HJ 1171-2021 全国生态状况调查评估技术规范——生态系统格局评估.pdf

1、中 华 人 民 共 和 国 国 家 生 态 环 境 标 准 HJ 1171 2021 全国生态 状况调查 评估技术 规范 生态 系统格局 评估 Technical specification for investigation and assessment of national ecological status Ecosystem patterns assessment 本电子 版为 正式 标准 文本 ，由生 态环 境部 环境 标准 研究所 审校 排版 。 2021-05-12 发布 2021-08-01 实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 1171 2021 i 目 次 前 言 .

2、ii 1 适 用范 围 . 1 2 术 语和 定义 . 1 3 总则 . 2 4 评 估技 术流 程. 2 5 评 估指 标体 系. 3 6 评 估技 术方 法. 3 7 评 估结 果 . 5 HJ 1171 2021 ii 前 言 为贯彻 中 华人 民共 和国 环境保 护法 及 相关 法律 法规， 以及 全 国生 态状 况定期 遥感 调查 评 估 方 案 （ 环办 生态 201945 号） ，制 定本 标准 。 本标准 规定 了生 态系 统格 局评估 的总 则 、 技 术流 程 、 评估指 标体 系 、 评 估技 术 方法和 评估 结果 等要 求 。 本标准 为首 次发 布。 本标准 与以

3、下标 准同 属全 国生态 状况 调查 评估 技术 规范系 列标 准： 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 遥感 解译与 野外 核查 （HJ 1166 2021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 森林 生态 系统 野外观 测 （HJ 11672021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 草地 生态 系统 野外观 测 （HJ 11682021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 湿 地 生 态 系 统 野 外 观 测 （HJ 1169 2021）； 全 国 生 态 状 况 调 查 评 估 技 术 规 范 荒 漠生 态系 统野外 观测 （HJ 117

4、0 2021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 质量 评估 （HJ 11722021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 服务 功能评 估 （HJ 11742021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 问题 评估 （HJ 1174 2021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 项目 尺度 生态 影响评 估 （HJ 11752021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 数据 质量 控制 与集成 （HJ 1176 2021）。 本标准 由生 态环 境部 自然 生态保 护司 、法 规与 标准 司组织 制订 。 本标准

5、主要 起草 单位 ：中 国科学 院生 态环 境研 究中 心、生 态环 境部 卫星 环境 应用中 心。 本标准 生态 环境 部 2021 年 5 月 12 日批 准。 本标准 自 2021 年 8 月 1 日 起实施 。 本标准 由生 态环 境部 解释 。 HJ 1171 2021 1 全 国生态 状况调查 评估技 术规范 生 态系统 格局 评估 1 适用范围 本标准 规定 了生 态系 统格 局评估 的总 则 、 技 术流 程 、 评估指 标体 系 、 评 估技 术 方法和 评估 结果 等要 求。 本标准 适用 于全 国及 省市 县级行 政区 域陆 域生 态系 统格局 评估 ，其 他地 理区 域

6、可参 考本 标 准 执 行 。 2 术语和定义 下列术 语和 定义 适用 于本 标准。 2.1 生态系 统空 间格 局 spatial patterns of ecosystem 各类不 同生 态系 统在 空间 上的排 列和 组合 ，包 括生 态系统 类型 、数 目及 空间 分布与 配置 。 2.2 生态系 统类 型 ecosystem types 在一定 的空 间内 ， 生物 与 环境之 间通 过物 质循 环和 能量流 动而 构成 的统 一整 体， 主要 包括 森林 、 灌 丛、草 地、 湿地 、农 田、 城镇、 荒漠 等生 态系 统类 型。 2.3 生态系 统构 成 ecosystem c

7、ombination 一定空 间内 不同 生态 系统 类型所 占的 比例 。 2.4 生态系 统分 级 hierarchical classification of ecosystem types 基于特 定目 的 ， 按 一定 的 标准 ， 通 过自 下而 上地 归 并或自 上而 下地 细分 ， 将 生态系 统划 分为 一系 列 分层次 的、 复杂 程度 有差 异的生 态系 统单 元。 2.5 斑块 patches 依赖于 尺度 的， 与周 围环 境在性 质上 或者 外观 上不 同的空 间实 体。 2.6 破碎化 ecosystem fragmentation 由于自 然或 人文 因素 的干

