整理生态质量综合评价指数计算及标准分级上海气象局.docx
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整理生态质量综合评价指数计算及标准分级上海气象局
（完整）生态质量综合评价指数计算及标准分级-上海气象局
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生态质量气象评价规范
（试行）
中国气象局
2005年7月
前言
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。
定义
下列术语和定义适用于本规范:
1。
1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。
1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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。
1.4。
1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。
4.2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。
5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。
工作任务和计算方法
2。
1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。
2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。
1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：
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0℃〈t≤30℃时:
当月平均温度-40℃≤t〈0℃时：
Ｋ<1时，表示大气降水少于植被生理过程需水量;当Ｋ=1时,表示该区域大气降水与植被生理需水达到平衡;当Ｋ〉1时，表示大气降水大于植被生理过程需水量,降水条件不成为当地植被生理需水的限制因子，如果Ｋ>1，规定Ｋ=1.
2。
2。
2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1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。
5
0.3
0.2
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
0.6
0。
25
0。
15
0.6
0.3
0.1
0。
7
0。
3
2.2.3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。
4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。
表2土地退化指数分权重
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。
05
0。
25
0。
2
0。
3
0。
5
土地退化指数各因子的权重见表2。
2.2.5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
灾害强度权重（具体见表3）
表3灾害指数分权重
指标
轻度
中度
重度
毁灭性
权重
0.1
0。
3
0。
6
1。
0
3.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。
1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。
2林地面积监测
3。
2。
1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。
2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。
3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。
4疏林地
指郁闭度为10％~30％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.
3.3草地面积监测
3。
3。
1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.
3.3.2中覆盖草地
指覆盖度20％～50%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。
3.3低覆盖草地
指覆盖度5％～20％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。
4农田面积监测
3.4.1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。
2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。
5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。
6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4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
（mm）
无明显侵蚀
＜500
＜0.5
轻度侵蚀
500-2500
0。
5—2。
5
中度侵蚀
2500-5000
2.5-5.0
强度侵蚀
5000-8000
5.0-8.0
极强度侵蚀
8000—12000
8。
0-12.0
剧烈侵蚀
＞12000
＞12。
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，。
3.7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.生态质量综合评价指数计算及标准分级
4。
1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。
4.2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:
Ｐi为ｉ区域的生态综合评价指数；Ｗij为ｉ区域第ｊ项指标的权重值;Ｙij为ｉ区域第ｊ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5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
0.25
0.30
0。
2
0。
15
0.1
4。
2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0—1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,只在显著作用区间对指标值进行0-100的相对评分，高于或低于显著作用区间的指标值等同于显著作用区间的最高值或最低值看待。
如绿地盖度50%为100分，绿地盖度70%也是100分
4.3生态质量评价分级
根据生态监测资料计算的结果，将生态质量划分成五级，即优、良好、一般、较差和差，其含义如下:
当生态质量指标≥70时,生态质量为优，表明植被覆盖度好，降水充沛，生物多样性好，生态系统稳定，最适合人类生存。
当生态质量指标在55～70之间时,生态质量为良，表明植被覆盖度较好，降水充足，生物多样性较好，适合人类生存。
当生态质量指标在30～55之间时，生态质量为一般，表明植被覆盖度处于中等水平，降水正常，生物多样性一般水平，较适合人类生存,但偶尔有不适人类生存的制约性因子出现。
当生态质量指标在15～30之间时，生态质量为较差，表明植被覆盖较差,严重干旱少雨,物种较少，存在着明显限制人类存在的因素。
当生态质量指标〈15时,生态质量为差，表明条件较恶劣，极端干旱少雨,多属戈壁、沙漠、盐碱地、秃山，不适合人类长期生存。
5.质量控制和质量保证
制定评价值班制度及检查制度,检查遥感监测和地面监测数据计算的准确率，保证评价质量。
6。
生态质量气象评价业务
每个季度和年度对本区域生态质量评价一次，季度评价的日期由各省（区、市）气象局确定,报中国气象局备案；每次评价不仅要生态质量优劣的等级,而且要与多年平均（待积累多年数据后）或近几年的生态质量进行比较，分析原因，并提出改善生态质量的对策建议。
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