DB13_T 5872-2023半农半牧区草原沙化状况监测调查技术规程.docx

ICS13.080.01CCSB 1113河北省地方标准DB 13/T 58722023半农半牧区草原沙化状况监测调查技术规程2023 - 10 - 25 发布2023 - 11 - 25 实施河北省市场监督管理局发 布前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由河北省林业和草原局提出。本文件由河北省林业和草原局归口。本文件起草单位：河北承德林业和草原调查规划设计院（承德市森林草原生态环境监测中心）、河北民族师范学院。本文件主要起草人：耿金川、王烨、宋海燕、刘丹、高俊虎、耿睿、霍炳南、姚冠夫、吕娟、关林涛、孙克南、李金成、曲笑含、耿鑫、徐振方、辛雪、高登满、王晓峰、雒雅婧、闫科技、郝磊、邱建军。半农半牧区草原沙化状况监测调查技术规程1 范围本文件规定了半农半牧区草原沙化状况的地面调查和遥感监测的方法和技术要求。本文件适用于半农半牧区草原沙化地面调查及遥感监测。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。GB 19377-2003 天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标GB/T 24255-2009 沙化土地监测技术规程DB13/T 5287-2020 森林资源调查遥感判读区划技术规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。草原沙化 rangeland sandification草原在水蚀、风蚀、干旱、鼠虫害等自然因素和不合理利用的人为因素影响下，遭受不同程度破坏，土壤受侵蚀，土质粗沙化，土壤有机质含量下降，营养物质流失，草地生产力减退，致使原非沙化的草地，出现以风沙活动为主要特征的类似沙漠景观的草原退化过程。地面调查 ground survey通过在地面设定样地、样方等进行观察测定，获取调查对象各种信息的过程。遥感监测 remote sensing monitoring通过不同年度相同时期、相同区域的遥感影像分析，提取沙化草原信息，结合地面调查数据进行耦合校正的过程。沙化指示植物 sandification indicative plant对草原沙化具有指示作用和意义的植物。4 监测调查基本流程监测调查按如下步骤进行：a) 根据分层抽样的原则，进行样地布设；b) 按照监测目的采集植被信息、土壤信息；c) 遥感影像预处理。对遥感图像进行预处理，获得监测对象的真实反射率；d) 专题信息提取。根据地面样地植被信息和预处理后的遥感图像，获得监测区域的沙化监测信息；e) 验证。检验上述结果的准确性和可靠性。抽样图斑应不少于总图斑的 5%。验证的具体步骤如下：1) 图斑属性的核实；2) 图斑准确性检验。随机抽取图斑，沿待检图斑所对应地类边界，用 GPS 形成检验结果， 待检图斑与检验结果的图斑重叠率应在 80%以上；3) 分类精度检验。正确分类图斑应占图斑数 90%以上。5 地面调查 样地布设在监测区域内，按照不同草原资源沙化状况、立地条件等状况，分别布设一定数量的样地，每个样地面积为1平方公里。 样方布设和定位5.2.1 样方布设在监测样地内按照监测内容设置相应样方，宜选在对草原沙化具有指示性的沙化指示植物分布的坡度较小、比较平缓的地带。一个样地设置样方数量大于等于3个，样方间距不得小于250m。草本及矮小灌木小样方面积为1m1m，高大草本及灌木样方面积一般为10m10m或5m20m。监测样地、样方和照片应统一编号。5.2.2 样方定位用全球定位仪（GPS）确定样方所在位置。GPS坐标系统设为“CGCS2000”。经度、纬度按附录表A.1填写说明格式要求填写。 测定内容与方法5.3.1 测定时间地面测定时间一般为每年78月，地面调查和遥感监测时间应同步，以能准确反映监测内容状况的时间为宜。5.3.2 样地描述实地进行调查，按照附录表A.2填表说明填写数据。5.3.3 植被高度测定草层高度指草地植被优势种的自然高度，按照附录表A.1填写说明填写数据。