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                生態保護紅線劃定指南

                發布于:2019-08-03 14:13:52

                生態保護紅線劃定指南
                環境保護部 國家發展改革委
                2017 年 5 月

                目 錄
                1 適用范圍................................................................................................ 6
                2 編制依據................................................................................................ 6
                3 術語和定義............................................................................................ 8
                4 劃定原則................................................................................................ 9
                4.1 科學性原則......................................................................................9
                4.2 整體性原則......................................................................................9
                4.3 協調性原則....................................................................................10
                4.4 動態性原則....................................................................................10
                5 管控要求.............................................................................................. 10
                6 劃定工作程序...................................................................................... 11
                6.1 制定工作方案和技術方案........................................................... 11
                6.2 開展劃定工作................................................................................11
                6.3 各?。▍^、市)方案上報與審核............................................... 11
                6.4 方案批準與發布............................................................................12
                7 劃定技術流程...................................................................................... 12
                7.1 開展科學評估................................................................................12
                7.2 校驗劃定范圍................................................................................14
                7.3 確定紅線邊界................................................................................15
                7.4 形成劃定成果................................................................................167.5 開展勘界定標................................................................................16
                8 命名與編碼.......................................................................................... 18
                8.1 命名................................................................................................18
                8.2 編碼................................................................................................18
                9 成果要求.............................................................................................. 19
                9.1 文本................................................................................................19
                9.2 圖件................................................................................................19
                9.3 登記表............................................................................................20
                9.4 臺賬數據庫....................................................................................20
                9.5 技術報告........................................................................................20
                10 附則.....................................................................................................20
                附錄 A 生態系統服務功能重要性評估方法..........................................21
                附錄 B 生態環境敏感性評估方法..........................................................42
                附錄 C 生態保護紅線綜合制圖..............................................................51
                附錄 D 生態保護紅線匯總表..................................................................54
                附錄 E 生態保護紅線登記表..................................................................55
                附錄 F 生態保護紅線劃定技術報告編寫大綱..................................... 56
                — 5 —為貫徹《中華人民共和國環境保護法》《中共中央關于全面深化
                改革若干重大問題的決定》,落實《關于劃定并嚴守生態保護紅線的
                若干意見》(以下簡稱《若干意見》),指導全國生態保護紅線劃定工
                作,保障國家生態安全,制定本指南。
                1 適用范圍
                本指南適用于中華人民共和國陸地國土空間生態保護紅線的劃定。
                2 編制依據
                《中華人民共和國環境保護法》
                《中華人民共和國國家安全法》
                《中華人民共和國水土保持法》
                《中華人民共和國土地管理法》
                《中華人民共和國水法》
                《中華人民共和國草原法》
                《中華人民共和國防沙治沙法》
                《中華人民共和國森林法》
                《中共中央 國務院關于加快推進生態文明建設的意見》(中發
                〔2015〕12 號)
                《生態文明體制改革總體方案》(中發〔2015〕25 號)
                《關于劃定并嚴守生態保護紅線的若干意見》(廳字〔2017〕2 號)
                《國務院關于印發全國主體功能區規劃的通知》(國發〔2010〕
                46 號)
                《國務院關于印發全國國土規劃綱要(2016—2030 年)的通知》
                (國發〔2017〕3 號)
                — 6 —《國務院辦公廳關于印發濕地保護修復制度方案的通知》
                (國辦〔2016〕89 號)
                《國務院關于印發“十三五”生態環境保護規劃的通知》(國發
                〔2016〕65 號)
                《國務院關于全國水土保持規劃(2015—2030 年)的批復》(國
                函〔2015〕160 號)
                《國務院關于全國重要江河湖泊水功能區劃(2011—2030 年)的
                批復》(國函〔2011〕167 號)
                《國務院關于全國林地保護利用規劃綱要(2010—2020 年)的批
                復》(國函〔2010〕69 號)
                《國務院關于印發全國土地利用總體規劃綱要(2006-2020 年)
                的通知》(國發〔2008〕33 號)
                《關于印發全國土地利用總體規劃綱要(2006-2020 年)調整方
                案的通知》(國土資發〔2016〕67 號)
                《水利部關于印發全國重要飲用水水源地名錄(2016 年)的通知》
                (水資源函〔2016〕383 號)
                《農業部關于印發全國草原保護建設利用總體規劃的通知》(農
                計發〔2007〕11 號)
                《關于印發全國生態功能區劃(修編版)的公告》(環境保護部 中
                國科學院公告 2015 年第 61 號)
                — 7 —— 8 —
                GB/T 2260 中華人民共和國行政區劃代碼
                GB/T 12343 國家基本比例尺地圖編繪規范
                GB/T 13923 基礎地理信息要素分類與代碼
                GB/T21010-2007 土地利用現狀分類
                HJ/T 338 飲用水水源保護區劃分技術規范
                SL 190 土壤侵蝕分類分級標準
                CH/T 9005 基礎地理信息數據庫基本規定
                3 術語和定義
                生態保護紅線:指在生態空間范圍內具有特殊重要生態功能、
                必須強制性嚴格保護的區域,是保障和維護國家生態安全的底線和
                生命線,通常包括具有重要水源涵養、生物多樣性維護、水土保持、
                防風固沙、海岸生態穩定等功能的生態功能重要區域,以及水土流
                失、土地沙化、石漠化、鹽漬化等生態環境敏感脆弱區域。
                國土空間:指國家主權與主權權利管轄下的地域空間,是國民
                生存的場所和環境,包括陸地、陸上水域、內水、領海、領空等。
                生態空間:指具有自然屬性、以提供生態服務或生態產品為主
                體功能的國土空間,包括森林、草原、濕地、河流、湖泊、灘涂、
                岸線、海洋、荒地、荒漠、戈壁、冰川、高山凍原、無居民海島等。
                重點生態功能區:指生態系統十分重要,關系全國或區域生態
                安全,需要在國土空間開發中限制進行大規模高強度工業化城鎮化
                開發,以保持并提高生態產品供給能力的區域,主要類型包括水源
                涵養區、水土保持區、防風固沙區和生物多樣性維護區。
                生態環境敏感脆弱區:指生態系統穩定性差,容易受到外界活
                動影響而產生生態退化且難以自我修復的區域。禁止開發區域:指依法設立的各級各類自然文化資源保護區域,