8、 扰所导 致的 景观 由简 单趋 向于复 杂的 过程 ， 即 景观 由 均质和 连续 的整 体 趋 向于异 质和 不连 续的 多类 型斑块 镶嵌 体。 2.7 生态系 统聚 集度 ecosystem contagion 一定空 间范 围内 相 同 类型 生态系 统斑 块在 空间 上呈 现的紧 密程 度。 2.8 生态系 统类 型转 移矩 阵 ecosystem transition matrix 通过矩 阵的 方式 定量 描述 两个时 期不 同生 态系 统类 型之间 相互 转变 关系 。 HJ 1171 2021 2 3 总则 3.1 原则 生态系 统格 局评 估应 遵循 规范性 、可 操作

9、性、 先进 性和经 济与 技术 可行 性的 原则。 3.2 目标和范围 3.2.1 目标 以遥感 和地 面调 查数 据为 基础 ， 结 合生 态系 统长 期 监测数 据 ， 评 估生 态系 统 格局状 况 ， 了 解不 同类 型生态 系统 面积 与空 间变 化趋势 ，定 量分 析生 态系 统总体 变化 特征 。 3.2.2 范围 时间范 围为 有数 据支 撑的 一年或 多年 （5 年或 10 年 ） ，空 间范 围为 评估 区。 4 技术流程 本标准 制定 了生 态系 统格 局评估 的技 术流 程， 见 图 1 。 图 1 生态系统 格局 评估 总体技 术流 程 确定评估范围 收集生态系统空间

10、分布数据 遥感解译 地面调查 建立生态系统分类体系 指标提取和计算 生态系统格局及变化评估结果 构成及其变化 生态 系统 类型 构成 比例 生态系 统类型 面积变 化率 空间格局特征及其 变化 总体变化特征 斑块 数 平均 斑块 面积 边界 密度 聚集 度指 数 各类 生态 系统 变化 方向 综合 生态 系统 动态 度 HJ 1171 2021 3 5 评估指标体 系 生态系 统格 局及 变化 评估 指标体 系见 表 1 。 表 1 生态系统 格局 及变 化评估 指标 体系 一级指标 二级指标 指标含义 生态系统构成及其 变化 生态系统类型构成比例 评估区内各类生态系统面积比例，代表了各生态系

11、统类型在评估区内的 组成现状 生态系统类型面积变化率 评估区内一定时间范围内某类生态系统的面积变化情况，代表了评估区 内各类生态系统在一定时间的变化程度 生态系统空间格局 特征及其变化 斑块数 评估区内各类生态系统斑块的数量，反映某类生态系统在区域内分布的 总体规模 平均斑块面积 评估区内某类生态系统斑块面积的算术平均值，反映该类生态系统斑块 规模的平均水平 边界密度 评估区内某类生态系统边界与总面积的比例，以该类边形特征描述生态 系统破碎化程度 聚集度指数 评估区内所有类型生态系统斑块的相邻概率，反映各类生态系统斑块的 非随机性或聚集程度 生态系统总体变化 特征 各类生态系统变化方向 借助生

12、态系统类型转移矩阵分析评估区内各类生态系统的变化方向，反 映评估初期各类生态系统的流失去向以及评估末期各类生态系统的来源 与构成 综合生态系统动态度 评估时段内生态系统类型间的转移，反映评估区生态系统类型变化的剧 烈程度，便于找出生态系统类型变化的热点区域 6 评估技术方 法 生态系 统格 局评 估包 括以 下 8 个 指标 ，具 体分 析与 评估方 法如 下。 6.1 生态系统类 型构 成比 例 指标含 义见 表 1 。该 指标 越大， 该生 态系 统类 型所 占面积 比例 越高 。 按式（1 ） 计算 ： TS ij ij S P （1） 式中：P ij 第i 类 生态 系 统在 第j 年