5.3.4 植被盖度测定采用针刺法或盖度仪测定，并按照附录表A.1填写说明填写。针刺法：如1m1m的样方，借助于钢卷尺和样方框绳上每隔 10cm 的标记，用粗约2mm的细针，按顺序在样方内上下左右间隔 10cm 的点上（共点 100 个点），从植被的上方垂直下插，如果针与植物接触即算作一次“有”，在盖度表内划记一次，如没有接触则算“无”不划记。最后计算划记的次数，用百分数表示即为盖度。盖度仪：按照仪器使用说明进行操作。5.3.5 生物量测定在样方内收获灌木、草本的地上部分生物量，称取鲜质量，烘干或自然风干至重量不再发生变化，再称取干重。并按照附录表A.1填写说明填写数据。当年地上生物量获取有两种途径：a) 采用地上监测方法，通过样方测定直接获得该信息；b) 通过遥感模型反演获得该信息。5.3.6 植物优势度的测定和计算按照GB 1937-2003中3.6进行计算。5.3.7 沙生植物或沙化指示植物百分比测定和计算通过地面监测记录沙生或沙化指示植物，并计算单位面积内所有沙生植物占总数的百分比按式（1） 计算：𝑦𝑃 = 𝑠 100% (1)式中：P-沙生植物（沙化指示植物）百分比，%； s-单位面积内沙生植物总株数；y单位面积植株总数。5.3.8 沙化等级初判沙生植物或沙化指示植物种群的优势度低于10%，为非沙化草原；大于10%为沙化草原。根据GB/T 24255-2009，沙化等级分为轻度沙化、中度沙化、重度沙化和极重度沙化四个级别。具体分级指示见表1。表1 草原沙化程度分级级别优势植物比例盖度轻度沙化多年生优势植物居主要地位（优势度70%以上），沙生植物一年或多年生沙化指示植物开始增多（30%以下）草甸草原和典型草原植被盖度大于50%中度沙化沙生植物或沙化指示植物成为优势种（30%60%）草甸草原和典型草原植被盖度30%50%重度沙化以一、二年的沙化指示植物为主（60%80%）草甸草原和典型草原植被盖度10%30%极重度沙化以一、二年的沙化指示植物为主（80%以上）草甸草原和典型草原植被盖度10%以下6 遥感监测 监测内容利用最新的与地面调查同一时相的遥感影像，对一定区域内的草原沙化分布地点、面积、程度情况及变化规律进行监测。 影像处理与信息提取校正对遥感影像进行几何校正、图像整饰、投影变换、镶嵌、分类等一系列操作。 设置训练样地设置一定数量的训练样地，对训练样地进行判图分析，提取样地信息，与地面调查的数据进行复核，复核率达到80%以上。 植被指数提取采用归一化植被指数NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）进行沙区的植被状态监测。𝜌𝑛𝑖𝑟+𝜌𝑟𝑒𝑑𝑁𝐷𝑉𝐼 = 𝜌𝑛𝑖𝑟𝜌;𝑟𝑒𝑑 (2)式中：nir-近红外光波段反射率； red红光波段反射率。NDVI提取的方法：将野外实地调查数据准确地复合到遥感影像中，利用Arcgis地理信息软件的空间分析模块，获取各样地的植被指数，用于监测植被生长状况，该值介于-1到1之间，值越高代表植被生长越好。 实地调查验证抽取5%的遥感监测图斑，验证遥感监测成果的准确性，图斑准确率应达到90%以上。7 沙化程度动态变化判定根据地面和遥感调查综合数据结果，按照草原沙化等级判定及沙化程度动态变化，对调查区域样地进行沙化等级判定，具体方法参见附录B。8 绘制化区域分布图根据沙化等级判定数据结果，利用地理信息软件，绘制草原沙化状况分布图。9 数据管理数据整理对监测数据以监测样地为基本单位进行收集、整理。数据校核监测数据应及时进行校核，发现数据异常，应立即进行现场和室内复核。资料归档监测数据由草原主管部门或委托的监测承担单位按照监测要求，通过建立文件、图表资料目录和档案等形式建立档案材料并注明密级。以纸质文本与电子文本两种进行归档保存。10 监测报告编制报告编制内容需包括监测目标、实施区域、主要内容、 监测结果、 现状分析、 趋势分析、建议、报告编写等八个部分。 监测目标根据监测任务，按照本文件确定实施监测工作的目标。 实施区域明确监测任务实施的区域，须给出分布图和地理位置。 主要内容按照主要监测内容，阐明监测内容的细节。 监测结果记录监测工作中的各项原始数据、数据结果，编制图表和图件，注明监测人员及记录时间。 