                以及其他禁止進行工業化城鎮化開發、需要特殊保護的重點生態功
                能區。
                生態安全:指在國家或區域尺度上,生態系統結構合理、功能
                完善、格局穩定,并能夠為人類生存和經濟社會發展持續提供生態
                服務的狀態,是國家安全的重要組成部分。
                生態安全格局:指由事關國家和區域生態安全的關鍵性保護地
                構成的結構完整、功能完備、分布連續的生態空間布局。
                勘界定標:指對已劃定的生態保護紅線邊界進行實地勘查、測
                繪,核準拐點坐標,勘定精確界線,設立統一規范的界碑界樁和標
                識標牌的行為。
                4 劃定原則
                4.1 科學性原則
                以構建國家生態安全格局為目標,采取定量評估與定性判定相
                結合的方法劃定生態保護紅線。在資源環境承載能力和國土空間開
                發適宜性評價的基礎上,按生態系統服務功能(以下簡稱生態功能)
                重要性、生態環境敏感性識別生態保護紅線范圍,并落實到國土空
                間,確保生態保護紅線布局合理、落地準確、邊界清晰。
                4.2 整體性原則
                統籌考慮自然生態整體性和系統性,結合山脈、河流、地貌單
                元、植被等自然邊界以及生態廊道的連通性,合理劃定生態保護紅
                線,應劃盡劃,避免生境破碎化,加強跨區域間生態保護紅線的有
                序銜接。
                — 9 —4.3 協調性原則
                建立協調有序的生態保護紅線劃定工作機制,強化部門聯動,
                上下結合,充分與主體功能區規劃、生態功能區劃、水功能區劃及
                土地利用現狀、城鄉發展布局、國家應對氣候變化規劃等相銜接,
                與永久基本農田保護紅線和城鎮開發邊界相協調,與經濟社會發展
                需求和當前監管能力相適應,統籌劃定生態保護紅線。
                4.4 動態性原則
                根據構建國家和區域生態安全格局,提升生態保護能力和生態
                系統完整性的需要,生態保護紅線布局應不斷優化和完善,面積只
                增不減。
                5 管控要求
                生態保護紅線原則上按禁止開發區域的要求進行管理。嚴禁不
                符合主體功能定位的各類開發活動,嚴禁任意改變用途,確保生態
                功能不降低、面積不減少、性質不改變。因國家重大基礎設施、重
                大民生保障項目建設等需要調整的,由省級政府組織論證,提出調
                整方案,經環境保護部、國家發展改革委會同有關部門提出審核意
                見后,報國務院批準。
                ——功能不降低。生態保護紅線內的自然生態系統結構保持相
                對穩定,退化生態系統功能不斷改善,質量不斷提升。
                ——面積不減少。生態保護紅線邊界保持相對固定,生態保護
                紅線面積只能增加,不能減少。
                ——性質不改變。嚴格實施生態保護紅線國土空間用途管制,
                嚴禁隨意改變用地性質。
                — 10 —6 劃定工作程序
                采取自上而下和自下而上相結合的方式劃定全國和各?。▍^、
                市)生態保護紅線。
                6.1 制定工作方案和技術方案
                各?。▍^、市)依照本指南和生態保護紅線劃定的總體要求,
                建立劃定工作責任制和協調機制,制定各?。▍^、市)工作方案和
                技術方案,明確職責分工,組織專門隊伍,有序推進劃定工作。
                6.2 開展劃定工作
                環境保護部、國家發展改革委會同有關部門開展國家生態保護
                紅線頂層設計,提出各省(區、市)生態保護紅線空間格局和分布建
                議方案,明確需要保護的濕地、草原、森林等生態系統分布范圍,
                指導各地生態保護紅線劃定,并做好跨省域生態保護紅線的銜接與
                協調。
                各省(區、市)依據工作方案和技術方案組織開展劃定工作,參
                照國家生態保護紅線空間格局和分布建議方案,結合本地實際情
                況,形成本行政區生態保護紅線劃定初步方案(含文本、圖件、登
                記表),征求相關部門和地方政府意見,開展專家論證。經修改完
                善報?。▍^、市)人民政府審議同意后,形成生態保護紅線劃定方
                案(送審稿)。
                6.3 各?。▍^、市)方案上報與審核
                各?。▍^、市)人民政府將生態保護紅線劃定方案(送審稿)
                報送環境保護部、國家發展改革委,環境保護部、國家發展改革委
                會同有關部門組織對各?。▍^、市)生態保護紅線開展技術審核并
                — 11 —提出意見,各?。▍^、市)人民政府根據意見修改完善后,形成生
                態保護紅線劃定方案(報批稿)。
                6.4 方案批準與發布
                環境保護部、國家發展改革委會同有關部門將各?。▍^、市)
                生態保護紅線劃定方案報國務院審批后,由各?。▍^、市)人民政
                府發布實施。環境保護部、國家發展改革委會同有關部門在各?。▍^、
                市)生態保護紅線劃定方案基礎上進行匯總,形成全國生態保護紅
                線劃定方案,報國務院同意后,向社會發布。
                已初步完成或發布實施生態保護紅線劃定方案的有關?。▍^、
                市)按照《若干意見》和本指南要求,進一步優化調整劃定方案,
                按程序上報審批。
                7 劃定技術流程
                按照定量與定性相結合的原則,通過科學評估,識別生態保護
                的重點類型和重要區域,合理劃定生態保護紅線。
                7.1 開展科學評估
                在國土空間范圍內,按照資源環境承載能力和國土空間開發適
                宜性評價技術方法,開展生態功能重要性評估和生態環境敏感性評
                估,確定水源涵養、生物多樣性維護、水土保持、防風固沙等生態
                功能極重要區域及極敏感區域,納入生態保護紅線。
                科學評估的主要步驟包括:確定基本評估單元、選擇評估類型
                與方法、數據準備、模型運算、評估分級和現場校驗。
                (1)確定基本評估單元
                根據生態評估參數的數據可獲取性,統一評估工作精度要求。
                — 12 —原則上評估的基本空間單元應為 250m×250m 網格,有條件的地區可
                進一步提高精度。評估工作運行環境采用地理信息系統軟件。
                (2)選擇評估類型與方法
                根據本地區生態環境特征和主要生態問題,確定生態功能和生
                態環境敏感性類型,并結合數據條件,選取適宜的評估方法(參見
                附錄 A 和附錄 B)。
                (3)數據準備
                根據評估方法,搜集評估所需的各類數據,如基礎地理信息數
                據、土地利用現狀及年度調查監測數據、氣象觀測數據、遙感影像、
                地表參量、生態系統類型與分布數據等。評估的基礎數據類型為柵
                格數據,非柵格數據應進行預處理,統一轉換為便于空間計算的網
                格化柵格數據。
                (4)模型運算
                根據評估公式,在地理信息系統軟件中輸入評估所需的各項參
                數,計算生態系統服務功能重要性和生態環境敏感性指數。
                (5)評估分級
                根據評估結果,將生態功能重要性依次劃分為一般重要、重要
                和極重要 3 個等級,將生態環境敏感性依次劃分為一般敏感、敏感
                和極敏感 3 個等級。
                (6)現場校核
                根據相關規劃、區劃中重要生態區域空間分布,結合專家知識,
                綜合判斷評估結果與實際生態狀況的相符性。針對不符合實際情況
                的評估結果開展現場核查校驗與調整,使評估結果趨于合理。
                — 13 —7.2 校驗劃定范圍
                根據科學評估結果,將評估得到的生態功能極重要區和生態環
                境極敏感區進行疊加合并,并與以下保護地進行校驗,形成生態保
                護紅線空間疊加圖,確保劃定范圍涵蓋國家級和省級禁止開發區域,
                以及其他有必要嚴格保護的各類保護地。
                (1)國家級和省級禁止開發區域
                ——國家公園;
                ——自然保護區;
                ——森林公園的生態保育區和核心景觀區;
                ——風景名勝區的核心景區;
                ——地質公園的地質遺跡保護區;
                ——世界自然遺產的核心區和緩沖區;
                ——濕地公園的濕地保育區和恢復重建區;
                ——飲用水水源地的一級保護區;
                ——水產種質資源保護區的核心區;
                ——其他類型禁止開發區的核心保護區域。
                對于上述禁止開發區域內的不同功能分區,應根據生態評估結
                果最終確定納入生態保護紅線的具體范圍。位于生態空間以外或人
                文景觀類的禁止開發區域,不納入生態保護紅線。
                (2)其他各類保護地
                除上述禁止開發區域以外,各地可結合實際情況,根據生態功
                能重要性,將有必要實施嚴格保護的各類保護地納入生態保護紅線
                范圍。主要涵蓋:極小種群物種分布的棲息地、國家一級公益林、
                — 14 —重要濕地(含濱海濕地)、國家級水土流失重點預防區、沙化土地封
                禁保護區、野生植物集中分布地、自然岸線、雪山冰川、高原凍土
                等重要生態保護地。
                7.3 確定紅線邊界
                將 7.2 確定的生態保護紅線疊加圖,通過邊界處理、現狀與規
                劃銜接、跨區域協調、上下對接等步驟,確定生態保護紅線邊界。
                (1)邊界處理
                采用地理信息系統軟件,對疊加圖層進行圖斑聚合處理,合理
                扣除獨立細小斑塊和建設用地、基本農田(綜合制圖方法參見附錄
                C)。邊界調整的底圖建議采用第一次全國地理普查數據庫或土地利
                用現狀及年度調查監測成果,按照保護需要和開發利用現狀,結合
                以下幾類界線勾繪調整生態保護紅線邊界:
                ——自然邊界,主要是依據地形地貌或生態系統完整性確定的
                邊界,如林線、雪線、流域分界線,以及生態系統分布界線等;
                ——自然保護區、風景名勝區等各類保護地邊界;
                ——江河、湖庫,以及海岸等向陸域(或向海)延伸一定距離
                的邊界;
                ——地理國情普查、全國土地調查、森林草原濕地荒漠等自然
                資源調查等明確的地塊邊界。
                (2)現狀與規劃銜接
                將生態保護紅線邊界與各類規劃、區劃空間邊界及土地利用
                現狀相銜接,綜合分析開發建設與生態保護的關系,結合經濟社
                會發展實際,合理確定開發與保護邊界,提高生態保護紅線劃定
                — 15 —合理性和可行性。
                (3)跨區域協調
                根據生態安全格局構建需要,綜合考慮區域或流域生態系統完整
                性,以地形、地貌、植被、河流水系等自然界線為依據,充分與相鄰行
                政區域生態保護紅線劃定結果進行銜接與協調,開展跨區域技術對接,
                確保生態保護紅線空間連續,實現跨區域生態系統整體保護。
                (4)上下對接
                采取上下結合的方式開展技術對接,廣泛征求各市縣級政府意
                見,修改完善后達成一致意見,確定生態保護紅線邊界。
                7.4 形成劃定成果
                在上述工作基礎上,編制生態保護紅線劃定文本、圖件、登記
                表及技術報告,建立臺賬數據庫,形成生態保護紅線劃定方案。
                7.5 開展勘界定標
                根據劃定方案確定的生態保護紅線分布圖,搜集紅線附近原有
                平面控制點坐標成果、控制點網圖,以高清正射影像圖、地形圖和
