北方草原退化诊断与评估技术规范

1北方草原退化诊断与评估技术规范本文件规定了天然草原生态系统退化诊断的等级，描述了天然草原生态系统退化诊断的方法、流程。本文件适用于中温带的温性草原生态系统（主要包括草甸草原生态系统、典型草原生态系统和荒漠草原生态系统）退化诊断的服务、科研和管理等活动。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1草原生态系统退化degradationofsteppeecosystem在自然因素与人为干扰的共同作用下，草原群落物种组成变化、生产力衰减和地面环境恶化，导致草原生态系统功能和服务衰退的过程与现象。3.2优势种dominantspecies原生草原群落（自然条件下的顶级草原群落）中对草原群落结构与功能的形成具有控制作用、生物量占优势的物种。3.3优良牧草high-qualityforage草原群落中，适口性好、营养价值高的豆科、禾本科及其他科的杂类草。3.4退化指示种degradation-indicatorspecies在放牧利用过程中可食性差、不可食、有毒有害等劣质牧草，或刈割条件下受影响相对较小、或不受影响以及还可能间接获利的草种。3.5物种丰富度speciesrichness草原群落中单位面积内多年生草本植物物种的数目。4草原生态系统退化诊断等级4.1优势种和主要优良牧草相对地上生物量4.1.1计算方法2群落中优势种和主要优良牧草相对地上生物量按公式（1）计算：式中：DS——优势种和主要优良牧草相对地上生物量，用百分比表示（%）；Bdi——被诊断群落中优势种和主要优良牧草地上生物量，单位为克每平方米（g/m2Bi——被诊断群落中多年生草本植物地上总生物量，单位为克每平方米（g/m2）。4.1.2等级划分按下列要求诊断基于优势种和主要优良牧草相对地上生物量的退化等级（IDSa)优势种和主要优良牧草按表A.1的规定选取；b)退化等级按表1的规定划分。表1优势种和主要优良牧草相对地上生物量的退化等级划分退化等级（IDS）%12345注：DS为优势种和主要优良牧草相对地上生物量。4.2退化指示种相对地上生物量4.2.1计算方法群落中退化指示种相对地上生物量按公式（2）计算：式中：TS——退化指示种相对地上生物量，用百分比表示（%）；Bti——被诊断群落中退化指示种地上生物量，单位为克每平方米（g/m2Bi——被诊断群落中多年生草本植物地上总生物量，单位为克每平方米（g/m2）。4.2.2等级划分按下列要求诊断基于退化指示种相对地上生物量的退化等级（ITSa)退化指示植物名录按表A.2的规定选取；b)退化等级按表2的规定划分。3表2退化指示种相对地上生物量的退化等级划分退化等级（ITS）%12345注：TS为退化指示种相对地上生物量。4.3多年生草本植物地上生物量变化率4.3.1计算方法群落多年生草本植物地上生物量变化率按公式（3）计算：式中：BR——群落多年生草本植物地上生物量变化率，用百分比表示（%）；Bi——被诊断群落多年生草本植物地上总生物量，单位为克每平方米（g/m2B0——群落多年生草本植物地上生物量基准值，单位为克每平方米（g/m2）。4.3.2等级划分按下列要求诊断基于群落多年生草本植物地上生物量变化率的退化等级。a)有对照群落时，B0值以对照群落的实测地上生物量为准；无对照群落时，根据气候适应性评价结果，B0值选取表C.1中相应等级的基准值。b)退化等级按表3的规定划分。表3群落多年生草本植物地上生物量变化率的退化等级划分退化等级（IBR）%12345注：BR为群落多年生草本植物地上生物量变化率。4.4物种丰富度变化率44.4.1计算方法群落多年生植物物种丰富度变化率按公式（4）计算：式中：SR——群落多年生植物物种丰富度变化率，用百分比表示（%）；Si——被诊断群落多年生草本植物的物种丰富度，单位为种每平方米（species/m2S0——群落多年生植物物种丰富度基准值，单位为种每平方米（species/m2）。4.4.2等级划分按下列要求诊断基于群落多年生植物物种丰富度变化率的退化等级。a)有对照群落时，S0值以对照群落的实测多年生草本植物物种丰富度为准；无对照群落时，S0值选取表C.2中的基准值。b)退化等级按表4的规定划分。表4群落多年生植物物种丰富度变化率的退化等级划分退化等级（ISR）%45注：SR为群落多年生植物物种丰富度变化率。5草原生态系统退化诊断方法和流程5.1方法5.1.1野外调查草原生态系统退化诊断应对被诊断群落及周围情况作出初步判断；当被诊断群落邻近有多年未利用/轻度利用群落时，作为候选对照群落，与被诊断群落一起进行野外调查。野外调查应按下列要求调查、获取群落物种组成和地上生物量数据。a)选择能够反映被调查区域植被和环境全貌的地段作为被诊断群落的典型地段：1)样地面积为10m×10m，样地的个数根据群落的环境均匀程度确定，至少选择3个样地；2)在样地中心和4个角位置各选择1个1m×1m的小样方，测定退化指标值。b)测定和记录群落地上生物量高峰时的数据：1)环境因子以及重要物种生态属性；2)样地内所有维管植物的种名；3)用收割法测定每个小样方内分种地上生物量。