级.1111 4.1 属性同一化.11 4.2 计算方法.11 4.2 评价指标权重确定.12 4.3 生态质量评价分级.12 5. 5. 质量控制和质量保证质量控制和质量保证.1313 6. 6.生态质量气象评价业务生态质量气象评价业务 .1313 1. 1. 定义定义.6 6 1.1 湿润指数.6 1.1.1 潜在蒸散（可能蒸散）.6 1.2 植被覆盖指数.7 1. 3 水体密度指数.7 1. 4 土地退化指数.7 1. 4.1 风蚀.7 1. 4.2 水蚀.7 1.5 灾害指数.7 2. 2. 工作任务和计算方法工作任务和计算方法.8 8 2.1 工作任务.8 2.2 计算方法.8 3. 3. 生态质量评价工作数据获取生态质量评价工作数据获取.1212 3.1 气候数据.12 3.2 林地面积监测.12 3.3 草地面积监测.13 3.4 农田面积监测.13 3.5 水域面积监测.14 3.6 土壤侵蚀面积监测.14 3.7 灾害数据.15 4. 4. 生态质量综合评价指数计算及标准分级生态质量综合评价指数计算及标准分级.1515 4.1 属性同一化 .15 4.2 计算方法.16 4.2 评价指标权重确定.16 4.3 生态质量评价分级.17 5. 5. 质量控制和质量保证质量控制和质量保证 .1818 6. 6.生态质量气象评价业务生态质量气象评价业务.1818 前前 言言 生态是人类赖以生存和发展的基本条件，生态质量是社会可持 续发展的基础，是全面建设小康社会的保障。生态是一个由自然 社会生态因素组成的复杂综合体，组成因子众多，且相互联系、 相互制约。在评价指标选取时以能说明问题为目的，要简单可操作， 便于广泛应用。因此，指标选择的原则要有代表性、全面性、综合 性、简明性、方便性、和适用性。 开展生态质量气象评价主要是从气象对生态质量的影响角度选 定指标体系,运用恰当的方法评价某区域生态质量的优劣及其影响作 用关系，通过评价准确反映某一时段内生态质量状况的变化趋势， 为各级党委和政府开展生态治理提供科学决策依据。 本规范规定了生态质量评价的定义、规范及分析方法，本规范 适用于全国气象部门生态质量评价,其它行业可参照执行。 . . 生态质量气象评价规范 （试行） 生态质量是指在一定具体的时间和空间内生态系统的总体或部 分生态因子的组合对人类的生存及社会经济持续发展的适宜程度； 生态质量气象评价是从气象对生态质量的影响角度选定指标体系和 质量标准,运用恰当的方法评价某区域生态质量的优劣及其影响作用 关系。 1. 1. 定义定义 下列术语和定义适用于本规范: 1.11.1 湿润指数湿润指数 湿润指数系指降水量与潜在蒸散量之比，是判断某一地区气候 干、湿程度的指标。 1.1.11.1.1 潜在蒸散（可能蒸散）潜在蒸散（可能蒸散） 潜在蒸散是指矮的绿色植物充分覆盖地面，对水流没有或仅有 微小阻力的一个广阔表面，经常有充分水分供应时的蒸散。潜在蒸 散是一种蒸散能力，它不受土壤水分的限制，只受可利用能量的限 制。 . . 1.21.2 植被覆盖指数植被覆盖指数 是指被评价区域内林地、草地及农田三种类型面积占被评价区 域面积的比重。 1. 1. 3 3 水体密度指数水体密度指数 是指被评价区域内水域面积占被评价区域面积的比重, 水域面 积包括河流、湖泊、水库等面积。 1. 1. 4 4 土地退化指数土地退化指数 是指被评价区域内风蚀、水蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和工程侵 蚀的面积占被评价区域面积的比重。 1. 1. 4.14.1 风蚀风蚀 风蚀指的是裸露地表面的疏松土壤、沙砾，在风的吹动下，沿 着地表向风的下游方向移动的自然现象。 1. 1. 4.24.2 水蚀水蚀 水蚀是土壤物质由于水力及水力加上重力作用而被搬运移走的 侵蚀过程。衡量土壤流失的数量指标主要采用土壤侵蚀模数(每 km2 土壤流失量) 1.51.5 灾害指数灾害指数 是指单位面积上担负的灾害强度、频率等灾害总量。即指被评 . . 价区域内农田、草地、森林等生态系统遭受气象灾害的面积占被评 价区域面积的比重。包括旱涝灾害、雪灾、风灾、森林火灾、病虫 害、低温冷害等各类自然灾害。各种灾害定义见生态气象观测规 范（试行） 。 2. 2. 工作任务和工作任务和计算方法计算方法 2.12.1 工作任务工作任务 2.1.1 整理分析生态质量气象评价所需的各种评价要素资料。 2.1.2 定期（季度、年）编写生态质量气象评价报告书。 2.1.3 开展评价的质量控制和质量保证活动，并按期整编和归档有关 资料。 2.22.2 计算方法计算方法 由于各评价指标采用的单位和量纲不同，各指标要素均需进行标 准化处理。 2.2.12.2.1 湿润指数湿润指数 湿润指数能较客观地反映某一地区的水热平衡状况。计算方 法如下： K=R/ET 式中，R 为降水量，ET 为潜在蒸散量。 月潜在蒸散量 ETi(mm)采用下式计算： 1/4 i 1/2 i ioi 1/2 ii Ti )t(273.2P )h-(1)wU(1.622d E . . 