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國家生態紅線(生態功能基線)劃定技術指南(征求意見稿)

发布時间:2017-04-18 14:42  发布部门:生態處      訪問次數:      

 

 

 

 

 

國家生態紅線(生態功能基線)劃定技術指南

(征求意見稿)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

環境保護部自然生態保護司

生態紅線劃定技術組

二〇一三年十月

 

 

 

 

 

前言.................................................................................................................................... 1

1 適用範圍......................................................................................................................... 1

2 規範性引用文件............................................................................................................... 1

3 術語和定義...................................................................................................................... 2

4 生態紅線類型、內涵與特征............................................................................................. 3

4.1 生態紅線類型............................................................................................................ 3

4.2 生態紅線內涵............................................................................................................ 3

4.3 生態紅線屬性特征...................................................................................................... 3

5 生態紅線劃定原則........................................................................................................... 4

5.1 重要性原則............................................................................................................... 4

5.2 綜合性原則............................................................................................................... 4

5.3 等級性原則............................................................................................................... 4

5.4 協調性原則............................................................................................................... 4

5.5 可操作性原則............................................................................................................ 4

6 生態紅線劃定技術流程.................................................................................................... 4

6.1 生態紅線劃定範圍識別................................................................................................ 4

6.2 生態保護現狀分析與評估............................................................................................. 5

6.3 生態保護重要性評價................................................................................................... 5

6.4 生態紅線邊界確定...................................................................................................... 5

6.5 生態紅線制圖與數據庫構建.......................................................................................... 5

7 生態紅線劃定範圍........................................................................................................... 6

7.1 禁止開發區............................................................................................................... 7

7.2 重要生態功能區......................................................................................................... 7

7.3 生態環境敏感區、脆弱區............................................................................................. 7

7.4 其他重要生態區域...................................................................................................... 9

8 生態紅線劃定技術方法.................................................................................................... 9

8.1 禁止開發區红线划定................................................................................................... 9

8.2 重要生態功能區红线划定............................................................................................. 9

8.3 生態環境敏感區、脆弱區红线划定............................................................................... 13

8.4 生態紅線邊界確定與命名........................................................................................... 21

9 生態紅線劃定圖件編制................................................................................................... 22

9.1 空间參考系统.......................................................................................................... 22

9.2 圖件內容................................................................................................................ 22

9.3 圖件編制方法.......................................................................................................... 23

10 生態紅線信息集成........................................................................................................ 23

10.1 生態紅線特征信息描述............................................................................................ 23

10.2 生態紅線數據庫建設............................................................................................... 24

附錄A............................................................................................................................... 25

附錄B............................................................................................................................... 28

附錄C............................................................................................................................... 29

 

 

前言

爲貫徹落實《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》(國發[2011]35號),指導全國生態紅線劃定工作,促進經濟社會可持續發展,保障國家生態安全,制定本指南。

本指南所指生態紅線爲生態功能基線,是國家生態紅線體系的重要組成部分。本指南主要內容包括生態功能基線的類型、內涵與特征,以及劃定生態功能基線的原則、範圍、技術流程、方法和成果要求等。

本指南由環境保護部自然生態保護司组织制订,主要编制单位爲环境保护部南京环境科学研究所、中国环境科学研究院、中国科学院生态环境研究中心、河北师范大学、北京大学、中国科学院动物研究所和中国科学院植物研究所。

1 適用範圍

本指南適用于中華人民共和國國家生態紅線(生態功能基線)劃定工作,省級以下行政區可參照執行。劃定範圍嚴格遵照《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》(國發[2011]35號)所指定範圍,主要包括重要生態功能區、陸地和海洋生態環境敏感區、脆弱區等區域。

2 規範性引用文件

本指南內容引用了下列文件中的條款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本適用于本指南。

《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》(國發[2011]35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)

《關于發布全國生態功能區劃的公告》(環境保護部 中國科學院公告[2008]35號)

《全國生態脆弱區保護規劃綱要》(環發[2008]92號)

《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃(2011-2030年)》(環發[2010]106號)

《全國海洋功能區劃(2011-2020年)》

GB/T 13923         基礎地理信息要素分類與代碼

GB/T 17798         地球空間數據交換格式

CH/T 9005          基礎地理信息數據庫基本規定

SL190              土壤侵蝕分類分級標准

3 術語和定義

生態功能基線:指對于維護自然生態系統服務持續穩定發揮,保障國家和區域生態安全具有關鍵作用,在重要生態功能區、生態環境敏感區、脆弱區等區域劃定的必須實行嚴格保護的國土空間。

重要生態功能區:指在涵養水源、保持水土、防風固沙、調蓄洪水、保護生物多樣性等方面具有重要作用,關系到國家或區域生態安全的生態單元。

生態環境敏感區:指對外界幹擾和環境變化反應敏感,易于發生生態退化的區域。

生態環境脆弱區:指生態環境系統組成結構穩定性較差,抵抗外在幹擾和維持自身穩定的能力較弱,易于發生生態退化且自我修複能力較弱、恢複時間較長的區域。

國家生態安全:指國家尺度上生態系統結構合理、功能健全,並能夠爲人類生存和經濟社會發展持續提供生態服務的一種狀態。

4 生態紅線類型、內涵與特征

4.1 生態紅線類型

根據國發[2011]35號文件要求,以維護國家和區域生態安全爲目標,結合現有各類生態保護地管理現狀,進一步優化國土生態安全格局,將生態紅線劃分爲三個類型:

1)禁止開發區紅線;

2)重要生態功能區紅線;

3)生態環境敏感區、脆弱區紅線。

4.2 生態紅線內涵

生態紅線是最爲嚴格的生態保護空間,是確保國家和區域生態安全的底線,其內涵包括以下三個方面:

1)生態服務保障線:指提供生態調節與文化服務,支撐經濟社會發展的必需生態區域;

2)人居環境安全屏障線:指保護生態環境敏感區、脆弱區,維護人居環境安全的基本生態屏障;

3)生物多樣性維持線:指保護生物多樣性,維持關鍵物種、生態系統與種質資源生存的最小面積。

4.3 生態紅線屬性特征

生態紅線是嚴格管控的生態空間界線,生態紅線劃定後,應具備以下三個屬性特征:

1)保護性質不改變:生態紅線的主體功能和性質維持不變,生態質量不能下降;

2)生態功能不降低:生態紅線的生態系統服務穩定發揮,生態功能逐步改善;