                地籍圖等相關資料為輔助,調查生態保護紅線各類基礎信息,明確
                紅線區塊邊界走向和實地拐點坐標,詳細勘定紅線邊界。選定界樁
                位置,完成界樁埋設,測定界樁精確空間坐標,建立界樁數據庫,
                形成生態保護紅線勘測定界圖。
                設立統一規范的標識標牌,主要內容包括生態保護紅線區塊的
                范圍、面積、具體拐點坐標、保護對象、主導生態功能、主要管控
                措施、責任人、監督管理電話等。
                生態保護紅線劃定技術流程參見圖 1。
                — 16 —— 17 —
                圖 1 生態保護紅線劃定技術流程
                生態功能重要性評估
                生態保護紅線勘界定標
                勘查與測定 埋設界樁界碑 設立標識標牌
                形成劃定成果
                文本 圖件 登記表 臺賬數據庫 技術報告
                確定紅線邊界
                現狀與規劃銜接 跨區域協調 上下對接
                禁止開發區域 校驗劃定范圍 其他各類保護地
                生態功能極重要區 生態環境極敏感區
                生態環境敏感性評估
                科學
                評估
                空間疊加
                邊界處理
                水 水 防 生 水 土 石 鹽
                源 土 風 多 土 地
                樣 漠 漬
                涵 保 固 性 流 沙
                養 持 沙 護 失 化 化 化8 命名與編碼
                8.1 命名
                生態保護紅線命名采取“自然地理單元+主導生態功能+生態保護
                紅線”的命名方式,如“燕山水源涵養生態保護紅線”。
                落到具體地塊,增加生態保護紅線所屬縣級行政區,即“縣級
                行政區+自然地理單元+主導生態功能(或生態環境敏感性)+生態保
                護紅線”的命名方式,如“密云區密云水庫水源涵養生態保護紅線”,
                以便以縣域為基本單元建立生態保護紅線臺賬系統。
                8.2 編碼
                為加強生態保護紅線信息化管理,對生態保護紅線實行統一編
                碼,采用“行政代碼-類型代碼-數量代碼”的三級編碼方式(見表 1)。
                (1)行政代碼以縣級行政區為單位,由 6 位阿拉伯數字組成。
                (2)類型代碼由 2 位數字組成,第 1 位表示類型特征,其中,1
                表示生態功能,2 表示生態環境敏感性。后 1 位表示屬性分類,其中,
                生態功能包括:1-水源涵養,2-生物多樣性維護,3-水土保持,4-
                防風固沙,5-其他生態功能。生態環境敏感性包括:1-水土流失,
                2-土地沙化,3-石漠化,4-鹽漬化,5-其他敏感性。
                (3)數量代碼表示某一類型生態保護紅線的地塊序號,從 001
                開始編號。
                — 18 —— 19 —
                表 1 生態保護紅線編碼方式
                行政代碼 類型代碼 數量代碼
                ××××××
                一級編碼 名稱 二級編碼 名稱
                001
                002
                ……
                1 生態功能
                1 水源涵養
                2 生物多樣性維護
                3 水土保持
                4 防風固沙
                5 其他生態功能
                2 生態環境敏感性
                1 水土流失
                2 土地沙化
                3 石漠化
                4 鹽漬化
                5 其他敏感性
                9 成果要求
                生態保護紅線劃定成果包括文本、圖件、登記表、臺賬數據庫、
                技術報告等。
                9.1 文本
                生態保護紅線劃定文本內容主要包括:劃定生態保護紅線的重
                要性和必要性,指導思想、基本原則和目標,生態保護紅線類型與
                概述,管控措施,生態保護紅線匯總表(格式參見附錄 D)。
                9.2 圖件
                生態保護紅線圖件數據采用 2000 國家大地坐標系統,高斯-克
                呂格投影,1985 國家高程基準;省級層面基本比例尺為 1:5 萬,縣
                級層面基本比例尺原則上不小于 1:1 萬,基礎數據不滿足要求的可
                采用 1:5 萬。
                生態保護紅線圖件應包括但不限于:(1)生態保護紅線分布圖
                (2)生態功能重要性評估系列圖
                (3)生態環境敏感性評估系列圖
                (4)禁止開發區域分布圖
                (5)其他保護地分布圖
                9.3 登記表
                以縣級行政區為基本單元,編制生態保護紅線登記表。登記表
                內容主要包括紅線區塊代碼、名稱、類型、地理位置、面積、人口
                數量、生態功能、主要生態環境問題、主要人類活動、管控措施等
                基本信息(登記表格式參見附錄 E)。
                9.4 臺賬數據庫
                以縣級行政區為基本單元,構建生態保護紅線臺賬數據庫。臺
                賬信息主要包括紅線區塊登記表信息、基礎地理信息、氣象觀測要
                素、社會經濟要素、地面監測要素、遙感影像、地表生態參數、土
                地權屬等。
                9.5 技術報告
                以文字報告形式表述生態保護紅線劃定的主要內容(格式參見
                附錄 F)。
                10 附則
                本指南由環境保護部、國家發展改革委負責解釋。
                本指南自發布之日起實施,《生態保護紅線劃定技術指南》(環
                發〔2015〕56 號)同時廢止。
                — 20 —附錄 A
                生態系統服務功能重要性評估方法
                目前,生態系統服務功能采用的評估方法主要有模型評估法和
                凈初級生產力(NPP)定量指標評估法。其中,模型評估法所需參數
                較多,對數據需求量較大,準確度較高;定量指標法以 NPP 數據為
                主,參數較少,操作較為簡單,但其適用范圍具有地域性。為提高
                評估結論的準確性以及與實地的相符性,評估方法的參數選取可在
                評估過程進行適當調整和細化,盡可能采用國內權威的、分辨率更
                高的基礎數據。評估結果還需根據實地觀測、調查結果進一步校驗。
                對于全國和各省生態保護紅線劃定,可使用 NPP 定量指標法、
                模型法及其他常用評估方法。鑒于國家發展改革委在資源環境承載
                力評估中使用的方法為模型法,為保持評估結果的一致性,建議各
                地優先使用模型法。
                A.1 模型評估法
                A.1.1 水源涵養功能重要性評估
                水源涵養是生態系統(如森林、草地等)通過其特有的結構與
                水相互作用,對降水進行截留、滲透、蓄積,并通過蒸散發實現對
                水流、水循環的調控,主要表現在緩和地表徑流、補充地下水、減
                緩河流流量的季節波動、滯洪補枯、保證水質等方面。以水源涵養
                量作為生態系統水源涵養功能的評估指標。
                A.1.1.1 評估模型
                — 21 —— 22 —
                采用水量平衡方程來計算水源涵養量,計算公式為:
                ? ?
                3
                1 10
                j
                i i i i i TQ P R ET A ? ?? ? ? ? ?
                式中:TQ 為總水源涵養量(m
                3
                ),Pi為降雨量(mm),Ri為地表徑
                流量(mm),ETi為蒸散發(mm),Ai為 i 類生態系統面積(km
                2
                ),i 為
                研究區第 i 類生態系統類型,j 為研究區生態系統類型數。
                A.1.1.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述模型,水源涵養功能重要性評估需收集生態系統類型
                數據集、氣象數據集和蒸散發數據集等,具體信息見表 A1。
                表 A1 水源涵養功能重要性評估數據表
                名 稱 類 型 分辨率 數 據 來 源
                生態系統類型數據集 矢量 -- 全國生態狀況遙感調查與評估成果
                氣象數據集 文本 -- 中國氣象科學數據共享服務網
                蒸散發數據集 柵格 1km
                國家生態系統觀測研究網絡科技資源服
                務系統網站
                (2)數據預處理
                降雨量因子:根據氣象數據集處理得到。在 Excel 中計算出區
                域所有氣象站點的多年平均降水量,將這些值根據相同的站點名與
                ArcGIS 中的站點(點圖層)數據相連接(Join)。在 Spatial Analyst
                工具中選擇 Interpolate to Raster 選項,選擇相應的插值方法得
                到降水量因子柵格圖。
                地表徑流因子:降雨量乘以地表徑流系數獲得,計算公式如下:
                R?P??
                式中:R 為地表徑流量(mm),P 為多年平均降雨量(mm),α為
                平均地表徑流系數,如表 A2 所示?!?23 —
                表 A2 各類型生態系統地表徑流系數均值表
                生態系統類型 1 生態系統類型 2 平均地表徑流系數(%)
                森林
                常綠闊葉林 2.67
                常綠針葉林 3.02
                針闊混交林 2.29
                落葉闊葉林 1.33
                落葉針葉林 0.88
                稀疏林 19.20
                灌叢
                常綠闊葉灌叢 4.26
                落葉闊葉灌叢 4.17
                針葉灌叢 4.17
                稀疏灌叢 19.20
                草地
                草甸 8.20
                草原 4.78
                草叢 9.37
                稀疏草地 18.27
                濕地 濕地 0.00
                蒸散發因子:根據國家生態系統觀測研究網絡科技資源服務系
                統網站提供的產品數據。原始數據空間分辨率為 1km,通過 ArcGIS
                軟件重采樣為 250m 空間分辨率,得到蒸散發因子柵格圖。
                生態系統面積因子:根據全國生態狀況遙感調查與評估成果中
                的生態系統類型數據集得到。原始數據為矢量數據,通過 ArcGIS 軟
                件轉為 250m 空間分辨率的柵格圖。
                A.1.1.3 模型運算
                將各因子統一成 250m 分辨率的柵格數據,在 ArcGIS 柵格計算
                器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根據公式計算得
                到生態系統水源涵養量。A.1.2 水土保持功能重要性評估
                水土保持是生態系統(如森林、草地等)通過其結構與過程減
                少由于水蝕所導致的土壤侵蝕的作用,是生態系統提供的重要調節
                服務之一。水土保持功能主要與氣候、土壤、地形和植被有關。以
                水土保持量,即潛在土壤侵蝕量與實際土壤侵蝕量的差值,作為生
                態系統水土保持功能的評估指標。
                A.1.2.1 評估模型
                采用修正通用水土流失方程(RUSLE)的水土保持服務模型開展
                評價,公式如下:
                Ac ? Ap ? Ar ? R ? K ? L? S ??1?C?