式中，i 是月份的编号，Pi 是月平均气压(mb),ti 是平均气温（） ，di 是月的天数，Ui 是在 10-12m 高度处观测的月平均风速（m/s） ， Woi 是在温度为 ti 时的饱和水汽压（mmHg） ，而 hi 是月平均相对湿 度。 月湿润指数 ki= ETi /ri，其中 ri 是月降水量（mm） ；季度湿润 指数 K= Rs/(ETi)，其中 Rs 是季度降水量（mm） ，ETi 是 3 个 月潜在蒸散量之和；而年湿润指数 K= Ra /(ETi)，其中 Ra 是年降 水量（mm） ，ETi 是 12 个月潜在蒸散量之和。 饱和水汽压 Wo(mmHg)的计算考虑 2 种情况： 当月平均温度 0t30时： t wo 2 . 273 9 . 5328 exp103694 . 1 9 当月平均温度-40t 1，规定=1。 2.2.22.2.2 植被覆盖指数植被覆盖指数 将不同土地利用/覆被类型赋以不同的权重，得出地表覆被状 态值，作为生态状态的重要表征之一。 植被覆盖指数=(0.5林地面积生长期+0.3草地面积生长 期+0.2农田面积生长期)/区域面积。 . . 生长期为生长天数占一年天数（365 天）的百分比，如果按季 度评价，生长期为生长天数占季度天数的百分比；植被覆盖指数各 因子权重见表 1 表表 1 1 植被覆盖指数分权重植被覆盖指数分权重 植被 类型 林地面积草地面积农田面积 权重0.50.30.2 结构 类型 有林地灌林地疏林地高覆盖中覆盖低覆盖水田旱田 权 重0.60.250.150.60.30.10.70.3 2.2.32.2.3 水体密度指数水体密度指数 水在生态系统中具有重要作用，是生态系统物质流与能量流的 重要载体，也是人类社会生活不可缺少的物质，尤其在干旱、半干 旱生态系统中，水是生态系统的决定因素。计算方法为： 水环境指数=水域面积/区域面积 其中水域面积采用评价时段内平均水域面积，包括河流、湖泊、 水库等水体面积。 2.2.42.2.4 土地退化指数土地退化指数 土地退化指数指评价区域内风蚀、水蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀 和工程侵蚀的面积占评价区域总面积的比重。人类不合理利用土地 资源，对生态系统产生的压力超过了生态系统的承载能力，生态系 统功能不断衰退，土地退化是生态系统退化的重要表征之一。 . . 土地退化指数=（0.05轻度侵蚀面积+0.25中度侵蚀面积 +0.7重度侵蚀面积）/区域面积。 土地退化指数各因子的权重见表 2。 2.2.52.2.5 灾害指数灾害指数 灾害指数是指被评价区域内农田、草地、森林等生态系统遭受 气象灾害的面积占被评价区域面积的比重。包括:干旱、洪涝、渍害、 雹灾低温冷害、霜冻、雪灾、高温热害、风灾、病虫害及森林火灾 等。 灾害指数 DIS=（Si） 式中 Si 为各灾害因子指数：干旱、洪涝等。 Si=(0.1轻度灾害面积)/区域面积+(0.3中度灾害面积)/区域 面积+(0.6重度灾害面积)/区域面积+(1.0毁灭性灾害面积)/区域 面积 表表 2 土地退化指数分土地退化指数分权权重重 土地退化 类型 轻度侵蚀中度侵蚀 重度侵蚀 0.7 强度侵 蚀 极强度 侵蚀 剧烈侵 蚀 权 重0.050.250.20.30.5 . . 灾害强度权重（具体见表 3） 表表 3 3 灾害指数分权重灾害指数分权重 指标轻度中度重度毁灭性 权 重0.10.30.61.0 3. 3. 生态质量评价工作数据获取生态质量评价工作数据获取 采用卫星遥感和地面监测、统计、社会调查结合的手段，获取 生态质量评价所需要的各项数据。 3.13.1 气候数据气候数据 年（季、月）降水量，单位 mm；年（季、月）平均气温，单 位；月平均气压，单位 mb；月平均风速，单位 m/s；饱和水汽压， 单位 mmHg；月平均相对湿度。 数据来源：气象站观测统计数据。 3.23.2 林地面积监测林地面积监测 3.2.13.2.1 林地林地 指生长乔木、灌木、竹类以及沿海红树林地等林业用地。 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.2.23.2.2 有林地有林地 指郁闭度30%的天然林和人工林。包括用材林、经济林、防护 . . 林等成片林地。数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位： km2。 3.2.33.2.3 灌林地灌林地 指郁闭度40%、高度在 2m 以下的矮林地和灌丛林地。 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.2.43.2.4 疏林地疏林地 指郁闭度为 1030的稀疏林地，也包括未成林造林地、迹 地、苗圃及各类园地（果园、桑园、茶园、热作林园等） 。 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.33.3 草地面积监测草地面积监测 3.3.13.3.1 高覆盖草地高覆盖草地 指覆盖度50%的天然草地、改良草地和割草地。