3)空間面積不減少:生態紅線空間界線相對固定,面積不能縮小。

5 生態紅線劃定原則

5.1 重要性原則

生態紅線是國家和區域生態安全的底線,以保護具有重要生態功能或生態環境敏感、脆弱的生態系統,對于改善生態環境質量、減緩自然災害、支撐經濟社會發展的作用舉足輕重。

5.2 綜合性原則

生態紅線劃定是一項系統工程,應在不同區域範圍內,根據生態保護對象的功能與類型分別劃定,通過疊加分析綜合形成國家或區域生態紅線。

5.3 等級性原則

根據生態保護的重要性及監管需求,生態紅線實行分級劃定。國家層面劃定並監管國家級生態紅線,各地可劃定並監管地方級生態紅線。

5.4 協調性原則

生態紅線劃定應與已有區(規)劃以及各類生態保護地邊界相協調,與經濟社會發展需求和當前監管能力相適應,預留適當的發展空間和環境容量空間,合理確定生態紅線的面積規模。

5.5 可操作性原則

在國家層面自上而下進行理論劃分的基礎之上,自下而上結合地方實際確定邊界,使生態紅線落到實地,確保生態紅線劃定兼具科學性與操作性。

6 生態紅線劃定技術流程

6.1 生態紅線劃定範圍識別

依据《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》(國發[2011]35號),参照《全国主体功能区规划》、《全国生態功能區劃》、《全国生态脆弱区保护规划纲要》、《全国海洋功能區劃》等纲领性文件,识别具有重要生態功能和生态环境敏感、脆弱的区域,確定生态红线的划定范围。

6.2 生態保護現狀分析與評估

在生態紅線劃定範圍內開展區域生態保護現狀調查,系統分析區域內自然生態系統結構與功能狀況、受威脅狀況及其時空變化特征,綜合評估生態保護成效與存在的問題。

6.3 生態保護重要性評價

依據生態紅線劃定的相關規範性文件和技術方法,在生態紅線的劃定範圍進行生態服務功能重要性評價、生態環境敏感性、脆弱性評價,明確生態保護目標與重點,在空間上識別生態保護的核心區域。

6.4 生態紅線邊界確定

將各類生態紅線進行空間疊加與分析,按照生態功能類型、生態重要性和敏感性等級確定邊界。在遙感解析的基礎上,通過實地調查,對生態紅線分布範圍進行地面勘界,最終劃定生態紅線的地理分布界線。

6.5 生態紅線制圖與數據庫構建

采用地理信息系統與數據庫技術,形成全國或區域不同類型的生態紅線系列圖件,調查與收集生態紅線的基礎信息,建立生態紅線空間信息數據庫。

生態紅線劃定的技術流程參見圖1

 

 

 

       
文本框: 重要生態功能區文本框: 重点生態功能区文本框: 结构與功能状况文本框: 禁止開發區文本框: 生态环境敏感区文本框: 生态环境脆弱区文本框: 受威胁状况文本框: 生态服务功能
重要性评价
文本框: 生态环境敏感性、脆弱性评价

 

7 生態紅線劃定範圍

根據《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》(國發[2011]35號)对于划定生态红线的要求,结合生态红线的内涵、属性及主要功能,将生態紅線劃定範圍界定爲以下区域:

7.1 重要生態功能區

重要生態功能區是生态系统十分重要、关系全国或较大范围区域生态安全、以提供生态服务爲主的国土空间,包括《全国生態功能區劃》中的国家重要生態功能區、《全国主体功能区规划》中的国家重点生態功能区和海洋重要生態功能區。

在《全国生態功能區劃》中,国家重要生態功能區包括水源涵养、土壤保持、防风固沙、生物多样性保护和洪水调蓄等5 類共50 個。在《全國主體功能區規劃》中,國家重點生態功能區包括水源涵養、水土保持、防風固沙和生物多樣性維護等4類共25個。海洋重要生態功能區主要包括水产种质资源保护区、国家级海洋特别保护区和海洋公园等。

7.2 生態環境敏感區、脆弱區

7.2.1 陆地生態環境敏感區、脆弱區

我國生態環境敏感、脆弱區主要包括《全國生態功能區劃》中規定的生態環境敏感區、《全國生態脆弱區保護規劃綱要》中規定的生態脆弱區以及其他生態環境敏感、脆弱的區域。

1)生態環境敏感區

生態環境敏感區是在人類活動影響下易引發生態問題或造成生態災害,通過不同類型生態環境敏感性評價確定的區域。生態環境敏感區包括水土流失敏感區、土地沙化敏感區、石漠化敏感區、河湖濱岸敏感區和海岸帶災害敏感區等,不同生態環境敏感性的國土空間分布範圍參見《全國生態功能區劃》。

2)生態環境脆弱區

根據《全國生態脆弱區保護規劃綱要》,我國生態環境脆弱區包括東北林草交錯區、北方農牧交錯區、西北荒漠綠洲交接區、南方紅壤丘陵山地區、西南岩溶山地石漠化區、西南山地農牧交錯區、青藏高原複合侵蝕區及沿海水陸交接區。不同生態脆弱區的國土空間分布範圍參見《全國生態脆弱區保護規劃綱要》。

3)其他生態環境敏感區、脆弱區

除上述各类生態環境敏感區、脆弱區以外,各地区可根據本辖区实际情况,確定其他生态环境敏感、脆弱且具有重要生态保护意义的区域。

7.2.2 海洋生態環境敏感區、脆弱區

海洋生態環境敏感區、脆弱區是指海洋生物多样性丰富的海域以及對潮汐、風暴潮等災害影響反應敏感,生態系統穩定性差,易受外界幹擾發生退化的海岸帶區域。海洋生態脆弱區、敏感區類型主要包括海洋生物多樣性敏感區、海岸侵蝕敏感區、海平面上升影響區和風暴潮增水影響區。

1)海洋生物多樣性敏感區

指分布于我國海域已建保護區以外的生物物種資源豐富區,如魚蝦産卵場、洄遊通道、紅樹林和珊瑚礁生態系統等,對于海洋生物多樣性保護具有重要意義。

2)海岸侵蝕敏感區

指受海水波浪和潮汐作用影響強烈,多年或近年處于蝕退狀態的自然岸線。

3)海平面上升影響區

指因全球海平面上升疊加區域地面沈降引起的相對海平面持續上升所導致的海岸帶淹沒區。

4)風暴潮增水影響區

 