                式中,Ac為水土保持量(t/hm
                2
                ?a);Ap為潛在土壤侵蝕量;Ar為
                實際土壤侵蝕量;R 為降雨侵蝕力因子(MJ?mm/hm
                2
                ?h?a);K 為土壤可
                蝕性因子(t?hm
                2
                ?h/hm
                2
                ?MJ?mm);L、S 為地形因子,L 表示坡長因子,
                S 表示坡度因子;C 為植被覆蓋因子。
                A.1.2.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述模型,水土保持功能重要性評估需收集高程數據集、
                氣象數據集和土壤數據集等數據,具體信息見表 A3。
                — 24 —— 25 —
                表 A3 水土保持功能重要性評估數據表
                名 稱 類 型 分辨率 數 據 來 源
                高程數據集 柵格 30m 地理空間數據云網站
                氣象數據集 文本 — 中國氣象科學數據共享服務網
                土壤數據集 矢量/Excel —
                全國生態環境調查數據庫
                中國 1:100 萬土壤數據庫
                (2)數據預處理
                降雨侵蝕力因子 R:是指降雨引發土壤侵蝕的潛在能力,通過多
                年平均年降雨侵蝕力因子反映,計算公式如下:
                24
                1
                k
                k R R ? ? ? 半月
                式中,R 為多年平均年降雨侵蝕力(MJ?mm/hm
                2
                ?h?a);R 半月 k為第 k
                個半月的降雨侵蝕力(MJ?mm/hm
                2
                ?h?a);k 為一年的 24 個半月,k=
                1,2,…,24;i 為所用降雨資料的年份,i=1,2,…,n;j 為第 i 年第
                k 個半月侵蝕性降雨日的天數,j=1,2,…,m;Pi,j,k為第 i 年第 k 個
                半月第 j 個侵蝕性日降雨量(mm),可以根據全國范圍內氣象站點多
                年的逐日降雨量資料,通過插值獲得;或者直接采用國家氣象局的
                逐日降雨量數據產品。α為參數,暖季時α=0.3937,冷季時α=
                0.3101。
                土壤可蝕性因子 K:指土壤顆粒被水力分離和搬運的難易程度,
                主要與土壤質地、有機質含量、土體結構、滲透性等土壤理化性質
                有關,計算公式如下:
                _K ? ?-0.01383 ? 0.51575KEPIC ?? 0.1317
                KEPIC ? ?0.2 ? 0.3exp ?-0.0256ms(1- msilt /100) ???[msilt / (mc ? msilt )]
                0.3
                ??1?0.25orgC /[orgC ? exp(3.72 ? 2.95orgC)]?
                ??1?0.7(1? ms /100) /{(1? ms /100) ? exp[?5.51? 2 2.9(1? ms /100)]}?
                式中,KEPIC表示修正前的土壤可蝕性因子,K 表示修正后的土壤可蝕
                性因子,mc、msilt、ms和 orgC 分別為粘粒(<0.002 mm)、粉粒(0.002 mm~
                0.05 mm)、砂粒(0.05 mm~2 mm)和有機碳的百分比含量(%),數
                據來源于中國 1:100 萬土壤數據庫。在 Excel 表格中,利用上述公
                式計算 K 值,然后以土壤類型圖為工作底圖,在 ArcGIS 中將 K 值連
                接(Join)到底圖上。利用 Conversion Tools 中矢量轉柵格工具,
                轉換成空間分辨率為 250m 的土壤可蝕性因子柵格圖。
                地形因子 L、S:L 表示坡長因子,S 表示坡度因子,是反映地形
                對土壤侵蝕影響的兩個因子。在評估中,可以應用地形起伏度,即
                地面一定距離范圍內最大高差,作為區域土壤侵蝕評估的地形指標。
                選 擇 高 程 數 據 集 , 在 Spatial Analyst 下 使 用 Neighborhood
                Statistics,設置 Statistic Type 為最大值和最小值,即得到高程
                數據集的最大值和最小值,然后在 Spatial Analyst 下使用柵格計
                算器 Raster Calculator,公式為[最大值-最小值],獲取地形起伏
                度,即地形因子柵格圖。
                植被覆蓋因子 C:反映了生態系統對土壤侵蝕的影響,是控制土
                壤侵蝕的積極因素。水田、濕地、城鎮和荒漠參照 N-SPECT 的參數
                分別賦值為 0、0、0.01 和 0.7,旱地按植被覆蓋度換算,計算公式如
                下:
                — 26 —— 27 —
                = 1 C旱 0.221-0.595logc
                式中,C 旱為旱地的植被覆蓋因子,c1為小數形式的植被覆蓋度。
                其余生態系統類型按不同植被覆蓋度進行賦值,如表 A4 所示。
                表 A4 不同生態系統類型植被覆蓋因子賦值
                生態系統類型
                植被覆蓋度
                <10 10-30 30-50 50-70 70-90 >90
                森林 0.1 0.08 0.06 0.02 0.004 0.001
                灌叢 0.4 0.22 0.14 0.085 0.04 0.011
                草地 0.45 0.24 0.15 0.09 0.043 0.011
                喬木園地 0.42 0.23 0.14 0.089 0.042 0.011
                灌木園地 0.4 0.22 0.14 0.087 0.042 0.011
                A.1.2.3 模型運算
                將各因子統一成 250m 分辨率的柵格數據,在 ArcGIS 柵格計算
                器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根據公式計算得
                到生態系統水土保持量。
                A.1.3 防風固沙功能重要性評估
                防風固沙是生態系統(如森林、草地等)通過其結構與過程減
                少由于風蝕所導致的土壤侵蝕的作用,是生態系統提供的重要調節
                服務之一。防風固沙功能主要與風速、降雨、溫度、土壤、地形和
                植被等因素密切相關。以防風固沙量(潛在風蝕量與實際風蝕量的
                差值)作為生態系統防風固沙功能的評估指標。
                A.1.3.1 評估模型
                采用修正風蝕方程來計算防風固沙量,公式如下:
                = - L L SR S S 潛— 28 —
                ? ?
                ? ?
                ? ?
                2
                0.3711
                /
                2 2 =
                =109.8 '
                =150.71 '
                z s
                L MAX
                MAX
                z S Q e S
                Q WF EF SCF K
                S WF EF SCF K
                ?
                ? ?
                ?
                ? ? ?
                ? ? ?
                潛 潛
                式中,SR 為固沙量(t km
                -2
                a
                -1
                );SL 潛為潛在風力侵蝕量(t km
                -2
                a
                -1
                );
                SL為實際風力侵蝕量(t km
                -2
                a
                -1
                );QMAX為最大轉移量(kg/m);Z 為最
                大風蝕出現距離(m);WF 為氣候因子(kg/m);K'為地表糙度因子;EF
                為土壤可蝕因子;SCF 為土壤結皮因子;C 為植被覆蓋因子。
                A.1.3.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述評估模型,防風固沙功能重要性評估需用到遙感數據
                集、高程數據集、氣象數據集和土壤數據集等數據,具體信息見表
                A5。
                表 A5 防風固沙功能重要性評估數據表
                名 稱 類 型 分辨率 數 據 來 源
                遙感數據集 柵格 250m
                美國國家航空航天局(NASA)網站或地
                理空間數據云網站
                高程數據集 柵格 30m 地理空間數據云網站
                氣象數據集 文本 — 中國氣象科學數據共享服務網
                土壤數據集 矢量/Excel —
                全國生態環境調查數據庫
                中國 1:100 萬土壤數據庫
                中國地區 Modis 雪蓋產
                品數據集
                柵格 0.05 度 寒區旱區科學數據中心
                ? ?
                2 ( / )
                2
                0.3711
                max
                2
                150.71 ( ' )
                109.8 '
                z s
                L MAX z S Q e S
                S WF EF SCF K C
                Q WF EF SCF K C
                ?
                ?
                ? ? ?
                ? ? ? ? ? ?
                ? ? ? ? ?— 29 —
                (2)數據預處理
                氣候因子 WF
                SW SD g WF ? Wf ? ? ? ?
                式中,WF 為氣候因子,單位為 kg/m,12 個月 WF 總和得到多年
                年均 WF;Wf 為各月多年平均風力因子,ρ為空氣密度,g 為重力加速
                度;在 Excel 中計算出區域所有氣象站點的多年平均風力,將這些
                值根據相同的站點名與 ArcGIS 中的站點(點圖層)數據相連接
                (Join)。在 Spatial Analyst 工具中選擇 Interpolate to Raster
                選項,選擇相應的插值方法得到各月多年平均風力因子柵格圖。SW
                為各月多年平均土壤濕度因子,無量綱;SD 為雪蓋因子,無量綱。
                雪蓋數據來源于寒區旱區科學數據中心的中國地區 Modis 雪蓋產品
                數據集。
                土壤可蝕因子 EF
                ? ? 3 29.09 0.31 0.17 0.33 / 2.59 0.95
                100
                sa si sa cl OM Caco EF
                ? ? ? ? ? ?
                式中,sa 為土壤粗砂含量(0.2 mm~2 mm)(%);si 為土壤粉
                砂含量(%);cl 為土壤粘粒含量(%);OM 為土壤有機質含量(%);
                Caco3為碳酸鈣含量(%),可不予考慮。
                土壤結皮因子 SCF
                2 2
                1 0.0066( ) 0.021( )
                1
                cl OM SCF ? ?
                ?