此类草地一般 水分条件较好，草被生长茂密。 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.3.3.3.3 32 2 中覆盖草地中覆盖草地 指覆盖度 2050%的天然草地。此类草地一般水分条件较好， 草被生长茂密。 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.3.33.3.3 低覆盖草地低覆盖草地 指覆盖度 520%的天然草地。此类草地水分缺乏，草被稀疏， 牧业利用条件差。 . . 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.43.4 农田面积监测农田面积监测 3.4.13.4.1 水田水田 指有水源保证和灌溉设施，在一般年景能正常灌溉，用以种植 水稻、莲藕等水生农作物的耕地，包括实行水稻和旱地作物轮种的 耕地。 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.4.23.4.2 旱田旱田 指无灌溉水源及设施，靠天然降水生长作物的耕地：有水源和 浇灌设施，在一般年景下能正常灌溉的旱作物耕地；以种菜为主的 耕地；正常轮作的休闲地和轮歇地。 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.53.5 水域面积监测水域面积监测 包括河流、天然湖泊和人工水库。湖泊指天然形成的积水区常 年水位以下的土地。水库坑塘指人工修建的蓄水区常年水位以下的 土地。 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查。单位：km2。 3.63.6 土壤侵蚀面积监测土壤侵蚀面积监测 受风力作用、水力作用和冻融作用影响，土壤侵蚀分为轻度侵 . . 蚀、中度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀、剧烈侵蚀，具体分级标准 见表 4。 表表 4 4 土壤流失程度分级指标土壤流失程度分级指标 土壤流失分级 平均土壤侵蚀模数 （m3 /km2） 年平均流失厚度 （m m） 无明显侵蚀5000.5 轻度侵蚀500-25000.5-2.5 中度侵蚀2500-50002.5-5.0 强度侵蚀5000-80005.0-8.0 极强度侵蚀8000-120008.0-12.0 剧烈侵蚀1200012.0 观测方法见生态气象观测规范。 数据来源：遥感数据、生态站观测资料、统计数据、社会调查， 。 3.73.7 灾害数据灾害数据 主要指农田、草地、森林等生态系统遭受气象灾害，包括干旱、 洪涝、渍害、雹灾、低温冷害、霜冻、雪灾、高温热害、风灾、病 虫害及森林火灾等。 观测方法见生态气象观测规范。 . . 数据来源：遥感数据、统计数据、社会调查，单位：面积 km2。 4. 4. 生态质量综合评价指数计算及标准分级生态质量综合评价指数计算及标准分级 4.14.1 属性同一化属性同一化 根据不同属性指标对总体生态质量的影响方向不同,对全部指标 属性进行正向化处理。5 项指标中，2 项为负项指标，因此将负向指 标进行正向化处理（1-负项指标） 。负向指标主要包括: 土地退化指 数、灾害指数，属性同一化后全部数据的大小变化趋势反映了生态 现状相同的优劣变化趋势。 4.24.2 计算方法计算方法 采用生态综合评价指标来评价生态质量的好坏,根据评价单元各 单项评价指标值及各单项指标权重值,采用加权求和方法计算综合评 价指标值,用公式表示如下: 式中:i 为区域的生态综合评价指数;ij 为区域第项指 标的权重值;ij 为区域第项指标值。 生态综合评价指数=湿润指数*权重+植被覆盖指数*权重+水体 密度指数+(1-土地退化指数) *权重+ (1-灾害指数) *权重 . . 表表 5 5 生态综合评价指标权重表生态综合评价指标权重表 指标 湿 润 指 数 植被覆 盖指数 水体密 度指数 土地退 化指数 灾 害 指 数 权重0.250.300.20.150.1 4.24.2 评价指标权重确定评价指标权重确定 4.2.1 由于不同的因素对生态的影响程度是不一样的，因此需要对参 评因素进行权重系数测定。确定权重系数的方法采用专家打分法。 4.2.2 以上各评价指数均为 01 之间的数，各评价指数乘以 100 为 各评价指数作用分值。 4.2.3 作用分值只与因素指标的显著作用区间相对应，生态的优劣受 环境因素的影响，即使是同一因素，并不是所有指标值的变化都对 生态质量优劣起显著作用.如绿地盖度在 0%50%之间时,对生态质 量有一定影响,而在大于 50%之后，其作用几乎和 50%时相当.对绿地 盖度的 0%50%这个指标值区间我们称为显著作用区间。由于作用 分值体现评价因素的相对优劣进而影响生态质量，因此只有在显著 作用区间内考虑指标的相对作用分值才能衡量生态的相对优劣。作 用分值计算时，只在显著作