1、中 华 人 民 共 和 国 国 家 生 态 环 境 标 准 HJ 1170 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 Technical specification for investigation and assessment of national ecological status Field observation of desert ecosystem 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 1170 2021 i
2、目 次 前 言 . ii 1 适 用范 围 . 1 2 规 范性 引用 文件. 1 3 术 语和 定义 . 1 4 总则 . 2 5 技 术流 程 . 2 6 荒 漠生 态系 统类 型 . 2 7 野 外观 测样 地选 择与 样 方设置 . 2 8 野 外观 测指 标体 系 . 3 9 野 外观 测技 术方 法 . 4 附录 A （ 规范 性附 录） 野 外观测 表 . 7 HJ 1170 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 了荒
3、漠生 态系 统野外 观测 的总 则 、 技 术 流程 、 野 外观 测样 地选 择 与样方 设置 、 野外 观测 指标体 系和 野外 观测 技术 方法等 要求 。 本标准 的附 录 A 为规范 性 附录。 本标准 为首 次发 布。 本标准 与以 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 11662021）； 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（
4、 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 生 态系 统格 局评估 （HJ 1171 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 11732021）； 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
5、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 主要 起草 单位 ：生 态环境 部卫 星环 境应 用中 心、中 国科 学院 生态 环境 研究中 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 1170 2021 1 全 国生态 状况调查 评估技 术规范 荒 漠生态 系统 野外观 测 1 适用
6、范围 本标准规定了荒漠生态系统 野外 观测 的总 则、 技 术 流程、 野外 观测 样地 选择 与样方 设置 、 野 外观 测 指标体 系和 野外 观测 技术 方法等 要求 。 本标准 适用 于全 国及 省级 行政区 域荒 漠生 态系 统野 外观测 ，其 他地 理区 域可 参照本 标准 执行 。 2 规范性引用 文件 本标准 引用 了下 列文 件或 其中的 条款 。凡 是注 明日 期的引 用文 件， 仅注 日期 的版本 适用 于本 标 准 。 凡是未 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 标准 。 GB/T 33867 光合有 效辐 射测 量 半球
7、向 辐射表 法 GB/T 35226 地面气 象观 测规 范 空气 温 度和湿 度 GB/T 35227 地面气 象观 测规 范 风向 和 风速 GB/T 35228 地面气 象观 测规范 降水 量 GB/T 35230 地面气 象观 测规 范 蒸发 HJ 615 土壤有 机碳 的测 定 重铬 酸 钾氧化- 分光 光度 法 HJ 710.3 生物多 样性 观测 技术 导则 陆生哺 乳动 物 HJ 710.5 生物多 样性 观测 技术 导则 爬行动 物 HJ 962 土壤 pH 值 的测 定 电位法 HJ 1166 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 L
8、Y/T 1225 森林土 壤颗 粒组 成（ 机械 组成） 的测 定 LY/T 1752 荒漠生 态系 统定 位观 测技 术规范 LY/T 2258 立木生 物量 建模 方法 技术 规程 LY/T 2259 立木生 物量 建模 样本 采集 技术规 程 NY/T 1121.4 土壤检 测 第 4 部分 ：土 壤 容重的 测定 3 术语和定义 下列术 语和 定义 适用 于本 标准。 3.1 荒漠生 态系 统 desert ecosystem 由 超 旱 生 、 旱 生 的 小 乔 木 、 灌 木 、 半 灌 木 和 草 本 植 物 占 优 势 的 生 物 群 落 以 及 降 水 稀 少 、 蒸 发