                式中,cl 為土壤粘粒含量(%);OM 為土壤有機質含量(%)。
                植被覆蓋因子 C不同植被類型的防風固沙效果不同,研究將植被分為林地、灌
                叢、草地、農田、裸地和沙漠六個植被類型,根據不同的系數計算
                各植被覆蓋因子 C 值:
                C ? e
                ai (SC)
                式中,SC 為植被覆蓋度,計算公式見 A.1.2.2;ai為不同植被類
                型的系數,分別為:林地 0.1535,草地 0.1151,灌叢 0.0921,裸地
                0.0768,沙地 0.0658,農田 0.0438。
                地表糙度因子 K'
                K ' ? e
                (1.86 K r ? 2.41 K r
                0.934 ? 0.127 Crr )
                Kr ? 0.2? ??H
                L
                ?
                2
                式中,Kr為土壟糙度,以 Smith-Carson 方程加以計算,單位 cm;
                Crr為隨機糙度因子,取 0,單位 cm;L 為地勢起伏參數;ΔH 為距離
                L 范圍內的海拔高程差,在 GIS 軟件中使用 Neighborhood statistics
                工具計算 DEM 數據相鄰單元格地形起伏差值獲得。
                A.1.3.3 模型運算
                將各因子統一成 250m 分辨率的柵格數據,在 ArcGIS 柵格計算
                器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根據公式計算得
                到生態系統防風固沙量。
                A.1.4 生物多樣性維護功能重要性評估
                生物多樣性維護功能是生態系統在維持基因、物種、生態系統
                多樣性發揮的作用,是生態系統提供的最主要功能之一。生物多樣
                性維護功能與珍稀瀕危和特有動植物的分布豐富程度密切相關,主
                — 30 —要以國家一、二級保護物種和其他具有重要保護價值的物種(含旗
                艦物種)作為生物多樣性保護功能的評估指標。
                A.1.4.1 評估模型
                以國家一、二級保護物種和其他具有重要保護價值的物種為保
                護目標,全面收集區域動植物多樣性和環境資源數據,建立物種分
                布數據庫。根據關鍵物種分布點的環境信息和背景信息,應用物種
                分布模型(Species Distribution Models,SDMs)量化物種對環境
                的依賴關系,從而預測任何一點某物種分布的概率,結合關鍵物種
                的實際分布范圍最終劃定確保物種長期存活的保護紅線。
                A.1.4.2 數據準備
                (1)物種分布數據庫
                物種分布數據庫是以物種名、經緯度和調查時間為核心信息的
                數據庫。物種名分為中文名和拉丁名兩個字段;經緯度字段以度為
                單位,保留小數點后 5 位數字,并記錄數據精度,野外調查中通過
                GPS 記錄的數據精度一般在十幾米,根據地名信息(縣名、鄉鎮名、
                河流、山脈等)匹配的經緯度精度一般在幾公里至幾十公里;時間
                字段為年(如 1998,2005 等),記錄日期與時間、調查的時間階段
                等信息。此外,可增加備注字段(memo),記錄任何相關信息(該字
                段不限長度)。各數據來源(調查人、文獻等)應記錄在數據庫中。
                數據庫軟件可采用 MS Access。
                (2)利用物種分布模型預測物種的分布
                建立物種分布的數據庫后,配合環境變量,即可應用物種分布
                模型預測物種的分布。
                — 31 —①環境變量
                每個環境變量以 GIS 圖層的形式儲存和管理,范圍覆蓋整個中
                國。對于空間范圍超過 1000 萬平方公里的分析,精度為 1 平方公里
                的柵格數據是最常用的。
                常用的環境變量有:
                地形地貌變量:海拔、坡度、坡向;
                地表類型變量:土地覆被類型、植被類型、土壤類型;
                氣候變量:年均溫、年均降水量的季節變異、1 月最低溫、1 月
                均溫、1 月降水量、7 月最高溫、7 月均溫、7 月降水量、年均溫度
                變化范圍、干燥度、輻射強度;
                生態指標:植被凈初級生產力、NDVI、土層厚度、土壤氮含量、
                土壤碳含量等;
                人文指標:GDP、人口密度、道路密度、鄉鎮密度、河流密度等。
                ②物種分布模型
                常用的物種分布模型主要包括回歸模型、分類樹和混合大量簡
                單模型的神經網絡、隨機森林等。其中邏輯斯蒂回歸是最為簡單、
                應用最廣的模型。機器學習類復雜模型(如隨機森林、神經網絡、
                Maxent 等)的預測精度較高,近年來應用較多。
                邏輯斯蒂回歸是廣義線性模型(Generalized Linear Models)
                的一種形式。廣義線性模型是一般線性模型的擴展,允許因變量為
                二項分布、泊松分布等離散型的分布;而一般線性模型要求因變量
                為連續變量,而且其殘差為正態分布。大多數統計軟件在運行廣義
                線性模型時,都可以應用逐步回歸,依據模型擬合優度的統計量
                — 32 —Akaike Information Criterioin (AIC)或 Bayesian Information
                Criteria (BIC)去除冗余變量,減少共線性。
                隨機森林(Random Forest)應用 Breiman 的隨機森林算法,通
                過對大量的分類樹的計算來進行分類和回歸。隨機森林把一組解釋
                變量的值(一個向量)輸入森林中的每棵分類樹中,每棵樹都給出
                這個向量的分類結果(例如物種存在還是不存在)。隨機森林對所有
                的樹的分類結果進行打分,并選擇得分最高的分類樹。整個算法包
                括樹的生長階段和投票選擇階段。隨機森林在樹的構建過程中,隨
                機地從源數據集獲取訓練集,隨機地選擇訓練集的變量,因此和其
                他樹分類器的工作原理完全不同。隨機森林構建的組合樹的誤差率
                更加小且穩定。
                ③預測分布范圍
                物種的每個分布點都對應著環境變量的信息,如海拔 1500 米,
                植被類型為灌叢,人口密度為 5 人/平方公里等。根據物種分布點的
                環境信息和背景信息(整個區域),物種分布模型可以量化物種對環
                境的依賴關系,從而預測任何一點(該點必須有環境變量的信息)
                物種分布的概率。
                一般可隨機選擇地點預測物種分布的概率,也可以按照 0.2 度
                的間隔在全國選擇預測點(如動物紅線劃分中選擇 23953 個),預測
                物種在這些預測點的分布概率。有兩種物種分布模型(即 Maxent 和
                GARP)直接調用環境變量的 GIS 圖層,并生成預測圖層,所以不需
                要選擇預測點。在生成 23953 點表示物種分布的概率后,可以通過
                幾個途徑劃出等值線。例如,GIS 的空間插值法可以生成等值線圖,
                — 33 —— 34 —
                等值線取值范圍在 0-1 之間,代表了物種分布的概率,或者生境適
                宜度。
                A.2 NPP 定量指標評估方法
                A.2.1 水源涵養功能重要性評估
                A.2.1.1 評估模型
                以生態系統水源涵養服務能力指數作為評估指標,計算公式為:
                m ?1 ? WR ? NPP ean ? Fsic ? Fpre ? ? Fslo
                式中,WR 為生態系統水源涵養服務能力指數,NPPmean為多年植被
                凈初級生產力平均值,Fsic為土壤滲流因子,Fpre為多年平均降水量因
                子,Fslo為坡度因子。
                A.2.1.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述評估模型,水源涵養服務功能評估所需數據包括 NPP 數
                據集、土壤數據集、氣象數據集、高程數據集等,具體信息見表 A6。
                表 A6 水源涵養服務功能評估數據表
                名 稱 類型 分辨率 數 據 來 源
                NPP 數據集 柵格 250m 全國生態狀況遙感調查與評估成果
                土壤數據集 柵格 1km 寒區旱區科學數據中心
                氣象數據集 文本 — 中國氣象科學數據共享服務網
                高程數據集 柵格 30m 地理空間數據云網站
                (2)數據預處理
                土壤滲流因子 Fsic:采用 ArcGIS 軟件打開土壤數據集中的柵格
                圖 HWSD_China_Albers.img,將該柵格圖屬性中的 value 字段與HWSD.mdb(土壤屬性表)的字段 MU_GLOBAL 連接,將字段 T_USDA_TEX
                的屬性值除以 13,得到土壤滲流因子柵格圖。
                多年平均降水量因子 Fpre:在 Excel 中計算出區域所有氣象站點
                的多年平均降水量,將這些值根據相同的站點名與 ArcGIS 中的站點
                (點圖層)數據相連接(Join)。在 Spatial Analyst 工具中選擇
                Interpolate to Raster 選項,選擇相應的插值方法得到多年平均降
                水量柵格圖。
                坡度因子 Fslo:根據評估區域高程數據集,采用 ArcGIS 軟件中
                Spatial Analyst 工具條下的 Surface Analysis→Slope 選項計算
                得到坡度柵格圖。
                A.2.1.3 模型運算
                將各因子數據統一成 250m 分辨率的柵格數據,在 ArcGIS 柵格
                計算器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,采用最大最
                小值法將數據歸一化到 0-1 之間,根據公式計算得到生態系統水源
                涵養服務能力指數。
                A.2.2 水土保持功能重要性評估
                A.2.2.1 評估模型
                以生態系統水土保持服務能力指數作為評估指標,計算公式為:
                S pro ? NPPmean ? ?1 ? K ?? ?1 ? Fslo ?