指發生風暴潮時,實況潮位高出天文潮位所導致的海岸帶淹沒區。

7.3 禁止開發區

《全国主体功能区规划》规定,禁止開發區是依法设立的各级各类自然文化资源保护区域(有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物物种的天然集中分布地、有特殊价值的自然遗迹所在地和文化遗址等),以及其他禁止进行工业化和城镇化开发、需要特殊保护的区域,主要类型包括国家级自然保护区(包括海洋自然保护区)、世界文化自然遗产、国家级风景名胜区、国家森林公园和国家地质公园。

7.4 其他重要生態區域

除上述生態紅線劃定範圍以外,各地区可从生态保护的实际需求出发,选择对维护区域生态安全具有重要意义的其他生态区域进行生态红线划定。

8 生態紅線劃定技術方法

8.1 重要生態功能區红线划定

根據不同类型重要生態功能區的主导服务功能,开展生态服务功能重要性评价與等级划分,将重要性等级高的区域划爲生态红线。

8.1.1 數據准備

搜集與重要生態功能區相关的各种专题图件與数据,包括植被类型圖、土地利用圖、DEM圖、NDVI数据集等,插值计算各重要生態功能區的月气温、降水、太阳总辐射量的栅格图,以及多年生态监测数据,完成生态系统服务功能评价前的數據准備工作。

8.1.2 評價方法

针对重要生態功能區的主导生態功能,开展生态系统服务重要性评价,评价内容包括土壤保持、水源涵养、生物多样性保护、洪水调蓄、防风固沙等。

1)土壤保持功能重要性評價

   

式中:爲土壤保持服務;NPPmean爲評價區域多年生態系統淨初級生産力平均值,NPP的遥感模型算法参见附錄AFslo爲根據最大最小值法歸一化到0~1之間的評價區域坡度柵格圖(利用地理信息系統軟件,由DEM計算得出)。

本方法強調綠色植被及地形因子在土壤保持中的作用,簡便易行,能夠分析得出生態系統土壤保持服務能力的基本格局(與通用水土流失方程相比),比較適用于大尺度區域的快速評估。

在数据丰富,尺度适中時可以采用修正自通用水土流失方程的土壤保持服务公式作进一步评价,详见附錄B

2)水源涵養功能重要性評價

Swp=P-ET

ET = P × (1 + W × PET / P) / (1 + W × PET / P + (PET / P)-1)

式中:Swp爲水源涵養服務,P爲多年均年降水量,ET爲蒸散量,PET爲多年平均潛在蒸發量,W爲下墊面(土地覆蓋)影響系數依據土地利用類型取值(表1)。

1  水源涵養功能重要性評價參數W取值

土地利用類型

耕地

高覆蓋

林地

低覆蓋

林地

灌叢

草地

人工用地

其他

W取值

0.5

2

1

1

0.5

0.1

0.1

注:高覆蓋林地爲覆盖度>30%,低覆蓋林地爲覆盖度<30%

3)生物多樣性保護功能重要性評價

基于物種的方法

以珍稀瀕危、特有動植物爲指示物種,具體包括瀕危種、特有種、一級和二級保護物種等。全面收集區域動植物多樣性和環境資源數據,包括物種數量、分布、生活習性、種群演變趨勢,生境光照、熱量、水分、土壤等生態因子特征,地形地貌、植被、水文、氣候等自然地理狀況,主要人類活動及其對物種生存的威脅等,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 modelsSDMs)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,最終劃定確保指示物種長期存活的保護紅線。

物種分布數據庫建立方法和物种分布模型参见附錄C

②基于生境多樣性的方法

當物種資料不明確時,可采用下述基于生境多樣性的方法。

式中:Sbio爲生物多樣性保護服務,NPPmean Fpre參數的計算方法同上,Ftem爲氣溫參數,由多年(10~30年)平均年降水量數據插值獲得,得到的結果歸一化到0~1之間。Falt爲海拔參數,由評價區海拔進行歸一化獲得。

4)洪水調蓄功能重要性評價

Q = (Limax-Limin ) /dem- Limin

式中:Q爲湖庫濕地洪水調蓄量,Limax爲最大水位,Limin爲最小水位,dem爲評價區域單個柵格海拔高度。

5)防風固沙功能重要性評價

SL = (100/s2) ×Qmax×exp(-50/S)2

S=150.71×(WF×EF×SCF×D×C)-0.3711

 Qmax =109.8×[WF×EF×SCF×D×(1-C)]

式中:SL爲防風固沙服務,WF爲氣候因子,EF爲土壤可蝕性因子,SCF爲土壤結皮因子,D爲地表糙度因子,C爲植被覆蓋因子。

WF—氣候因子

式中:Wf爲風場強度因子,爲空氣密度,g爲重力加速度常數,SW爲土壤濕度因子,SD爲雪蓋因子(本次取1),u2爲風速,u1爲起沙風速,Nd爲計算周期天數,SR爲太陽輻射,DT爲平均溫度,ETp爲潛在蒸發量,R爲平均降水量,I爲灌溉量(本次取0)。

EF—土壤可蝕性因子

式中:sa爲土壤粗砂含量,si爲土壤粉砂含量,cl爲土壤粘粒含量,OM爲有機質含量;caca3爲碳酸鈣含量。

SCF—土壤結皮因子

式中:cl爲土壤粘粒含量,OM爲土壤有機質含量。

C—植被覆蓋因子

C=EXP (-a × NDVI / (b - NDVI))

式中: a2b1NDVI爲歸一化植被指數。

8.1.3 評價分級與紅線劃定

1)重要性等級劃分

在地理信息系統軟件中將主導生態系統服務量值采用Quantile(分位數)功能進行5級分類(Classified)操作。按生態系統服務相對值將其重要性由低到高依次劃分爲5級,即一般重要、較重要、中度重要、高度重要、極重要。

2)紅線劃定

根據重要生態功能區内主导生态系统服务功能重要性评价结果,将极重要区域和高度重要区域划定爲生态红线。

8.2 生態環境敏感區、脆弱區红线划定

針對區域生態環境敏感性特征,開展生態環境敏感性評價與等級劃分,將敏感性等級高的區域劃爲生態紅線。

8.2.1 數據准備

收集评价区域范围内地形圖、坡度圖、植被类型圖、土壤类型圖、土地利用圖、土壤侵蚀強度圖、水环境功能區劃圖等基礎圖件,以及氣溫、降水、風力、蒸發等氣象數據與多年生態監測數據,必要時可采用遙感影像解譯與GIS空間分析手段,獲取生態環境敏感性、脆弱性評價所需的數據資料。