5.1.2退化诊断5.1.2.1应利用野外调查获取的数据，按下列流程判断候选对照群落是否符合退化诊断的要求：5a)按附录B的规定，对被诊断群落所处区域进行气候适应性评价；b)按表B.1规定的气候适应性等级，选择表C.1中对应等级的基准值，确定IBR等级；c)按4.1和4.2的规定，确定IDS和ITS的退化等级。符合退化诊断要求的对照群落，IDS和ITS应同时达到轻度退化等级以上、且IBR达到未退化等级。5.1.2.2候选对照群落达到退化诊断的要求，则退化诊断有对照群落；应选取对照群落的实测值作为基准值，按5.2的流程确定被诊断群落的退化等级。候选对照群落未达到退化诊断的要求，则退化诊断无对照群落，应选取附录C规定的基准值，按5.2的流程确定被诊断群落的退化等级。5.2流程5.2.1草甸草原生态系统5.2.1.1第一步应诊断优势种和主要优良牧草相对地上生物量（DS）和退化指示种相对地上生物量（TS）的退化等级，采取从重原则，按公式（5）计算：式中：I1——第一步退化诊断等级；IDS——优势种和主要优良牧草相对地上生物量诊断的退化等级；ITS——退化指示种相对地上生物量诊断的退化等级。5.2.1.2第二步应诊断群落多年生草本植物地上生物量变化率（BR）的退化等级。诊断等级重于第一步退化诊断等级时，将退化等级下调一级；诊断等级轻于第一步退化诊断等级时，将退化等级上调一级；诊断等级等于第一步退化诊断等级时，将第一步退化诊断等级作为第二步退化诊断等级。第二步退化诊断等级按公式（6）计算：式中：I2——第二步退化诊断等级；I1——第一步退化诊断等级；IBR——群落多年生草本植物地上生物量变化率诊断的退化等级。5.2.1.3第三步应诊断物种丰富度变化率（SR）的退化等级。诊断等级重于第二步退化诊断等级时，将退化等级下调一级；诊断等级轻于/等于第二步退化诊断等级时，将第二步退化诊断等级作为第三步退化诊断等级。第三步退化诊断等级按公式（7）计算：式中：I3——第三步退化诊断等级；I2——第二步退化诊断等级；ISR——物种丰富度变化率诊断的退化等级。5.2.1.4第四步按公式（8）计算出草甸草原生态系统退化诊断的等级，即为草甸草原生态系统退化诊断的结论：6式中：I——草甸草原生态系统退化诊断的等级；I3——第三步诊断等级。5.2.2典型草原生态系统按5.2.1的要求作出典型草原生态系统退化诊断的结论。5.2.3荒漠草原生态系统5.2.3.1第一步应诊断群落多年生草本植物地上生物量变化率（BR）的退化等级，按公式（9）计算：式中：I1——第一步退化诊断等级；IBR——群落多年生草本植物地上生物量变化率诊断的退化等级。5.2.3.2第二步应诊断优势种和主要优良牧草相对地上生物量（DS）和退化指示种相对地上生物量（TS）的退化等级。诊断等级重于第一步退化诊断等级时，将退化等级下调一级；诊断等级轻于第一步退化诊断等级时，将退化等级上调一级；诊断等级等于第一步退化诊断等级时，将第一步退化诊断等级作为第二步退化诊断等级。按公式（10）计算：式中：I2——第二步退化诊断等级；I1——第一步退化诊断等级；IDS——优势种和主要优良牧草相对地上生物量诊断的退化等级；ITS——退化指示种相对地上生物量诊断的退化等级。5.2.3.3第三步按5.2.1.3的规定诊断物种丰富度变化率（SR）的退化等级。5.2.3.4第四步按5.2.1.4的规定诊断荒漠草原生态系统的退化等级，即为荒漠草原生态系统退化诊断的结论。7草原生态系统优势种、主要优良牧草和退化指示种植物名录表A.1、表A.2分别规定了草原生态系统优势种和主要优良牧草植物名录、草原生态系统退化指示种植物名录。表A.1草原生态系统优势种和主要优良牧草植物名录优质牧草；其他禾本科（Gramineae）优质牧草；葱属优质牧草、其他禾本科优质牧草以及柴胡（Bupleurumssp.）、防风（Saposhnikoviadivaricata）多根葱（Alliumpolyrhizum）、蒙古葱（Alliummongolicum）等葱属优质牧草、豆科优质牧草、表A.2草原生态系统退化指示种植物名录星毛委陵菜（Potentillaacaulis）、狼毒（Stelleracham寸草薹（Carexduriuscula）、冷蒿（Artemisiafrigida）、糙隐子草（Cleistogenessquarrosa）等草原薹草（Carexliparocarpos新疆）等8草原生态系统气候适应性评价B.1基本要求草原生态系统退化诊断应根据草原群落地上生物量受气候波动影响的程度，作出气候适应性评价，确定草原生态系统退化诊断的结论。B.2计算方法被诊断群落气候适应性评价应按公式（B.1）计算：式中：MI——生长季的相对湿润度；P——生长季的降水量，单位为毫米（mm）；PET——生长季的潜在蒸散量，用FAOPenman-Monteith方法计算，单位为毫米（mm）。[来源：GB/T20481—2017附录B]B.3等级划分被诊断群落气候适应性等级应按下列要求划分。a)采用邻近气象站点的相对湿润度平均值。b)采用百分位数法确定建站年至评估年的相对湿润度序列的阈值；不完整时，取最近连续三个整年代的相对湿润度建立时间序列。c)按表B.1的规定划分。表B.1气候适应性等级划分被诊断年生长季的相对湿润度（MIi）1MIi2MI30＜MIi≤MI703MIi≤MI30注：MIi为被诊断年生长季的相对湿润度，MI30、MI70分别为相对湿润