                式中:Spro為水土保持服務能力指數,NPPmean為多年植被凈初級
                生產力平均值,Fslo為坡度因子,K 為土壤可蝕性因子。
                A.2.2.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                — 35 —— 36 —
                Fq=
                根據上述評估模型,水土保持服務功能評估所需數據包括 NPP
                數據集、土壤數據集、高程數據集等,具體信息見表 A7。
                表 A7 水土保持服務功能評估數據表
                名 稱 類型 分辨率 數 據 來 源
                NPP 數據集 柵格 250m 全國生態狀況遙感調查與評估成果
                土壤數據集 柵格 1km 寒區旱區科學數據中心
                高程數據集 柵格 30m 地理空間數據云網站
                (2)數據預處理
                坡度因子 Fslo:計算方法同 A.2.1.2。
                土壤可蝕性因子 K:計算方法同 A.1.2.2。
                A.2.2.3 模型運算
                將 K 值數據重采樣至 250m 柵格,采用最大最小值法將重采樣數
                據歸一化到 0-1 之間,根據公式計算得到生態系統水土保持服務能
                力指數。
                A.2.3 防風固沙功能重要性評估
                A.2.3.1 評估模型
                以生態系統防風固沙服務能力指數作為評估指標,計算公式為:
                ws mean q S ? NPP ? K ? F ? D
                d ETP
                ETP P u 1
                1 i
                i i ?
                ?
                ?
                ?
                ?
                ?
                ? ?
                ??
                12
                1
                3
                100
                ETPi=0.19(20+Ti)2×(1-ri)
                u2=u1(z2 /z1)1/7
                D ? 1 / cos(? )— 37 —
                式中:Sws為防風固沙服務能力指數,NPPmean為多年植被凈初級生產
                力平均值,K 為土壤可蝕性因子,Fq為多年平均氣候侵蝕力,u 為 2m 高
                處的月平均風速,u1、u2分別表示在 z1、z2高度處的風速,ETPi為月潛
                在蒸發量(mm),Pi為月降水量(mm),d 為當月天數,Ti為月平均氣溫,
                ri為月平均相對濕度(%),D 為地表粗糙度因子,θ為坡度(弧度)。
                A.2.3.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述評估模型,防風固沙服務功能評估所需數據包括 NPP
                數據集、氣象數據集、DEM 數據集等,具體信息見表 A8。
                表 A8 防風固沙服務功能評估數據表
                名 稱 類型 分辨率 數 據 來 源
                NPP 數據集 柵格 250m 全國生態狀況遙感調查與評估成果
                氣象數據集 文本 — 中國氣象科學數據共享服務網
                DEM 數據集 柵格 30m 地理空間數據云網站
                (2)數據預處理
                土壤可蝕性因子 K:計算方法同 A.1.2.2。
                月潛在蒸發量因子 ETPi:在 Excel 中計算出區域所有氣象站點
                的月潛在蒸發量,在 ArcGIS 軟件中 Spatial Analyst 工具條下選擇
                Interpolate to Raster 選項,選擇相應的插值方法得到多年潛在蒸
                發量柵格圖。
                多年平均氣候侵蝕力因子 Fq:根據公式將 2m 高處的月平均風速
                換算成 10m 高處的月平均風速;根據公式在 Excel 中計算出區域所有
                氣象站點的多年平均氣候侵蝕力,在 ArcGIS 軟件中 Spatial Analyst— 38 —
                工具條下選擇 Interpolate to Raster 選項,選擇相應的插值方法
                得到多年平均氣候侵蝕力柵格圖。
                地表粗糙度因子 D :在 ArcGIS 柵格計算器(Spatial Analyst→
                Raster Calculator)中計算 1/cos(坡度(°)×3.1415926/180)。
                A.2.3.3 模型運算
                將各因子數據重采樣至 250m 柵格,在 ArcGIS 柵格計算器
                (Spatial Analyst→Raster Calculator)中,采用最大最小值法將
                重采樣數據歸一化到 0-1 之間,根據公式計算得到生態系統防風固
                沙服務能力指數。
                A.2.4 生物多樣性維護功能重要性評估
                A.2.4.1 評估模型
                以生物多樣性維護服務能力指數作為評估指標,計算公式為:
                ?1 ? bio mean pre tem alt S ? NPP ? F ? F ? ? F
                式中:Sbio為生物多樣性維護服務能力指數,NPPmean為多年植被
                凈初級生產力平均值,Fpre為多年平均降水量,Ftem為多年平均氣溫,
                Falt為海拔因子。
                A.2.4.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述評估模型,生物多樣性維護功能評估所需數據包括 NPP
                數據集、氣象數據集、高程數據集等,具體信息見表 A9。
                表 A9 生物多樣性維護功能評估數據表
                名 稱 類型 分辨率 數 據 來 源
                NPP 數據集 柵格 250m 全國生態狀況遙感調查與評估成果
                氣象數據集 文本 — 中國氣象科學數據共享服務網— 39 —
                高程數據集 柵格 30m 地理空間數據云網站
                (2)數據預處理
                多年平均降水量因子 Fpre:計算方法同 A.2.1.2。
                多年平均氣溫因子 Ftem:在 Excel 中計算出區域所有氣象站點的
                多年平均氣溫,將這些值根據相同的站點名與 ArcGIS 中的站點(點
                圖層)數據相連接(Join)。在 Spatial Analyst 工具中選擇
                Interpolate to Raster 選項,選擇相應的插值方法得到多年平均氣
                溫柵格圖。
                A.2.4.3 模型運算
                將各因子數據重采樣至 250m 柵格,在 ArcGIS 柵格計算器
                (Spatial Analyst→Raster Calculator)中,采用最大最小值法將
                重采樣數據歸一化到 0-1 之間,根據公式計算得到生物多樣性維護
                服務能力指數。
                A.3 評估分級
                通過模型計算,得到不同類型生態系統服務值(如水源涵養量)
                柵格圖。在地理信息系統軟件中,運用柵格計算器,輸入公式
                “Int([某一功能的柵格數據]/[某一功能柵格數據的最大值]×
                100)”,得到歸一化后的生態系統服務值柵格圖。導出柵格數據屬性
                表,屬性表記錄了每一個柵格像元的生態系統服務值,將服務值按
                從高到低的順序排列,計算累加服務值。將累加服務值占生態系統
                服務總值比例的 50%與 80%所對應的柵格值,作為生態系統服務功能
                評估分級的分界點,利用地理信息系統軟件的重分類工具,將生態
                系統服務功能重要性分為 3 級,即極重要、重要和一般重要?!?41 —
                表 A10 生態系統服務功能評估分級
                重要性等級 極重要 重要 一般重要
                累積服務值占服務總值
                比例(%)
                50 30 20附錄 B
                生態環境敏感性評估方法
                陸地生態環境敏感性評估主要包括水土流失敏感性、土地沙化
                敏感性、石漠化敏感性、鹽漬化敏感性評估,具體評估方法如下。
                各地可根據區域生態環境實際,開展其他類型敏感性評估,如地質
                災害敏感性評估。為提高評估結論的準確性以及與實地的相符性,
                評估方法的參數選取可在評估過程進行適當調整和細化,盡可能采
                用國內權威的、分辨率更高的基礎數據。
                B.1 水土流失敏感性評估
                B.1.1 評估模型
                根據土壤侵蝕發生的動力條件,水土流失類型主要有水力侵蝕
                和風力侵蝕。以風力侵蝕為主帶來的水土流失敏感性將在土地沙化
                敏感性中進行評估,本節主要對水動力為主的水土流失敏感性進行
                評估。參照原國家環??偩职l布的《生態功能區劃暫行規程》,根據
                通用水土流失方程的基本原理,選取降水侵蝕力、土壤可蝕性、坡
                度坡長和地表植被覆蓋等指標。將反映各因素對水土流失敏感性的
                單因子評估數據,用地理信息系統技術進行乘積運算,公式如下:
                SSi ? 4 Ri ? Ki ? LSi ?Ci
                式中:SSi 為 i 空間單元水土流失敏感性指數,評估因子包括降
                雨侵蝕力(Ri)、土壤可蝕性(Ki)、坡長坡度(LSi)、地表植被覆蓋
                (Ci)。
                — 42 —— 43 —
                B.1.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述評估模型,水土流失敏感性評估所需數據包括氣象數
                據集、土壤數據集、高程數據集、遙感數據集等,具體信息見表 B1。
                表 B1 水土流失敏感性評估數據表
                名 稱 類型 分辨率 數 據 來 源
                氣象數據集 文本 — 文獻
                土壤數據集 矢量/Excel —
                全國生態環境調查數據庫
                中國 1:100 萬土壤數據庫
                高程數據集 柵格 30m 地理空間數據云
                遙感數據集 柵格 250m
                美國國家航空航天局(NASA)網站
                地理空間數據云網站
                (2)數據預處理
                降雨侵蝕力因子 Ri:可根據西北農林科技大學王萬忠教授等利
                用降水資料計算的中國 100 多個城市的 R 值,用 ArcGIS 軟件,在
                Spatial Analyst 工具中選擇 Interpolate to Raster 選項,采用相
                應的插值方法繪制 R 值柵格分布圖。
                坡度坡長因子 LSi:計算方法同 A.1.2.2。
                土壤可蝕性因子 Ki:計算方法同 A.1.2.2。
                植被覆蓋度因子 Ci:植被覆蓋度信息提取是在對光譜信號進行