8.2.2 評價方法

根據生態環境敏感性的內涵和表現形式,生態環境敏感性評價內容包括水土流失敏感性、土地沙化敏感性、石漠化敏感性、河湖濱岸帶敏感性和海岸帶災害敏感性等。

1)陆地生态环境敏感性評價方法

水土流失敏感性評價

根據土壤侵蚀发生的动力条件,水土流失类型主要有水力侵蚀和风力侵蚀。以风力侵蚀爲主带来的水土流失敏感性将在土地沙化敏感性中进行评价;本节主要对水动力爲主的水土流失敏感性进行评价,根據原国家环保总局生態功能區劃技术规范的要求,并结合研究区的实际情况,选取降水、土壤質地、坡度坡长和地表植被等评价指標,并根據研究区的实际對分級評價標准作相應的調整。

將反映各因素對水土流失敏感性的單因子分布圖,用地理信息系統進行乘積運算,公式如下:

式中:空間單元水土流失敏感性指數,評價具體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。不同評價因子對應的敏感性等級值見表2

Ri—降水侵蝕力值

可根據王萬忠等[1]利用降水資料計算的中國100多個城市的R值,采用內插法,用地理信息系統繪制R值分布圖。然後根據表2中的分級標准,繪制土壤侵蝕對降水的敏感性分布圖。

LSi—坡度坡長因子:對于大尺度的分析,坡度坡長因子LS是很难计算的。这里采用地形的起伏大小與土壤侵蚀敏感性的关系来估计。在评价中,可以应用地形起伏度,即地面一定距离范围内最大高差,作爲区域土壤侵蚀评价的地形指標。然后用地理信息系统绘制区域土壤侵蚀对地形的敏感性分布图。

Ki—土壤質地因子:土壤對土壤侵蝕的影響主要與土壤質地有關。土壤質地影響因子K可用雷諾圖表示。通過比較土壤質地雷諾圖和K因子雷诺图,将土壤質地对土壤侵蚀敏感性的影响分爲5級。根據土壤質地圖,繪制土壤侵蝕對土壤的敏感性分布圖。

Ci—覆盖因子:地表覆盖因子與潜在植被的分布关系密切。根據植被分布图的较高级的分类系统,将覆盖因子对土壤侵蚀敏感性的影响分爲5級,並利用植被圖繪制土壤侵蝕對植被的敏感性分布圖。

2 水土流失敏感性的評價指標及分級賦值

因素

降雨侵蝕力R

土壤可蝕性K

地形起伏度LS

植被覆蓋C

分級賦值(S

不敏感

<25

石礫、沙

0-20

≥0.8

1

輕度敏感

25-100

粗砂土、細砂土、粘土

20-50

0.60.8

3

中度敏感

100-400

面砂土、壤土

51-100

0.40.6

5

高度敏感

400-600

砂壤土、粉粘土、壤粘土

101-300

0.20.4

7

極敏感

>600

砂粉土、粉土

>300

≤0.2

9

在數據條件具備的條件下也可采用通用水土流失方程(USLE计算评价区土壤侵蚀量的空间分布值,根據土壤侵蚀量大小进行水土流失敏感性分级,将敏感性級別高的区域划爲生态红线。

土地沙化敏感性評價

土地沙化是备受全球关注的生态环境问题之一,其中包括干旱、半干旱和具有干旱的亚湿润地区在气候变化和人类活动等因素的影响下造成的土地沙化。影响土地沙化的因素很多,根據原国家环保总局生態功能區劃技术规范的要求,并结合研究区的实际情况,选取幹燥指數、土壤質地、起沙風天數、植被覆蓋度等评价指標,并根據研究区的实际對分級評價標准作相應的調整。

根據下述評價模型,利用地理信息系統的空間分析功能,得到研究區的土地沙化敏感性等級分布圖。

 

式中:評價區域土地沙化敏感性指數;分别爲评价区域幹燥指數、起沙風天數、土壤質地和植被覆蓋的敏感性等級值,各指標敏感性分級標准及赋值見表3

土地沙化敏感性評價指標及分级

指標

幹燥指數

6m/s起沙風天數

土壤質地

植被覆蓋度

分級賦值(S

不敏感

0.8

5

基岩

0.8

1

輕度敏感

0.81.0

510

粘質

0.60.8

3

中度敏感

1.01.25

1020

礫質

0.40.6

5

高度敏感

1.252.0

2030

壤質

0.20.4

7

極敏感

2.0

30

沙質

0.2

9

 

—幹燥指數:幹燥指數是表征一个地区干湿程度的指標,反映了某地、某時水分的收入和支出状况。

式中:∑10℃指日溫≥10℃持續期間活動積溫總和,r爲同期降水量(mm)。

—起沙風天數:风力強度是影响风对土壤颗粒搬运的重要因素。已有研究资料表明,砂质壤土、壤質砂土和固定风砂土的起动风速分别爲6.06.65.1m/s,研究選用冬春季節大于6m/s起沙風天數这个指標来评价土地沙化敏感性具有很重要的意义。根據研究区各气象站点的气象数据,在地理信息系统中利用插值生成土地沙化对起沙風天數敏感性的单因素评价图。

—土壤質地:不同粒度的土壤颗粒具有不同的抗蚀力,粘質土壤易形成团粒结构,抗蚀力增强,在粒径相同的条件下,沙質土壤的起沙速率大于壤質土壤的起沙速率;礫質结构的土壤和戈壁土壤的风蚀速率小于沙地土壤;基岩质土壤供沙率极低,受风蚀的影响不大。以土壤質地图爲底图,在地理信息系统中得出土壤質地对土地沙化敏感性的单因素评价图。

—植被覆蓋度

地表植被覆蓋是影响沙化敏感性的一个重要因素,在水域、冰雪和植被覆蓋高的地区,不会发生土壤的沙化;相反,地表裸露、植被稀少都会使土壤沙化的机会增加。因此,植被覆蓋是评价沙化敏感性的又一重要指標。

式中:爲完全植被覆蓋地表所贡献的信息,爲无植被覆蓋地表所贡献的信息。

運用地理信息系統軟件進行圖像處理,獲取植被NDVI影像图,进而计算植被覆蓋度。由于大部分植被覆蓋类型是不同植被类型的混合体,所以不能采用固定的值,通常根據的頻率統計表,計算的频率累积值,累积频率爲2%值爲,累积频率爲98%值爲

