DB61∕T 1812-2024 生态环境退化风险预测预警技术规范

ICS13.020

CCSB65

DB61

陕西省地方标准

DB61/T1812—2024

生态环境退化风险预测预警技术规范

Technicalspecificationsforpredictingandwarningofecologicalenvironment

degradation

2024-04-03发布2024-05-03实施

陕西省市场监督管理局发布

DB61/T1812—2024

目  次

前  言.............................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4生态环境退化风险预测...............................................................2

5生态环境退化风险预警...............................................................5

6成果报告...........................................................................5

附录A（规范性）基础数据的收集和处理过程...........................................7

附录B（规范性）验证模型的实测数据采集.............................................8

附录C（规范性）模型参数及其建议取值...............................................9

I

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前  言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由陕西省自然资源厅提出并归口。

本文件起草单位：西安交通大学、中国科学院西北生态环境资源研究院、陕西省土地工程建设集团

有限责任公司。

本文件主要起草人：吴一平、赵文智、王凡、覃蔡清、邱临静、王欢元、李刚、张广创、阴晓伟、

安善涛、卢楠、胡一、孙珂、李汇文、孟泽昕、惠瑾毓、宋燕妮、雷雨倩、何子琦、杨煦东、周彤、张

明心。

本文件由陕西省自然资源厅负责解释。

本文件为首次发布。

联系信息如下：

单位：西安交通大学

电话/p>

地址：陕西省西安市咸宁西路28号

邮编：710049

II

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生态环境退化风险预测预警技术规范

1范围

本文件规定了生态环境退化风险预测、生态环境退化风险预警及成果报告的内容。

本文件适用于因自然环境演变和人类活动影响所导致的物种栖息地的生态环境退化风险预测预警。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文

件。

GB/T21010土地利用现状分类

GB/T38198陆地观测卫星光学数据产品格式及要求

HJ682建设用地土壤污染风险管控和修复术语

3术语和定义

3.1

生态环境退化指数ecologicaldegradationindex

用于评估（在人类活动或自然环境变化影响下）生态环境的健康状态或退化的程度。值越接近于零

表示退化程度越低，值越高表示退化程度越高。

3.2

生态环境退化压力分数ecologicaldegradationpressurescores

反映因人类活动和自然环境演变对生态环境造成胁迫和压力的程度。

3.3

生态环境退化影响分数ecologicaldegradationimpactscores

反映因人类活动和自然因素的改变，直接或间接导致群落依赖的生存环境发生退化的程度。

3.4

土壤含水量soilmoisturecontent

单位体积土壤中水分的体积或单位重量土壤中水分的重量。

[来源：HJ682-2019，2.2.16]

3.5

土壤流失量soillossamount

在溅蚀、片蚀和沟蚀等作用下，单位流域面积的土壤及其母岩产生输移的泥沙数量。

1

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3.6

植被净初级生产力netprimaryproductivity

指绿色植物在单位面积、单位时间内所累积的有机物量，表现为光合作用固定的有机碳中扣除本身

呼吸消耗的部分，用于植被的生长。

3.7

土壤有机碳soilorganiccarbon

指土壤的各种动植物残体、微生物体及其分解、合成的有机物质中的碳。

[来源：HJ682-2019，2.2.15]

4生态环境退化风险预测

4.1评价指标体系

生态环境退化评价指标体系由生态环境退化压力和影响两个维度的信息组成，评价体系见表1。

表1生态环境退化评价体系

评估内容指标含义

用以反映人类活动和环境演变对生态环境造成的压力或者胁迫，由生态系统格

生态环境退化压力分数

生态环境局以及威胁因子量化得到。

退化用以反映人类活动和环境演变对物种生态环境的影响，由土壤含水量、土壤流

生态环境退化影响分数

失量、植被净初级生产力和土壤有机碳四个因子综合评价得到。

4.2评价流程

生态环境退化评价工作分三个阶段，具体工作程序见图1。

——通过查阅文献资料和区域地形地貌、河流湖泊、林草植被分布等实际调研，分析区域基本生态

环境特征；

——收集区域高程、土壤类型、土地利用空间分布数据以及气象、水文等历史资料，同时收集生态

环境的威胁源数据和生境对威胁源的敏感性、威胁源的影响距离等参数数据，按照模型的输入

要求整理以上数据资料,各数据的类型和格式见附录A;