                分析的基礎上,通過建立歸一化植被指數與植被覆蓋度的轉換信息,
                直接提取植被覆蓋度信息。
                Ci=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)
                式中:NDVIveg為完全植被覆蓋地表所貢獻的信息,NDVIsoil為無植
                被覆蓋地表所貢獻的信息?!?44 —
                覆蓋全國的 MODIS NDVI 數據,來源于美國國家航空航天局
                (NASA) 的 EOS/MODIS 數據產品(http://e4ft101.cr.usgs.gov),
                空間分辨率為 250 m×250 m,時間分辨率為 16d。運用地理信息系統
                軟件進行圖像處理,獲取植被 NDVI 影像圖。由于大部分植被覆蓋類
                型是不同植被類型的混合體,所以不能采用固定的 NDVIsoil和 NDVIveg
                值,通常根據 NDVI 的頻率統計表,計算 NDVI 的頻率累積值,累積
                頻率為 2%的 NDVI 值為 NDVIsoil,累積頻率為 98%的 NDVI 值為 NDVIveg。
                然后在 Spatial Analyst 下使用柵格計算器 Raster Calculator,進
                而計算植被覆蓋度。
                各項指標綜合采用自然分界法與專家知識確定分級賦值標準,
                不同評估指標對應的敏感性等級值見表 B2。
                表 B2 水土流失敏感性的評估指標及分級
                指標 降雨侵蝕力 土壤可蝕性 地形起伏度 植被覆蓋度 分級賦值
                一般敏感 <100
                石礫、沙、粗砂土、細
                砂土、粘土
                0-50 ≥0.6 1
                敏感 100-600
                面砂土、壤土、砂壤土、
                粉粘土、壤粘土
                50-300 0.2~0.6 3
                極敏感 >600 砂粉土、粉土 >300 ≤0.2 5
                B.1.3 模型運算
                將各因子統一成 250m 分辨率的柵格數據,在 ArcGIS 柵格計算
                器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根據評估模型計
                算得到水土流失敏感性指數。
                B.2 土地沙化敏感性評估
                B.2.1 評估模型
                參照《生態功能區劃暫行規程》,選取干燥度指數、起沙風天數、— 45 —
                土壤質地、植被覆蓋度等指標。利用地理信息系統的空間分析功能,
                將各單因子敏感性影響分布圖進行乘積運算,得到評估區的土地沙
                化敏感性等級分布圖,公式如下:
                4 Di i i i i ? I ?W ? K ?C
                式中:Di為 i 評估區域土地沙化敏感性指數;Ii、Wi、Ki、Ci分
                別為評估區域干燥度指數、起沙風天數、土壤質地和植被覆蓋的敏
                感性等級值。
                B.2.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述評估模型,土地沙化敏感性評估所需數據包括氣象數
                據、土壤數據、遙感數據等,具體信息見表 B3。
                表 B3 土地沙化敏感性評估數據表
                名 稱 類型 分辨率 數 據 來 源
                氣象數據集 文本 — 中國氣象科學數據共享服務網
                土壤數據集 矢量/Excel —
                全國生態環境調查數據庫
                中國 1:100 萬土壤數據庫
                遙感數據集 柵格 250m
                美國國家航空航天局(NASA)網站
                地理空間數據云網站
                (2) 數據預處理
                干燥度指數因子 Ii:表征一個地區干濕程度,反映了某地、某
                時水分的收入和支出狀況。采用修正的謝良尼諾夫公式計算干燥度
                指數。在 Excel 中計算出區域所有氣象站點全年≥10℃的積溫和全年
                ≥10℃期間的降雨量,然后利用下述干燥度指數公式計算干燥度指數,
                將這些值根據相同的站點名與 ArcGIS 中的站點(點圖層)數據相連
                接(Join)。在 Spatial Analyst 工具中選擇 Interpolate to Raster— 46 —
                選項,采用Kriging插值方法得到干燥度指數柵格圖。然后在Spatial
                Analyst→Reclassify 中進行分級賦值。
                10
                10 0.16 i I
                ?
                ? ?
                全年 ℃的積溫
                全年 ℃期間的降水量
                起沙風天數因子 Wi:風力強度是影響風對土壤顆粒搬運的重要
                因素。已有研究資料表明,砂質壤土、壤質砂土和固定風砂土的起
                動風速分別為 6.0、6.6 和 5.1m/s,建議選用冬春季節大于 6m/s 起
                沙風天數指標評估土地沙化敏感性。根據研究區各氣象站點的氣象
                數據以及經緯度信息,將這些值根據相同的站點名與 ArcGIS 中的站
                點(點圖層)數據相連接(Join)。在 Spatial Analyst→ Interpolate
                to Raster 工具中,選擇相應的插值方法得到起沙風天數柵格圖。
                土壤質地因子 Ki:不同粒度的土壤顆粒具有不同的抗蝕力,粘
                質土壤易形成團粒結構,抗蝕力增強;在粒徑相同的條件下,沙質
                土壤的起沙速率大于壤質土壤的起沙速率;礫質結構的土壤和戈壁
                土壤的風蝕速率小于沙地土壤;基巖質土壤供沙率極低,受風蝕的
                影響不大。以土壤質地圖為底圖,在 ArcGIS 中利用 Spatial Analyst
                中的 Reclassify 進行分級賦值,得出土壤質地對土地沙化敏感性的
                單因素評估圖。
                植被覆蓋度因子 Ci:數據來源和處理方法參照水土流失敏感性
                評估。
                各項指標綜合采用自然分界法與專家知識確定分級賦值標準,
                不同評估指標對應的敏感性等級值見表 B4?!?47 —
                表 B4 土地沙化敏感性評估指標及分級
                指標 干燥度指數 ≥6m/s 起沙風天數 土壤質地 植被覆蓋度 分級賦值(S)
                一般敏感 ≤1.5 ≤10 基巖、粘質 ≥0.6 1
                敏感 1.5~16.0 10~30 礫質、壤質 0.2~0.6 3
                極敏感 ≥16.0 ≥30 沙質 ≤0.2 5
                B.2.3 模型運算
                將各因子統一成 250m 分辨率的柵格數據,在 ArcGIS 柵格計算
                器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根據評估模型計
                算得到土地沙化敏感性指數。
                B.3 石漠化敏感性評估
                B.3.1 評估模型
                石漠化敏感性評估是為了識別容易產生石漠化的區域,評估石漠
                化對人類活動的敏感程度。根據石漠化形成機理,選取碳酸巖出露面
                積百分比、地形坡度、植被覆蓋度因子構建石漠化敏感性評估指標體
                系。利用地理信息系統的空間疊加功能,將各單因子敏感性影響分布
                圖進行乘積計算,得到石漠化敏感性等級分布圖,公式如下:
                3
                i i i i S ? D ? P ?C
                式中:Si為 i 評估區域石漠化敏感性指數;Di、Pi、Ci分別為 i 評估
                區域碳酸巖出露面積百分比、地形坡度和植被覆蓋度。
                B.3.2 數據準備
                (1) 數據來源與獲取
                根據上述評估模型,石漠化敏感性評估所需數據包括土壤數據
                集、高程數據集、遙感數據集等,具體信息見表 B5?!?48 —
                表 B5 石漠化敏感性評估數據表
                名 稱 類型 分辨率 數 據 來 源
                高程數據集 柵格 30m 地理空間數據云
                土壤數據集 矢量/Excel —
                全國生態環境調查數據庫
                中國 1:100 萬土壤數據庫
                遙感數據集 柵格 250m
                美國國家航空航天局(NASA)網站
                地理空間數據云網站
                (2)數據預處理
                Di根據已有研究資料,利用 ArcGIS 中的空間分析工具進行運算
                處理;Pi根據評估區數字高程,利用 Spatial Analyst→Slope 工具
                提取坡度;Ci的數據來源和處理方法參照土地沙化敏感性。
                各項指標綜合采用自然分界法與專家知識確定分級賦值標準,
                不同評估指標對應的敏感性等級值見表 B6。
                表 B6 石漠化敏感性評估指標及分級
                指 標 碳酸巖出露面積百分比(%) 地形坡度 植被覆蓋度 分級賦值
                一般敏感 ≤30 ≤8° ≥0.6 1
                敏感 30~70 8°~25° 0.2~0.6 3
                極敏感 ≥70 ≥25° ≤0.2 5
                B.3.3 模型運算
                將各因子統一成 250m 分辨率的柵格數據,在 ArcGIS 柵格計算
                器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根據評估模型計
                算得到石漠化敏感性指數。
                B.4 鹽漬化敏感性評估
                B.4.1 評估模型
                鹽漬化敏感性主要取決于蒸發量/降雨量、地下水礦化度、地下
                水埋深、土壤質地等因子。利用地理信息系統的空間疊加功能,將— 49 —
                各單因子敏感性影響分布圖進行乘積運算,得到鹽漬化敏感性等級
                分布圖,公式如下:
                4
                i i i i i S ? I ? M ? D ? K
                式中:Si為 i 評估區域鹽漬化敏感性指數;Ii、Mi、Di、Ki分別為 i
                評估區域蒸發量/降雨量、地下水礦化度、地下水埋深和土壤質地的
                敏感性等級值,各地區可根據實際對分級評估標準作相應的調整。
                B.4.2 數據準備
                (1)數據來源與獲取
                根據上述評估模型,鹽漬化敏感性評估所需數據包括氣象數據、
                土壤數據、地下水礦化度數據、地下水埋深數據等,具體信息見表
                B7。
                表 B7 鹽漬化敏感性評估數據表
                名 稱 類型 分辨率 數 據 來 源
                氣象數據集 文本 — 中國氣象科學數據共享服務網