石漠化敏感性評價

石漠化敏感性主要取决于是否爲喀斯特地形、地形坡度、植被覆蓋度等因子。在地理信息系统软件中通過空间叠加功能将单因子敏感性进行叠加,计算石漠化敏感性指数:

式中:Sii評價區域石漠化敏感性指數,DiPiCii评价区域碳酸鹽出露面積百分比、地形坡度和植被覆蓋度,各因子的敏感性等級赋值見表4Di通過將獲取的碳酸鹽出露地表面積比例圖,經配准後進行矢量化,最後轉成標准柵格文件,用于後面的柵格計算;Pi根據評價區數字高程(DEM)在地理信息系統下進行處理和分級;Ci的數據來源和處理方法參照土地沙化敏感性。

土地石漠化敏感性評價指標及分级

指標

碳酸鹽出露面積百分比

地形坡度

植被覆蓋度

分級賦值(S

不敏感

10%

5°

0.8

1

輕度敏感

1030%

5°~8°

0.60.8

3

中度敏感

3050%

8°~15°

0.40.6

5

高度敏感

5070%

15°~25°

0.20.4

7

極敏感

70%

25°

0.2

9

 

河流濱岸敏感性評價

依據河水环境功能和水質目標以及濱岸帶集水区土壤侵蚀強度,確定河濱岸帶敏感性。參考國內外河濱岸帶植被保護寬度設計經驗數據,或通過試驗研究濱岸植被帶寬度-效益關系,提出濱岸帶植被最小保護寬度。

式中:H 爲根據水質目標敏感性和土壤侵蚀強度確定的河湖滨岸植被最小保护宽度,a 爲水質目標敏感性等級,b 爲濱岸帶集水区土壤侵蚀強度。

a. 水質目標敏感性等級

依据水环境功能區劃確定的水环境功能类型,確定水質目標敏感性等級,敏感性等級分别爲極敏感、高度敏感、中度敏感、輕度敏感和不敏感(表5)。

水質目標敏感性評價分级

敏感性等級

不敏感

輕度敏感

中度敏感

高度敏感

極敏感

水質目標

現狀劣V類

Ⅴ類

Ⅳ類

Ⅲ類

類以上

b. 濱岸帶集水区土壤侵蚀強度

濱岸帶集水区土壤侵蚀強度可分爲极剧烈、剧烈、强烈、中度、轻度和無明顯侵蝕。土壤侵蚀強度的確定参照SL190標准要求。

c. 濱岸帶濱岸帶植被最小保护宽度

參考国内外河流濱岸带保护实践经验,確定濱岸帶植被最小保护宽度(表6)。植被结构與功能密切相关,推荐宽度是指植被覆蓋度高、结构良好,尤其是草被覆盖较好状态下的宽度。

河流濱岸带最小保护宽度推荐值

濱岸緩沖帶保護的最小寬度(m)

濱岸帶集水区土壤侵蚀強度

極強烈侵蝕

劇烈侵蝕

強烈侵蝕

中度侵蝕

輕度侵蝕

無明顯侵蝕

水質目標敏感性

極敏感

40

40

35

35

30

30

高度敏感

30

30

25

25

20

20

中度敏感

25

25

20

20

15

15

一般敏感

20

20

15

15

15

10

不敏感

15

15

15

15

10

10

 

d. 一般性實施原則

山區河流(包括水庫),根據河谷地貌特征,保護河漫灘、鄰近集水坡面(V型)或階地坡面(U型)。

平原寬淺河流,保護百年一遇洪水淹沒區範圍。

 

湖滨带敏感性評價

5ha-1000ha的湖泊需要根據敏感性等級设定湖滨管理范围。管理範圍包括濕地植被帶+保護帶和管理帶三部分。按照漁業、水質、野生動物棲息地與生物多樣性以及休憩和視覺質量4个属性的敏感性等級综合判定湖滨带敏感性等級。对4個屬性的敏感性分別設定ABCDE5個等級的判定基准(表7、表8、表9表10),以4个属性中的最高敏感性作爲综合等级。

式中:f(x)爲湖滨带敏感性综合等级,a湖泊渔业敏感性等級,b爲湖泊水质敏感性等級,c爲湖滨野生动物栖息地和生物多样性敏感性等級,d爲休憩和视觉质量敏感性等級。

針對綜合等級提出湖濱保護管理寬度建議(表11)。<5ha的湖泊不再分級,除非具有特別的保護價值。大湖(>1000ha的湖泊確定根據不同湖濱部位岸段的敏感性等級差异確定不同的保护范围宽度。

表7  湖泊渔业敏感性等級

級別

分級標准

A

·             常年或季節性具有稀有或瀕危的魚類物種

·             環湖區域具有罕見或稀有的基因庫

·             滨岸区范围被確定爲省级以上鱼类保护物种的产卵场

·             水面面積小于1000公頃,具有對幹擾高度敏感的區域重要性魚類物種

B

·             湖泊是稀有的垂釣活動場所

·             正在實施漁業恢複項目

C

·             支撐或季節性支持省級以上魚類保護物種,

·             在物理和化學特征上支持省級以上魚類保護物種。

D

·             有魚類存在,但沒有省級以上魚類保護物種。

·             湖泊的物理或化學特性限制了漁業的潛力

·             没有支持省级以上鱼类保护物种存活的增值潜力(一旦恢复,可以提升級別)

E

·             由于物理或化學特性的限制,湖泊沒有現存的或潛在的漁業

·             沒有省級以上魚類保護物種存在

·             沒有漁業增值的潛力(由于高費用-效益比)

 

表8  湖泊水质敏感性等級

級別

分級標准

A

·             执行水环境功能區劃I、II类水質目標

B

·             执行水环境功能區劃III类水質目標

C

·             执行水环境功能區劃IV类水質目標

D

·             执行水环境功能區劃V类水質目標

E

·             現狀劣V類

 

9湖滨野生动物栖息地和生物多样性敏感性等級

級別

分級標准

A

·             湖泊或湖滨带爲受威胁或濒危物种或者省级保护物种提供了罕见生态系统或栖息地,生态系统和栖息地易受附近人类活动的影响。

B

·             湖泊或湖滨带爲对人类干扰活动敏感的物种提供了栖息地,栖息地在区域内相对罕见。

C

·             天然草被(寒、旱區)或一定郁閉度的人工林,有一定數量的非保護類野生動物存在。

D

·             天然草被(寒、旱區)或稀疏的人工植被,有少量野生動物存在

E

·             人工草被或單一人工林,或有顯著比例的入侵物種,鮮有野生動物

 