9、强 烈 、 干旱的 非生 物环 境共 同形 成的自 然生 态系 统， 本标 准中包 括沙 漠、 沙地 。 3.2 沙漠 desert 地球表 面干 燥气 候的 产物 ，一 般是 年平 均降 雨小 于 250 mm ，植被稀疏 ， 地表 径流少 ， 风力 作用 明 显，产 生独 特地 貌形 态的 土地， 如各 种沙 丘， 风蚀 劣地等 。 HJ 1170 2021 2 3.3 沙地 sandy land 半干旱 或半 湿润 地区 地表 被沙丘 覆盖 的土 地， 通常 以固定 或半 固定 沙丘 为主 。 4 总则 荒漠生 态系 统野 外观 测应 遵循规 范性 、可 操作 性、 先进性 和经 济与
10、技术 可行 性的原 则。 5 技术流程 本标准 制定 了荒 漠生 态系 统类型 识别 、 样地 样方 设 置、 观测 指标 体系 构建 、 明 确野外 观测 技术 方法 等技术 流程 ，具 体如 图 1 。 图 1 野外观测 总体 技术 流程 6 荒漠生态系 统类 型 根据 HJ 1166 中生 态系 统 分类体 系 ， 本标 准中 荒漠 生态系 统的 类型 包括 沙漠 、沙地 。 7 野外观测样 地选 择与 样 方设置 7.1 样地选择 7.1.1 样地选择需 具有 代 表性和 典型 性， 避免 在权 属不清 、变 更频 繁的 地区 选择样 地。 7.1.2 外业采样率 平均 每 10 00
11、0 km 2 设置 1 个固 定 样地， 结合 不同 沙地 类型 尽量选 取已 有样 地作 为固 定样地 ， 并 综合 考虑 代表 性、 经 济性 、 可 行性 等， 根据各 区域 实际 情况 适当 安排， 如在 生态 系 统 类 型 交 错和复 杂的 区域 可适 当增 加样地 个数 ，在 类型 单一 的区域 可适 当减 少样 地个 数。 7.1.3 针对观测对 象 ， 在 可能的 情况 下 ， 至 少选 择 2 个能 够代 表观 测对 象的 样地 ， 地 表覆 盖相 对均 一， 样地面 积 为 10 000 m 2 。 荒漠生态系统类型 设置样 地样方 明确观 测内容 构建野外观测指标体系
12、类 型 指 标 生 物 指 标 土 壤 指 标 气 象 指 标 野外观测技术方法 关联 分析 HJ 1170 2021 3 7.1.4 样地选择应 在生 态 系统类 型一 致的 平地 或相 对均一 的缓 坡坡 面上 。 7.2 样方布设 7.2.1 样方应反映 各类 荒 漠生态 系统 随地 形、 土壤 和人为 环境 等的 变化 特征 ， 根据 样地 类型 进行 设置 ， 每个样 地须 保证 有不 少 于 3 个重 复样 方。 7.2.2 根据荒漠不同植被类型设置不同样方大小。木本植物样方大小为 20 m 20 m ，草本植物样方 大 小为 1 m 1 m 。 7.2.3 对于均一地 面样 地
13、，样方 布设 应在 区域 内进 行简单 随机 抽样 代替 整体 分布。 7.2.4 对 于非均一地 面样地， 应根据样地内 空间异质程 度进行分层抽 样，要求层 内相对均一， 并在层 内进行 局部 均匀 采样 ，表 达各层 的参 数。 8 野外观测指 标体 系 荒漠生 态系 统野 外观 测主 要针对 沙漠 、 沙 地开 展， 内容包 括类 型指 标、 生物 指标、 土壤 指标 和 气 象 指标。 根据 不同 观测 内容 ，设定 不同 野外 观测 指标 （表 1）。 表 1 荒漠生态 系统 野外 观测指 标 观测内容 观测指标 指标定义 观测时间 观测频度 类型指标 荒漠类型 指荒漠的二级类型识
14、别，包括沙漠、沙地 7 9 月 一年一次 荒漠植被类型 指荒漠中主要植被类型，例如：小乔 木或草地等 7 9 月 一年一次 生物指标 植被覆盖度 植被 （包括叶、 茎、 枝） 在地面的垂直投影面积占统计区总 面积的百分比 7 9 月 一年一次 叶面积指数 单位土地面积上植物叶片总面积与土地面积的比值 7 9 月 一年一次 木本生物量 某一时刻木本植物单位面积内实存生活的有机物质总量 7 9 月 一年一次 草本生物量 某一时刻草本植物单位面积内实存生活的 有机物质总量 7 9 月 一年一次 优势种 荒漠生态系统中数量占优势地位的植物种 7 9 月 一年一次 动物物种数 荒漠生态系统中哺乳动物、爬