——基于收集整理的数据资料，构建SWAT-DayCent和InVEST模型，将已有的水文、生态要素

的实测资料（数据的采集和测定见附录B）与模型模拟的径流量、土壤含水量、土壤流失量、

植被净初级生产力和土壤有机碳进行对比以校验模型，提高模拟结果的可靠性；在此基础上，

开展各类生态环境要素时空变化的模拟和预测；

——将生态环境退化用影响和压力两方面的指标构建生态环境退化评价指标体系；基于模型模拟结

果，借助赋权法和退化等级划分法，分别计算生态环境退化影响和压力分数；结合风险评价方

法，计算生态环境退化指数，以该指数为依据划分退化风险等级。

2

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图1生态环境退化风险预测工作流程图

4.3预测结果计算

4.3.1生态环境退化压力分数

生态环境退化压力分数由InVEST生境模块计算的退化度来表征，计算见公式（1）：

RYrwdxy

HD=rrS1-..........................................（1）

xjr=1y=1Ryxjr

wdrmax

r=1r

式中：

R——威胁因子；

y——r威胁栅格图层中的所有栅格；

Yr——r威胁栅格图层中的一组栅格；

wr——威胁因子的权重，取值见附录C.2；

ry——栅格y的威胁因子值（0或1）；

irxy——r在栅格x的土地利用对栅格y的影响；

βx——栅格x的可接近水平，取值见附录C.2；

Sjr——生境类型j对威胁因子r的敏感性，取值见附录C.3；

dxy——栅格x与栅格y之间的直线距离，单位为km；

drmax——胁迫因子r的最大影响距离，单位为km；

HDxj——退化度，无量纲。

按照四分位法将退化度的空间值划分为五个等级，为无退化、微度、轻度、中度、重度，分别对应

3

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的生态环境退化压力分数（EEPscore）是0、1、2、3、4。