10 湖泊休憩和视觉质量敏感性等級

級別

分級標准

A

·             具有省級或省級以上特色意義。

·             休憩資源價值非常高且非常敏感,需要嚴格保護

·             具有低視覺吸收能力(VAC)和高視覺敏感性。

B

·             具有地區特色意義。

·             休憩資源價值高且敏感,需要嚴格或特殊管理

·             具有低到中等視覺吸收能力(VAC)和高視覺敏感性。

C

·             具有當地特色意義。

·             休憩資源價值高或中等,且敏感,需要特殊或一般性的管理

·             具有中等視覺吸收能力(VAC)和中視覺敏感性。

D

·             具有一般性湖泊共有的功能。

·             休憩資源價值中等,功能一般且不敏感,需要一般性的管理。

·             具有高視覺吸收能力(VAC)和中視覺敏感性。

E

·             具有湖泊的基本功能。

·             休憩資源價值和功能一般且不敏感,只需要一般性的管理。

·             視覺敏感性低或無。

注:湖泊等級的判定不需要满足该級別的所有标准

視覺吸收能力(Visual absorption capability,VAC):是评价景观对人类干扰导致的视觉变化的敏感性程度的指標。

 

 

11 濱岸保護、湖濱保護和管理區寬度(斜坡距離,單位:m)

湖泊等級

濕地植被區

湖濱保護區

湖濱管理區

總湖濱管理範圍

A

10

190

50

250

B

10

40

50

100

C

10

20

70

100

D

10

0

90

100

E

10

0

40

50

1-5ha未分類的湖泊

10

0

20

30

10km2-3000Km2

10

>200m

>100m

310m-3000m

 

2)海洋生态环境敏感性評價方法

① 海洋生物多样性敏感区

參考8.2.2中生物多样性評價方法,结合国家海洋部门相关生态保护與管理要求综合划定海洋生物多样性敏感区红线。

海岸帶災害敏感區

在海岸带強烈侵蝕区、海平面上升影響區和风暴潮强烈影响区,综合叠加多年蚀退宽度、海平面上升淹没影响区宽度以及風暴潮增水影響區宽度,取三者最大宽度作爲海岸帶災害敏感區范围,划定生态红线。

式中:f(x)爲海岸带灾害敏感性影响范围,a海岸侵蝕敏感區寬度,b爲海平面上升影響區宽度,c爲風暴潮增水影響區宽度。

a. 海岸侵蝕敏感區

對淤泥質海岸和砂質海岸,依據曆史岸線位置記載、海岸侵蝕監測數據以及基于長時間序列(30年以上)遥感影像的海岸线变化监测等,分析確定蚀退海岸分布及蚀退速率。以当前海岸线爲基准,以近30年岸段平均蚀退宽度作爲缓冲区宽度,向陆划定生态红线。

b. 海平面上升影響區

对于无堤防岸段,根據海平面变化和区域地面沉降监测数据,计算区域年均海平面上升速率,推断未来百年间海平面上升的高度,结合高精度高程数据,確定百年海平面上升的陆域淹没范围。

式中:b爲未来百年间海平面上升的影响区宽度,S爲未来百年间海平面上升的高度,爲近岸平均坡度。

c. 風暴潮增水影響區

根據各验潮站、港口潮位监测数据,计算地区风暴潮增水重现期水位,以百年一遇重现期水位作爲预设水位进行淹没分析,確定风暴潮增水影响范围。

式中:C爲風暴潮增水影響區宽度,H爲百年一遇风暴潮增水高度,爲近岸平均坡度。

3其他生态环境敏感性評價

除上述生态环境敏感性以外,各地可根據地方实际的敏感性確定其評價方法,将敏感性等級高的区域划爲生态敏感区红线。

8.2.3 評價分級與紅線劃定

1)生态环境敏感性等級划分

采用自然分界法和定性分析相结合,将生态环境敏感性評價结果分爲5级,即不敏感、輕度敏感、中度敏感、高度敏感和極敏感,具体分級賦值及标准見表7

7   生态环境敏感性評價分级

不敏感

輕度敏感

中度敏感

高度敏感

極敏感

分級賦值

1

3

5

7

9

分級標准

1.0-2.0

2.1-4.0

4.1-6.0

6.1-8.0

>8.0

2)紅線劃定

将不同类型生态环境敏感性評價结果爲極敏感区域和高度敏感区域划爲生态红线,各类生态红线在空间上叠加后形成区域生态环境敏感区红线。

8.3 禁止開發區红线划定

根據生态保护重要性及内部空间差异性,各类禁止開發區按以下原则纳入生态红线。

1)國家級自然保護區全部納入生態紅線。

2)其他类型禁止開發區根據其生态保护的重要性,通過生态系统服务重要性评价和生态环境敏感性、脆弱性评价结果確定纳入生态红线的空间范围。

8.4 生態紅線邊界確定與命名

8.4.1 生態紅線疊加分析

通過GIS空间分析技术,在统一空间參考系统下,对划定的禁止開發區、重要生態功能區、生態環境敏感區、脆弱區保护红线进行空间叠加與综合分析,形成包含各类生态红线的空间分布图。

8.4.2 生態紅線邊界確定

以各类生态红线划定的结果图爲依据,对生态红线边界进行GPS定位和现场踏勘,进一步核实生态红线的实紩r呓纾確定生态红线拐点坐标。生态红线边界的確定应遵循以下原则:

1)與區域生態保護規劃與土地利用規劃相協調;

2)盡可能保持生態系統完整性與景觀連通性;

3結合山脈、河流、地貌單元、植被等要素保持自然地理邊界;

4)优先划入人爲干扰小、易于管控的区域;

5)優先考慮生態災害多發區;

6)扣除城鎮居住與建設用地。

8.4.3 生態紅線命名

1)重要生態功能區红线命名

针对某一重要生態功能區,其生态红线采取“地名+生態功能+紅線區”的命名方式,對于同一單元涉及多個功能的,按照“主導功能+次要功能”的方法進行命名。例如,大別山水土保持紅線區、“秦嶺生物多樣性保護、水源涵養紅線區”。