                土壤數據集 矢量/Excel —
                全國生態環境調查數據庫
                中國 1:100 萬土壤數據庫
                地下水礦化度 文本 — 地方水文局
                地下水埋深 文本 — 地方水文局
                (2)數據預處理
                蒸發量/降雨量因子 Ii:利用 ArcGIS 柵格計算工具進行運算處理。
                地下水礦化度因子 Mi:采用 ArcGIS 軟件,在 Spatial Analyst
                工具中選擇 Interpolate to Raster 選項,選用相應的插值方法繪
                制地下水礦化度柵格分布圖。
                地下水埋深因子 Di:采用 ArcGIS 軟件,在 Spatial Analyst 工— 50 —
                具中選擇 Interpolate to Raster 選項,選用相應的插值方法繪制
                地下水埋深柵格分布圖。
                土壤質地 Ki:以土壤質地圖為底圖,在 ArcGIS 中利用 Spatial
                Analyst 中的 Reclassify 進行分級賦值,得出土壤質地對鹽漬化敏
                感性的單因素評估圖。
                各項指標綜合采用自然分界法與專家知識確定分級賦值標準,
                不同評估指標對應的敏感性等級值見表 B8。
                表 B8 鹽漬化敏感性評估指標及分級
                指 標 蒸發量/降雨量 地下水礦化度 地下水埋深 土壤質地 分級賦值
                一般敏感 ≤3 ≤5 ≥5 砂土、粘土 1
                敏感 3~15 5~25 1~5 粘壤土、壤土 3
                極敏感 ≥15 ≥25 ≤1 砂壤土 5
                B.4.3 模型運算
                將各因子統一成 250m 分辨率的柵格數據,在 ArcGIS 柵格計算
                器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根據評估模型計
                算得到鹽漬化敏感性指數。
                B.5 評估分級
                利用 ArcGIS 的重分類模塊,結合專家知識,將生態環境敏感性
                評估結果分為 3 級,即一般敏感、敏感和極敏感,具體分級賦值及
                標準見表 B9。
                表 B9 生態環境敏感性評估分級
                敏感性等級 一般敏感 敏感 極敏感
                分級賦值 1 3 5
                分級標準 1.0-2.0 2.1-4.0 >4.0附錄 C
                生態保護紅線綜合制圖
                生態保護紅線綜合制圖是開展邊界核定的基本前提和依據。以
                最新的高精度遙感影像和土地利用數據為底圖,將評估結果圖與底
                圖進行疊合,采用地理信息系統軟件進行圖斑聚合處理,扣除獨立
                細小圖斑。為保證生態保護紅線的生態完整性和連續性,紅線斑塊
                最小上圖面積原則為 1km
                2
                。根據實際土地利用類型和影像地物分布
                進行遙感判讀與補充勾繪,調整生態保護紅線界線,形成邊界清晰、
                切合實際、生態完整性好的生態保護紅線圖。
                C.1 數據準備與資料收集
                C.1.1 專題圖件
                專題圖件包括:1:1 萬(或 1:5 萬)國家基本比例尺地形圖、土
                地調查及變更數據、地理國情普查和監測數據、永久基本農田劃定
                成果數據、林地變更調查數據、國家基礎地理信息數據庫;有明確
                邊界的保護地分布矢量圖(自然保護區、風景名勝區、森林公園、
                生態公益林、飲用水水源保護區等)。
                C.1.2 遙感影像
                遙感影像一般包括:高分辨率衛星遙感(如資源 3 號、高分 1
                號、高分 2 號(GF-1、GF-2)等)或航片,國外高分辨率遙感影像
                進行補充,影像空間分辨率優于 2.5m。
                C.1.3 相關規劃和區劃
                — 51 —相關規劃和區劃主要包括:主體功能區規劃、城鄉規劃、土地
                利用規劃、生態功能區劃、環境功能區劃、環境保護專項規劃、自
                然保護區發展規劃、資源開發規劃、旅游發展規劃等。
                C.2 數據預處理
                C.2.1 數據聚合
                利用地理信息系統軟件將生態系統服務功能重要性和生態環境
                敏感性評估數據轉換為 Shape 格式,通過聚合工具將相對聚集或鄰
                近的圖斑聚合為相對完整連片圖斑,聚合距離為 250m,最小孔洞大
                小為 1km
                2
                。各行政區可根據圖斑的破碎化程度和行政區面積適當調
                整聚合的距離。
                C.2.2 破碎斑塊扣除
                為減少紅線的破碎化程度,一般應將面積小于 1km
                2
                的獨立圖斑
                扣除(若細小斑塊為重要物種棲息地或其他重要生態保護地須予以
                保留)。獨立圖斑扣除的面積閾值可根據評估結果和行政區面積大小
                進行適當調整。
                C.2.3 建設用地和基本農田剔除
                根據土地利用現狀與規劃等資料,結合實地情況,扣除聚合后
                不適宜納入生態保護紅線的建設用地或基本農田。
                C.3 補充勾繪
                對于經過上述處理后,仍較為破碎的紅線,可根據高分辨率影
                像、地理國情普查和土地調查數據,采用人機交互方式,補充勾繪
                出紅線。對于一些暫時無法確定的未知類型,先進行標記,再通過
                實地調查進行確認,并根據調查結果確定紅線地塊的邊界。
                — 52 —C.4 專題圖件制作
                生態保護紅線圖件制作要求在地理信息系統軟件下數字化成
                圖,采用地圖學規范方法表示,層次清晰,圖式、圖例、注記齊全。
                底圖應包括行政區域界線、地表主要水系、水庫、湖泊、交通線路、
                重要城鎮等要素。
                — 53 —— 54 —
                附錄 D
                生 態 保 護 紅 線 匯 總 表
                表 D1 XX ?。▍^、市)生態保護紅線匯總表
                地市名稱 序號 縣級行政區名稱 行政區劃代碼
                行政區國土面積
                (km
                2
                行政區人口
                (萬人)
                生態保護紅線面積
                (km
                2
                生態保護紅線面積比例
                (%)
                主導生態系統
                服務功能
                合計— 55 —
                附錄 E
                生 態 保 護 紅 線 登 記 表
                表 E1 XX ?。▍^、市)生態保護紅線登記表
                所在行政區域
                編碼
                *
                名稱
                人口數量
                (人)
                類型
                生態系統服
                務功能與
                保護目標
                地理位置(四
                至描述,拐點
                坐標)
                區域面積
                (km
                2
                生態系統與
                植被類型
                主要人為活
                動類型
                生態環境問題 管控措施
                市級 縣級
                合計(去重疊)
                說明:編碼
                *
                采用三級編碼方式,詳見 8.2 編碼部分;人口數量指紅線區塊內的常住人口數;生態系統服務功能與保護目標包括水源涵養、水土保持、
                防風固沙、生物多樣性維護、重要生態系統或保護物種等;地理位置應注明紅線邊界各拐點經緯度坐標,清晰描述所處的具體位置;主要人為活
                動類型包括種養殖、放牧、旅游等。附錄 F
                生態保護紅線劃定技術報告編寫大綱
                XX ?。▍^、市)生態保護紅線劃定技術報告
                前言
                介紹工作背景、目的意義、任務來源、工作原則等。
                1 區域概況
                1.1 自然環境狀況
                1.2 經濟社會概況
                1.3 生態環境保護狀況
                2 主要生態問題
                明確本行政區主要生態問題,并分析原因。
                3 總則
                3.1 指導思想
                3.2 劃定目標
                3.3 劃定原則
                3.4 劃定依據
                3.5 技術路線
                4 生態保護紅線劃定方法
                參照本指南要求,闡述生態保護紅線劃定的方法和具體步驟。
                5 生態保護紅線劃定范圍識別
                — 56 —5.1 生態系統服務功能極重要區
                5.2 生態極敏感區
                5.3 禁止開發區域
                5.4 其他生態保護地
                6 生態保護紅線方案確定
                6.1 生態保護紅線疊加分析
                綜合疊加不同類型生態保護紅線,扣除破碎斑塊,結合遙感影像、
                土地利用數據調整邊界,形成本行政區生態保護紅線初步方案。
                6.2 生態保護紅線協調性分析
                分析初步方案與主體功能區規劃、生態功能區劃、土地利用規劃、
                城鄉規劃、環境保護規劃以及相關規劃的協調性,提出初步方案的
                優化調整建議。
                6.3 生態保護紅線劃定方案確定
                根據協調分析結果,開展生態保護紅線邊界落圖,結合管理實際
                最終確定本行政區生態保護紅線劃定方案。
                6.4 生態保護紅線成效分析
                分析紅線方案在保護生態系統服務功能、保障人居環境安全、保
                護生物多樣性、促進經濟社會發展等方面所產生的保護成效。
                7 生態保護紅線管控措施
                依據生態保護紅線類型與特征,結合本地管理要求,制定本行政
                區生態保護紅線管控措施。
                8 附件
                包括與生態保護紅線劃定相關的技術資料、管理文件等。
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                新聞資訊
                企業動態
                行業動態
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