15、行动物等的物种数量 1 12 月 一季度一次 土壤指标 土壤有机质含量 单 位 体 积 土 壤 中 含 有 的 各 种 动 植 物 残 体 与 微 生 物 及 其 分 解 合成的有机物质的数量 五年一次 土壤 pH 土壤酸碱度 五年一次 土壤容重 自然状态下，单位体积土壤（包括孔隙）的烘干重量 五年一次 土壤机械组成 土壤中土粒的大小及其比例状况 五年一次 土壤含水量 土壤绝对含水量，即 100 g 烘 干土中含有的水分量 一年一次 气象指标 风速/ 风向 风的速度和方向 1 12 月 连续 气温 近地面空气的温度 1 12 月 连续 降水量 从天空降落到地面上的雨水， 未经蒸发、 渗透、 流
16、失而在水 面上积聚的水层深度 1 12 月 连续 蒸发量 在一定时段内，一定容量的水由液态或固态变为气态的量 1 12 月 连续 光合有效辐射 （PAR ） 太阳辐射光谱中可被绿色植物的质体色素吸收、 转化并用于 合成有机物质的 400 700 nm 波段的辐射能。 1 12 月 连续 HJ 1170 2021 4 9 野外观测技 术方 法 9.1 荒漠类型 根据调 查范 围大 小， 利用 现场调 查的 方法 ，确 定荒 漠类型 。 9.2 荒漠植被类 型 利用样 方法 ， 对 不同 样方 植被类 型进 行分 类和 计数 统计， 对同 一荒 漠类 型区 域多个 样方 分类 和 统 计 结果取
17、平均 ，确 定所 在荒 漠的植 被类 型。 9.3 植被覆盖度 荒漠生 态系 统的 植被 覆盖 度采用 目测 法和 照相 法相 结合的 方式 观测 。 利 用较 高 像素相 机获 取植 被 覆 盖的数 码照 片 ， 重复 拍 摄 2 3 次， 最后 分别 计算 每 张相片 植被 覆盖 度， 取其 平均值 作为 样方 植被 覆盖 度。对 于相 机不 易识 别的 区域， 采用 目测 法观 测植 被覆盖 度。 9.4 叶面积指数 荒漠植 被的 叶面 积指 数采 用叶面 积仪 或冠 层分 析仪 测定， 如下 ： a ） 对于 较高 的草 本植 物和 木本植 物采 用叶 面积 指数 仪器进 行测 量，
18、然 后计 算 样方平 均叶 面积 指数 。 采样点 沿样 地的 两条 斜对 角线等 间距 分布 ，两 点之 间间隔 不超 过 5 m ，每 条 对角线 上观 测至 少 8 次； b ）对于 大量 矮草、 稀疏 、 低矮草 本植物 采用 冠层分 析仪测 定。将 冠层 分析仪 置于草 本植物 群落 草 本层下 的地 面上 ，对 整个 群落进 行扫 描， 可得 出群 落的总 叶面 积指 数。 9.5 木本生物量 9.5.1 对荒漠中的木 本植物， 生物量观测内 容主要为地 上和地下生物 量，地上生 物量包括立木 和冠层 下部观 测， 具体 如下 ： a ） 立木 的地 上生 物量 观测 ： 是通 过
19、样 方内 所有 林木 进行测 量， 获取 其树 高、 胸径等 地面 观测 数据 ， 依据异 速生 长方 程计 算 ， 采样及 方程 计算 方法 具体 依据 LY/T 2258 和 LY/T 2259 相 关要 求执 行， 对所 有 立木生 物量 求取 总值 并除 以样方 面积 ，获 取 1 m 2 面 积的立 木生 物量 ； b ）冠 层下 部生 物量 观测 ： 在样方 内， 随机 选择 不小 于 4 个区 域， 分别 收集 其 中全部 地上 植被 ，称 量鲜重 ， 并 从中 抽取 不少 于 5% 的 样品 ，65 下 烘干 至恒重 称干 重， 获取 植株 含水量 ， 进 而获 得实 测 的
20、地上生 物量 ， 计 算生 物量 总值并 除以 样方 面积 ， 作 为冠层 下部 单位 面积 的生 物量。 冠层 下的 灌 木 层 （ 含 藤状物 ）生 物量 观测 方法 根据立 木生 物量 观测 方法 。 9.5.2 木本植物的地下生物量根据根冠比来计算，采样及方程计算方法具体依据 L Y/T 2258 和 L Y/T 2259 相关要求执行。 9.6 草本生物量 9.6.1 针 对荒 漠草 本植 物 ，生物 量野 外观 测应 选择 植物生 长高 峰期 时进 行， 主要方 法是 将不 少 于 3 个 样方内 植物 地面 以上 所有 绿色 部 分用 剪刀 齐地 面剪 下， 不分 物种 分别 装
21、进 信 封袋 ， 做 好标 记 。 对 采集 的 样本进 行称 量鲜 重后 ，65 烘干 至恒 重称 量干 重， 将多个 样方 内干 重值 求平 均，得 到单 位面 积（1 m 2 ） 的生物 量。 9.6.2 地下生物量部 分：通过 一定量的样方 实测获取样 地范围的根冠 比，根据实 测根冠比推算 其他样 方的地 下生 物量 。 HJ 1170 2021 5 9.7 优势种 主要采 用照 相法 进行 植被 优势种 的测 量。 在荒 漠生 态系统 观测 区内 对植 物群 落的组 成进 行调 查 ， 利 用相机 获取 优势 种的 数码 照片， 并记 录。 9.8 动物物种数 主要利 用红 外相