2)生態環境敏感區、脆弱區红线命名

針對不同類型生態環境敏感性、脆弱性,生態紅線采取“地名+生態環境敏感性、脆弱性預防+紅線區”的方法進行命名。例如,貴州石漠化預防紅線區

3)禁止開發區生態紅線命名

国家级自然保护区全部纳入生态红线,名称保持不变。其他禁止開發區生态红线采取“地名+禁止開發區名称+红线区”的命名方式,地名可爲生态红线所在地理区或行政区。例如,“五大连池风景名胜区红线区”、“北京八达岭国家森林公园红线区”。

9 生態紅線劃定圖件編制

生態紅線劃定圖件編制的技术要求包括空间參考系统、圖件內容、圖件編制方法等。

9.1 空间參考系统

平面坐標系:采用“2000國家大地坐標系”;

高程基准:采用“1985國家高程基准”;

投影方式:全國采用雙標准緯線等角割圓錐(Albers)投影,中央经线爲110度,原点纬度爲10度,双标准纬线爲北纬25度和北緯47度。區域采用高斯-克裏格投影,經差6度分帶。

9.2 圖件內容

生態紅線圖件應全面反映生態紅線所在區域的生態環境基本狀況,以及生態紅線的空間分布。

9.2.1 生態環境基礎信息圖件

包括但不限于以下圖件:

1)遙感影像圖

2)行政區劃图

3)地形地貌圖

4)植被類型分布圖

5)水系分布圖

6)土壤類型分布圖

7)土地利用現狀圖

9.2.2 生態紅線劃定成果圖件

主要包括:

1)禁止開發區红线图

2)重要生態功能區红线图

3)生態環境敏感區、脆弱區红线图

4)生態紅線分布總圖

9.3 圖件編制方法

生态红线图采用地图学常用方法表示,层次清楚,清晰直观,图式、图例、注记齐全。生态红线图应具备地表水系、水库、湖泊、交通网、重要管线、村庄、居民点、行政区域界线等基本要素。各类要素图层数据转换爲统一格式后进行叠加,数据交换格式方法应符合GB/T 17798標准要求。

10 生態紅線信息集成

10.1 生態紅線特征信息描述

生態紅線特征信息應包括以下內容:

1)面积與范围:包括所处行政区域和地理位置,红线区面积(以公顷爲单位表示)、生态红线拐点坐标等。

2)自然環境特征:包括自然地理特征和自然資源狀況、生態系統類型等。

3)經濟社會概況:包括區內人口、社區數量與分布、土地利用狀況、所在區域經濟發展水平、産業類型、産業結構與布局,以及其他人類活動特征等。

4)存在的問題:現存的或潛在的主要生態環境問題,引起生態環境問題的驅動力和原因。

5)红线保护目标:包括生态红线保护的主导生態功能和次要生態功能情况。

6)生態紅線管控措施:依托我國現有生態環境保護相關法律法規,制定生態紅線管控措施。對自然保護區等已具備法律依據的,按現有規定執行;對于新劃定的生態紅線,制定相應的管控措施。

10.2 生態紅線數據庫建設

在资料收集與图件制作基础上,汇总生态红线各类基础信息與专题信息,通過数据库技术进行信息集成,建成生态红线基础信息数据库。数据库建设标准可参照GB/T 13923CH/T 9005相關要求。

 

附錄A

生態系統淨初級生産力(NPP)遙感光學模型

 

生態系統淨初級生産力(NPP)可基于CASA光能利用率模型計算CASA模型认爲NPP是由植物光合作用與其對光能利用率的大小共同決定的。所以,CASA模型中NPP的估算可以由植物的光合有效輻射(APAR)和實際光能利用率(ε)兩個因子來表示,其估算公式如下:

式中,APAR(x,t)表示像元xt月吸收的光合有效輻射(g C·m-2·month-1),ε(x,t)表示像元xt月的實際光能利用率g C·MJ-1)。

APAR的估算:APAR的值由植被所能吸收的太阳有效辐射和植被对入射光合有效辐射的吸收比例来確定。

式中:SOL(x,t)表示t月在像元x處的太陽總輻射量( g C·m-2·month-1),FPAR(x,t)植被層對入射光合有效輻射的吸收比例,常數0.5表示植被所能利用的太阳有效辐射(波长爲0.4-0.7μm)占太陽總輻射的比例。

FPAR的估算:由于在一定範圍內,FPARNDVI之间存在着线性关系,这一关系可以根據某一植被类型NDVI的最大值和最小值以及所對應的FPAR最大值和最小值来確定。

式中:NDVIi,maxNDVIi,min分別對應第i種植被類型的NDVI最大和最小值。FPAR與比值植被指数(SR)也存在著較好的線性關系,可由以下公式表示:

式中,FPARminFPARmax的取值與植被类型无关,分别爲0.0010.95 SRi,maxSRi,min分別對應第i種植被類型NDVI95%5%下側百分位數, SR(x,t)由以下公式表示:

通過对FPAR-NDVIFPAR-SR所估算結果的比較發現,由NDVI所估算的FPAR比實測值高,而由SR所估算的FPAR則低于實測值,但其誤差小于直接由NDVI所估算的結果[1],因此澳门永利网址打不开可以讲二者结合起来,取其加权平均或平均值作爲估算FPAR的估算值:

光能利用率的估算:光能利用率是在一定時期单位面积上生产的干物质中所包含的化学潜能與同一時间投射到该面积上的光合有效辐射能之比。环境因子如气温、土壤水分状况以及大气水汽压差等会通過影响植物的光合能力而调节植被的NPP

式中:Tε1(x, t)Tε2(x, t)表示低溫和高溫對光能利用率的脅迫作用; Wε(x,t)爲水分胁迫影响系数,反映水分条件的影响; εmax是理想條件下的最大光能利用率(g C/MJ)。

溫度脅迫因子的估算:Tε1(x, t)的估算:其反映在低溫和高溫時植物內在的生化作用對光合的限制而降低第一性生産力。

式中:Topt(x)爲植物生长的最适温度,定义爲某一区域一年内NDVI值達到最高時的當月平均氣溫();當某一月平均溫度小于或等于-10時,其值取0 Tε2(x, t)的估算:表示環境溫度從最適溫度Topt(x)向高温或低温变化時植物光能利用率逐渐变小的趋势,这是因爲低温和高温時高的呼吸消耗必将会降低光能利用率,生长在偏离最适温度的条件下,其光能利用率也一定会降低。

當某一月平均溫度T(x, t)比最適溫度Topt(x)10或低13時,該月的Tε2(x, t)值等于月平均溫度T(x, t)爲最适温度Topt(x)Tε2(x, t)值的一半。

