全国生态状况调查评估技术规范--荒漠生态系统野外观测(HJ1170-2021).pdf

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1、中华人民共和国国家生态环境标准 HJ 11702021 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 11702021 i 目 次 前 言.ii 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术

2、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 11702021 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

3、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（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 11692021）；全国生态状况调查评估技术规范生态系统格局评估（HJ 11712021）；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 11742021）；全国生态状况调

4、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 11762021）。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 11702021 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

5、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

6、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 LY/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

7、、半灌木和草本植物占优势的生物群落以及降水稀少、蒸发强烈、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 11702021 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

8、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 10 000 km2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

9、，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 m2。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 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 11702021 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

10、方大小为 1 m 1 m。7.2.3 对于均一地面样地，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别，包括沙漠、沙地 79 月 一年一次 荒漠植被类型 指荒漠中主要植被类型，例如

11、：小乔木或草地等 79 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 79 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 79 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 79 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 79 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 79 月 一年一次 动物物种数 荒漠生态系统中哺乳动物、爬行动物等的物种数量 112 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

12、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 112 月 连续 气温 近地面空气的温度 112 月 连续 降水量 从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度 112 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 112 月 连续 光合有效辐射（PAR）太阳辐射光谱中可被绿色植物的

13、质体色素吸收、转化并用于合成有机物质的 400700 nm 波段的辐射能。112 月 连续 HJ 11702021 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 23 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

14、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，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：是通过样方内所有林木进行

15、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 m2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

16、方法具体依据 LY/T 2258 和 LY/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 m2）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 11702021 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

17、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。9.12 土壤机械组成 采用吸管法测定，具体

18、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

19、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，具体依据 GB/T 35230的相关要求执行。HJ 11702021 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 11702021 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/

20、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（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 11702021 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

21、方面积/m2 样方定位 样方照片编号 植被覆盖度/%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/cm3）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：m2。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）0.0020.05 之间为粉砂，颗粒直径（mm）0.002为黏粒。