13、的 面积 比例 ； S ij 第i 类 生态 系统 在 第j 年的 面积 ； TS 评 估区 域总面 积。 6.2 生态系统类 型面 积变 化率 指标含 义见 表 1 。该 指标 越大， 该生 态系 统类 型在 评估期 内面 积变 化幅 度越 大。 按式（2 ） 计算 ： 100% ba V a EU EU E EU （2 ） 式中：E V 评估 时段 内 某一生 态系 统类 型的 变化 率； EU a 研究 期初 某一 类生 态系统 的面 积。 HJ 1171 2021 4 EU b 研 究期 末某 一类 生 态系统 的面 积。 6.3 斑块数 指标含 义见 表 1 。 该 指标 越 大，

14、该生 态系统 类型 分布 的规模 越大 或越 破碎 ， 需 结合平 均斑 块面 积 指 数综合 分析 。 按式（3） 计算 ： NP i n （3） 式中： NP 斑块 数量 指数 ； i n 第i 类生 态系 统的 斑块 数量。 6.4 平均斑块面 积 指标含 义见 表 1 。该 指标 越大， 该生 态系 统类 型越 完整， 需结 合斑 块数 量指 数综合 分析 。 按式（4 ） 计算 ： 1 1 i N i ij j i AA N （4 ） 式中： i A 平均 斑块 面积 指数； N i 第i 类生 态系 统的 斑 块总数 ； A ij 第i 类生 态系 统第j 个斑块 的面 积。 6.

15、5 边界密度 指标含 义见 表 1 。该 指标 越大， 该生 态系 统类 型距 离边界 较远 的核 心面 积越 小。 按式（5 ） 计算 ： 1 1 ED M i ij j i L A （5 ） 式中： ED i 第i 类 生态 系统 边界密 度指 数； ij L 第i 类生 态系 统斑 块与 相邻 第j 类生 态系 统斑 块 间的边 界长 度； i A 第i 类生 态系 统的 总面 积。 6.6 聚集度指数 指标含 义见 表 1 。该 指标 越大， 该区 域各 类生 态系 统聚集 程度 越高 。 按 式（6 ） 计算 ： max 11 ln( ) nn ij ij ij C C P P （6

16、） 式中：C 生态 系统 聚集 度指数 ； P ij 斑 块类 型i 与j 相邻 的概率 ； n 各类 生态系 统斑 块总 数； max C P ij 参数 的最 大值 。 6.7 各类生态系 统变 化方 向 指标含 义见 表 1 。该 指标 越大， 某两 类生 态系 统之 间的转 换面 积越 大。 HJ 1171 2021 5 按式（7 ） 计算 ： （7） 式中：i 期 初生 态系 统 类型； j 期末 生态 系统 类型 ； a ij 表 示生 态系 统类 型 的面积 ； A ij 期初第i 种生 态系 统类型 转变 为期 末 第j 种 生态系 统类 型的 比例 ； B ij 期末第j 种

17、生 态系 统类型 中由 期初 的 第i 种 生态系 统类 型转 变而 来的 比例。 6.8 综合生态系 统动 态度 指标含 义见 表 1 。该 指标 越大， 该区 域各 类生 态系 统综合 变化 程度 越高 。 按式（8 ） 计算 ： 1 1 ECO EC 100% ECO n ij i n i i （8 ） 式中：EC 生态 系统 综 合动态 度； ECO i 期 初第i 类 生态 系统类 型面 积； ECO i j 第i 类生 态系 统类型 转为 非i 类 生态 系 统类型 面积 的绝 对值 。 7 评估结果 以遥感 解译 结果 和生 态系 统长期 监测 数据 为基 础 ， 通过生 态系 统构 成 、 空 间 格局 、 生 态系 统总 体变 化特征 等指 标的 计算 ，定 量评估 各类 生态 系统 的面 积及变 化、 破碎 化程 度、 变化方 向、 综合 变化 程 度 ， 明确生 态系 统的 总体 变化 情况及 变化 关键 区域 ， 为 定 量评估 生态 系统 的空 间格 局及其 总体 变化 趋势 提 供 依据。 森林、 灌丛、 草地 、 湿地等 自然 生态 系统 面积 增加， 破碎 化程 度变 低， 人工生 态系 统向 自然 生态 系统转 变程 度越 高， 评估 区生态 系统 总体 变化 趋势 向好越 明显 。