水分脅迫因子的估算:水分脅迫影響系數Wε(x,t)反映了植物所能利用的有效水分條件對光能利用率的影響,隨著環境中有效水分的增加,Wε(x,t)逐漸增大,它的取值范围爲0.5(在極端幹旱條件下)1(非常濕潤條件下)

式中:EET爲区域实际蒸散量(mm); EPT爲区域潜在蒸散量(mm

最大光能利用率的確定:月最大光能利用率εmax的取值因不同的植被類型而有所不同,在CASA模型中全球植被的最大光能利用率爲0.389 g C·MJ-1

全國尺度上利用CASA模型計算NPP時主要采用MODIS250米每16天合成的NDVI數據産品和反射率數據産品,以及MODIS1千米每8天合成的陸地表面溫度(LST)数据产品,并利用气象站点太阳辐射量数据作爲遥感估测模型的补充,通過克里金插值得到250米分辨率日照時数数据,以实现NPP估算由点向面的推演和扩展。在数据条件允许的情况下,可使用更高時空分辨率数据进行计算。

 

附錄B

修正通用水土流失方程(USLE)的土壤保持功能算法

 

模型結構:Ac = Ap – A r R× K× L×S×(1- C

式中: Ac爲土壤保持量,Ap爲潜在土壤侵蚀量,Ar爲实际土壤侵蚀量,R爲降水因子,K爲土壤侵蚀因子,LS爲地形因子,C爲植被覆蓋因子。

R-降水因子

式中:Pi爲月均降水量,P爲年均降水量, α= 0.3589β= 1.9462

K-土壤侵蝕因子

K = fcsand ×fcl-si ×forgc ×fhisand

fcsand = 0.2 + 0.3 exp [-0.0256 ms (1-msilt/100)]

fcl-si = [msilt/(mc + msilt)]0.3

forgc = 1- 0.25orgC / [orgC + exp(3.72 – 2.95 orgC)]

fhisand = 1-0.7(1-ms/100)/{(1-ms/100)+exp[-5.51+22.9(1-ms/100)]}

式中ms爲土壤粗砂含量,msilt爲土壤粉砂含量,mc爲土壤粘粒含量,orgC爲有机碳含量。

LS—地形因子

L = (λ/22.13)m

S = 10.8sinθ + 0.03      θ5°

   16.8sinθ – 0.5        5°≤ θ 10°

  21.91sinθ0.96      θ 10°

式中:λ爲坡长(mm爲坡长指数,θ爲坡度(°)。

 

附錄C

物種分布數據庫與物种分布模型

C.1 物種分布數據庫

物種分布數據庫是以物种名、经纬度和调查時间爲核心信息的数据库。物种名分爲中文名和拉丁名两个字段。经纬度字段以度爲单位,保留小数点后5位数字。野外调查中通過GPS记錄的数据,其精度一般在十几米。根據文献中的地名信息(县名、乡镇名、河流、山脉等)匹配的经纬度,其精度一般在几公里至几十公里。对数据精确度的估计在精度字段中记錄。時间字段爲年(如19982005等),另外一个時间字段爲文本字段,记錄日期與時间、调查的時间阶段等信息。另外,数据来源(调查人、文献等)应记錄在数据库中。最后应该建立一个备注字段(memo),记錄任何相关信息(该字段是不限长度的)。MS Access是比較好的數據庫軟件,應該避免使用MS Excel

C.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後,配合環境變量,就可以應用物種分布模型預測物種的分布。

1)環境變量

每個環境變量以GIS圖層的形式儲存和管理,範圍覆蓋整個中國。對于空間範圍超過1000万平方公里的分析,精度爲1平方公裏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、破碎度;

地表类型变量:土地利用類型、植被、生态区、地质类型、土壤类型、湿地类型;

氣候變量:年均溫、年總降水、溫度的季節變異、降水的季節變異、最低溫、最高溫、1月的最低溫、1月的均溫、1月的總降水、7月的最高溫、7月的均溫、7月的總降水、年温度变化范围、干燥度、辐射強度;

人文、生态等指標:初级生产力(NDVI)、生物量、GDP、人口密度、人類足迹指數、道路密度、鄉鎮密度、河流密度、土壤厚度、土壤N含量、土壤C含量,等等。

2)物種分布模型

常用的物种分布模型有十几种,包括回归模型、分类树和混合大量简单模型的神经网络、随机森林等。其中逻辑斯蒂回归是最爲简单、应用最广的模型。机器学习类复杂模型(如随机森林、神经网络、Maxent等)的預測精度較高,在近年來應用得越來越多。下面簡單介紹邏輯斯蒂回歸和隨機森林模型。

邏輯斯蒂回歸是廣義線性模型(Generalized Linear Models,簡稱GLM)的一种形式。广义线性模型是一般线性模型的扩展,允许因变量爲二项分布、泊松分布等离散型的分布;而一般线性模型要求因变量爲连续变量,而且其残差爲正态分布。因此广义线性模型比一般线性模型有更广泛的应用(McCullagh & Nelder 1989)。大多数统计软件在运行广义线性模型時,都可以应用逐步回归,依据模型拟合优度的统计量Akaike Information Criterioin (AIC)Bayesian Information Criteria (BIC)去除冗余變量,減少共線性(Thuiller et al. 2009)

隨機森林(Random Forest, 簡稱RF)應用Breiman的随机森林算法,通過对大量的分类树的计算来进行分类和回归(Breiman 2001)。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,並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,因此和其它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(Breiman 2001)

3)預測分布範圍

物種的每個分布點都對應著環境變量的信息,如海拔1500米,植被类型爲灌叢,人口密度爲5/平方公里,等等。根據物种分布点的环境信息和背景信息(整个区域),物种分布模型可以量化物种对环境的依赖关系,从而预测任何一点(该点必须有环境变量的信息)物种分布的概率。

一般而言,可以隨機選擇地點預測物種分布的概率,也可以系統地按照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MaxentGARP)直接調用環境變量的GIS圖層,並生成預測圖層,所以不需要選擇預測點。在生成23953点表示物种分布的概率后,可以通過几个途径划出等值线。例如,GIS的空間插值法可以生成等值線圖,等值線取值範圍在0-1之間,代表了物種分布的概率,或者生境適宜度。

 

 


[1] 王萬忠, 焦菊英, 1996, 中國的土壤侵蝕因子定量評價研究, 水土保持通報, 16(5):1-20

 

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