4.3.2生态环境退化影响分数

生态环境退化影响分数由土壤含水量、土壤流失量、植被净初级生产力和土壤有机碳四个指标进行

综合评价，各指标的性质见表2。将各指标的多年均值作为基准值，各指标多年数据的标准差为单位划

分退化等级。各指标划分等级方法如式（2）、式（3）和式（4）：

Xpredict-Xbase

=.....................................................................（2）

sd

式中：

Δ——预测值相比基准值的变化量，即标准分数；

Xpredict——预测值；

Xbase——基准值；

sd——标准差。

若为正向指标，则

0,0

1,()Q30

...........................................................（3）

f(Xgrade)2,()Q2()Q3

3,()Q1()Q2

4,()Q1

式中：

f(Xgrade)——表示退化等级，范围是0-4，0、1、2、3、4分别表示微度、轻度、中度、重度退化；

Q1——表示四分位法中的第一四分位数；

Q2——表示四分位法中的第二四分位数；

Q3——表示四分位法中的第三四分位数。

若为负向指标，则

0,0

1,0()Q1

..........................................................（4）

f(Xgrade)2,()Q1()Q2

3,()Q2()Q3

4,()Q3

4

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表2生态环境退化影响评价指标的性质

评价因子指标性质

土壤含水量正向指标

土壤流失量负向指标

植被净初级生产力正向指标

土壤有机碳正向指标

注：正向指标表示指标值越大生态环境改善程度越大，负向指标表示指标值越大生态环境退化程度越大。

将各指标无退化、微度、轻度、中度、重度的分值分别设置为0、1、2、3、4。利用熵权法为四个

影响指标分配权重（W1、W2、W3、W4）。

结合各指标分值计算生态环境退化影响分数，计算见公式（5）。

·················（）

EEIscoreSWscoreW1SYLDscoreW2NPPscoreW3SOCscoreW45

式中：

EEIscore——生态环境影响分数；

SWscore——土壤含水量分数；

SYLDscore——土壤流失量分数；

NPPscore——植被净初级生产力分数；

SOCscore——土壤有机碳分数。

4.3.3生态环境退化指数

生态环境退化指数（D）的计算见公式（6）。

···········································（）

DEEPscoreEEIscore6

式中：

D——生态环境退化指数，范围是0-16；

EEPscore——生态环境压力分数，范围是0-4；

EEIscore——生态环境影响分数，范围是0-4。

5生态环境退化风险预警

生态环境退化风险预警用生态环境退化指数进行判定，采用等间隔分类法，将生态环境退化指数

（D）划分为5个等级（见表3）。当生态环境退化指数为0时，说明生态环境处于稳定或改善状态；当

生态环境退化指数大于0时，表示生态环境存在退化风险。针对相关警情，应及时制定处理方案并做好

相关措施。当风险等级为高或极高时，应当提醒政府及有关部门，并根据生态环境退化风险的变化情况

和采取措施的效果适时调整预警级别，当研判警情消失时，应当解除预警。

5

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表3生态环境退化风险预警等级划分及建议

退化指数（D）风险等级预警等级描述对策建议

生态环境质量处于稳定状态或者生继续开展定期的生态环境退化风险预测工作，

D=0无无

态环境质量得到改善。发布生态环境退化风险预测报告。

部分评价指标出现退化，整体出现组织专业技术人员研判退化原因，采取有效措

0＜D≤1低蓝

略微退化的痕迹，该区域值得关注。施，控制生态环境退化风险进一步发展。

生态环境退化风险存在，有一定的

组织专家会商，分析生态环境退化风险时空范

1＜D≤4中黄生态环境问题，生态功能相对脆弱，

围及程度，提出并实施针对性的防治措施。

需要关注解决。

生态环境退化风险较大，可能存在

上报政府及有关部门，协调专业技术人员实地

4＜D≤9高橙明显的生态环境问题，生态功能脆

调查，组织专家会商制定处理方案。

弱或不稳定。

生态环境退化风险很大，可能存在上报政府及有关部门，开展重点区域空-天-地

9＜D≤16极高红突出的生态环境问题，生态功能极应急监测工作，组织专家会商查明原因并制定

其脆弱或极不稳定。恢复方案。

6成果报告

6.1文字报告

文字内容主要包括区域基本生态环境状况、基础数据的收集整理、评估流程、评估方法、退化风险

预警等级划分、风险区划说明。

6.2图件

图件包括生态环境退化指数时间变化趋势图、生态环境退化指数分布图以及生态环境退化风险分布

图。

6.3数据提交

数据提交.tif格式。

6

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AA

附录A

（规范性）

基础数据的收集和处理过程

表A.1基础数据的收集和处理过程

数据类型数据格式用途处理过程

根据数字化的流域边界掩膜提取得到研究区的高程

高程*.tifSWAT-DayCent模型输入

空间分布数据。

SWAT-DayCent和InVEST生境

土地利用*.tif三调数据和遥感数据结合获取土地利用类型分布。

模块输入

根据第二次全国土地调查南京土壤所提供的1：100

土壤类型*.tifSWAT-DayCent模型输入万土壤数据获取研究区域的土壤类型空间分布，并

将属性相似的土壤类型进行合并。

将第二次全国土地调查南京土壤所提供的1：100万

土壤属性参数*.mdbSWAT-DayCent模型输入土壤数据与SWAT模型的分类标准相对应获取属性

参数，参数及其取值范围见附录C.1。

包含降水、最高温、最低温、平均风速、相对湿度

气象数据*.csvSWAT-DayCent模型输入

及太阳辐射，该数据来源于国家气象数据网。

结合模型原理查阅相关文献资料确定威胁因子，参

威胁因子参数*.csvInVEST生境模块输入

数及取值见附录C.2。

威胁源*.tifInVEST生境模块输入获取威胁因子的空间分布，将其转换为*.tif格式。

生境类型及生

根据模型原理并查阅相关文献资料确定，参数及其

境对威胁源的*.csvInVEST生境模块输入

取值见附录C.3。

敏感性参数

注：空间栅格建议选择分辨率为30m的数据。

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BB

附录B

（规范性）

验证模型的实测数据采集

B.1径流量

通过黄河水利委员会提供的水文数据，收集研究区内流域出口处关键水文站监测的时间序列径流量

数据。

B.2土壤流失量

通过黄河水利委员会提供的水文数据，收集研究区内流域出口处关键水文站监测的时间序列输沙量

数据。

B.3土壤含水量

在研究区内选取典型坡面，设置8个采样点，在田间用土钻采取典型生态系统不同深度处（20cm、

40cm、60cm、80cm、100cm）的土壤样品，将其装入铝盒带入室内进行称重，通过对比烘干前后的

重量，获得土壤样品中的实际含水量；将测得的土壤含水量与采样点处的模拟值进行对比验证模拟结果。

B.4植被净初级生产力

通过野外测量结合原位监测数据获取区域典型生态系统植被净初级生产力实测资料，用于验证模型

模拟结果。野外测量的植被净初级生产力具体包括地上和地下两部分，地上净初级生产力的测定通过样

方收获法获取的地上生物量测算，地下净初级生产力的测定通过根系周转法进行测算。同时选取Global

PrimaryProductionDataInitiative公布的NPP原位监测数据，在剔除重复、无效的记录后，对模型输出的

植被净初级生产力进行验证。

B.5土壤有机碳

通过采取典型生态系统0m～1m（0cm～20cm、20cm～40cm、40cm～60cm、60cm～80cm、

80cm～100cm）不同深度的土壤样品，将样地内的土壤经均匀混合后，采用四分法取得200g土壤样本

密封于自封袋中，带回室内风干、烘干后测定土壤样品中的有机碳含量，将实测数据对采样点范围内模

拟的土壤有机碳进行对比验证模拟结果。

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CC

附录C

（规范性）

模型参数及其建议取值

C.1土壤属性参数

C.2威胁因子数据

C.3生境类型及生境类型对威胁的敏感性

表C.1土壤属性参数

参数描述取值范围

CLAY粘土-

SILT粉土-

SAND砂土-

ROCK砾石-

SOL_CBN土壤层中有机碳含量0.05～10

SOL_Z土壤表层到底层的深度