22、机等 仪器 进行观 测， 具体 观测 方法 参照 HJ 710.3 和 HJ 710.5 相关要 求执 行。 9.9 土壤有机质 含量 采 用 重 铬 酸 钾 氧 化 法 测 量 。 土 壤 有 机 质 含 量 的 采 样 方 法 和 测 定 步 骤 具 体 依 据 HJ 615 的 相 关 要 求 执 行 。 9.10 土壤 pH 采用电 位法 观测 。土 壤 pH 的 测定 方法 具体 依据 HJ 962 的 相关 要求 执行 。 9.11 土壤容 重 通过野外土壤剖面，利用环刀法测定土壤容重，具体采样方法和测定步骤依据 LY/T 1752 和 NY/T 1121.4 的相 关要 求执 行
23、。 9.12 土壤机械 组成 采用吸 管法 测定 ，具 体采 样方法 和测 定步 骤依 据 LY/T 1225 的相 关要 求执 行， 主要测 定土 壤粗 砂 、 粉砂和 黏粒 含量 ，土 壤颗 粒分级 标准 详见 附 录 A 中表 A.2 。 9.13 土壤含水 量 采 用 时 域 反 射 仪 （TDR ） 自 动 连 续 测 定 土 壤 剖 面 体 积 含 水 量 。 用 烘 干 法 测 定 区 域 调 查 点 的 土 壤 含 水 量 。 9.14 风速/ 风向 通过风 速仪 和风 向标 观测 风速风 向， 人工 观测 日平 均风速 和最 多风 向， 自动 观测采 用每 小时 平 均 风
24、速和最 多风 向， 具体 依 据 GB/T 35227 的 相关 要求 执 行。 9.15 气温 采用温 度计 人工 测量 或气 象站点 自动 测量 ， 人工 观 测日最 高 、 日 最低 气温 ， 自 动观测 每小 时平 均气 温，具 体依 据 GB/T 35226 的相关 要求 执行 。 9.16 降水量 采用雨 量器 人工 测量 或气 象站点 自动 测量 ， 人工 观 测日累 计降 水量 ， 自动 观 测每小 时降 雨量 ， 具体 依据 GB/T 35228 的 相关 要 求执行 。 9.17 蒸发量 采用蒸发器测量， 人工观测每日 20 时观测日蒸发量， 自动观测每小时蒸发量， 具体依
25、据 GB/T 35230 的相关 要求 执行 。 HJ 1170 2021 6 9.18 光合有效 辐射 采用光 合有 效辐 射计 测量 ，具体 依 据 GB/T 33867 的 相关要 求执 行。 HJ 1170 2021 7 附 录 A （规范 性附 录） 野外观 测表 表 A.1 荒漠生 态系 统样 地基本 情况 调查 表 样地号：_ 调查日期：_ 调查人：_ 样地所在行政区 行政编码 荒漠类型 景观照片编号 具有高大草本 有/ 无 地表特征 枯落物情况 （有/ 无） ； 覆沙情况 （有/ 无） ； 侵蚀情况 （有/ 无） ， 侵蚀原因 （风蚀、 水蚀、 冻融、 超载、其他） ；盐碱斑（
26、有/ 无） ；裸地面积比例 % 水分条件 地表有无季节性积水（有/ 无） ；年平均降雨量： mm 注 1 ：样地所在行政区按照“ 省+ 市+ 县+ 镇（乡）+ 村”形式 填写。 注 2 ：行政编码按照样地所在 地具有行政编码的最小行政区填写。 注 3 ：荒漠类型按照实际情况 ，填写湿地生态系统的级分类名称。 注 4 ：景观照片编号为样地照 片的编号。 注 5 ： “ （有/ 无） ”为勾选项，可 选“有”或者“无” 。 HJ 1170 2021 8 表 A.2 荒漠生 态系 统样 方调查 表 样地号：_ 调查日期：_ 调查人：_ 样方编号 样方面积/m 2 样方定位 样方照片 编号 植被覆盖度
27、/% 叶面积指数 木本生物量/g 草本生物量/g 优势种名称 土壤有机质含量/% 土壤 pH 值 土壤容重/ （g/cm 3 ） 土壤机械组成 a /% 粗砂： 粉砂： 黏粒： 风速/ （m/s ） 、风向 气温/ 降雨量/mm 蒸发量/mm 注 1 ：样方编号为填表样方的 编号，按照自然数顺序，从 1 开始编号填写。 注 2 ：样方面积为填表样方的 面积，单位：m 2 。 注 3 ：样方定位为填表样方的 经纬度，采用十进制度填写，至少保留 6 位小数。 注 4 ：样方照片编号为填表样 方所拍摄照片或图集的编号。 注 5 ：根据“9 野外观测技术 方法”中的测定值填写。 a 土壤机械组成：颗粒直径（mm ）0.05 为粗砂、颗粒直径（mm ）0.002 0.05 之间为粉 砂，颗粒直径（mm）0.002 为黏粒。