现状分析分析监测内容的现状及其原因。 趋势分析针对监测内容，分析草原相关方面的发展趋势。 建议针对监测结果，提出有关草原保护、利用、建设等方面的建议以及存在的问题。 报告编写完成监测报告的编写。AA附 录 A（规范性）草原沙化样方调查表表A.1 草原沙化样方调查表调查日期：年月 日调查地点县乡（镇、场）村样方编号样方面积样方定位经度地形特征未见沙丘和风蚀坑纬度较平缓的沙地，固定沙丘海拔平缓沙地，基本固定或半固定沙丘中、大型沙丘，大型风蚀坑，半流动沙丘照片编号景观照：俯视照：植被盖度植 被 平 均 高 度（cm）裸沙面积百分比植被组成沙生植物为一般伴生种或偶见种沙生植物成为优势种沙生植物成为主要伴生种植物稀少，仅存少量沙生植物主要植物名称高度（cm）株数盖度鲜 重 （g/）风干重（g/）是否为优势种是否为沙化指示植物产草量测定鲜重（g/）风 干 重（g/）样方总产量可食产草量初判沙化等级未沙化（ ）、轻度沙化（ ）、中度沙化（ ）、重度沙化（ ）、极重度沙化（）表A.1 草原沙化样方调查表填写说明：（一）样方编号监测样方编号按照“县名+样地号+序号”进行编号。如丰宁县沙化草地第一个监测样地第一个样方编号为：丰宁001-1。（二）样方定位 用全球定位仪（GPS）确定所在位置的方位。GPS坐标系统设为“CGCS2000”。经度、纬度单位设为“度”，即 “ddd”格式。（三）照片编号 样方测定前应采集景观照片和俯视照片，照片编号应与所测定样方编号相同。在样方编号后加英文大写字母“A”表示景观照片，加“B”表示俯视照片。（四）植被盖度 测量样方内所有植物的垂直投影面积占样方面积的比例，用%表示。（五）植被平均高度 测量样方内草地植被的平均自然高度。（六）裸沙面积百分比 测量样方内所有裸沙面积占样方面积的比例，用%表示。（七）主要植物名称 样方内主要的优势种或群落的建群种名称。（八）主要植物鲜重、干重 剪取整个样方内地上部分的鲜草称重，自然风干或烘干箱烘干后测干重。剪割：样方内植物齐地面剪割。鲜重：将剪割的每种植物分别测定鲜重。干重 将鲜草分别装袋，并标明样品的所属监测点及样方号、样品名称、样品鲜重，待自然风干或烘干箱烘干后再测其干重。干重的判断标准：植物经一定时间（3d5d）的自然晾晒风干或烘干箱烘干后，其重量基本稳定时即可视为干草。（九）产草量测定 植物按照可食产草量和总产草量分别记录鲜重和干重。表 A.2 草原沙化样地调查表样地号：调查日期：调查人： 所在行政区省（自治区）县（市）乡（镇、场）村草原类草原型景观照片中心点经纬度经度纬度海拔高度m平原 山地 丘陵 高原 盆地 沟谷坡度：地形地貌坡向坡顶 坡上部 坡中部坡阳坡 半阳坡 半阴坡 阴坡坡位：下部土壤质地砾石质 沙土 壤土 粘土地表特征退化情况（轻 中 重 极重）；侵蚀原因（风蚀 水蚀 冻融 蹄蚀 其它）；利用方式全年放牧 冬春放牧 夏秋放牧 禁牧 打草场其它利用状况未利用 轻度利用 合理利用 超载 重度超载备注表A.2 草原沙化样地调查表填写说明：（一）样地编号 监测样地编号按照“县名+序号”进行编号。如若尔盖县沙化草地第一个监测样地编号为：若尔盖001。（二）地形地貌 地貌通常分为平原、山地、丘陵、高原、盆地和沟谷6种类型。各种地貌类型的判断依据如下：平原：海拔3000m，相对高度1000m，山坡陡峭；中山指海拔1000m3000m之间，相对高度为500m1000m；低山指海拔500m1000m，相对高度200m500m，山坡较为平缓，与丘陵无明显界线。丘陵：海拔高度500m，相对高度200m的平原地貌。盆地：指周围被山岭环绕，中间地势低平，似盆状地貌。沟谷：指河流冲刷低地或山间谷地等。（三）土壤质地 土壤的固体部分主要是由许多大小不同的矿物质颗粒组成，矿物质颗粒的大小相差悬殊，且在不同土壤中占有不同的比例，这种大小不同的土粒的比例组合叫土壤质地。砾石质：土壤中砾石含量超过1%时的土壤。沙土：土壤松散，很难保水，无法用手捏成团，用手捏时有很重的沙性感，并发出沙沙声。壤土：土壤孔隙适当、通透性好、保水性好，湿捏无沙沙声，微有沙性感，用手成团后容易散开。粘土：土壤颗粒小、通透性差、水份不易渗透、容易积水，用手捏成团后不易散开。（四）利用方式 草原利用主要分为全年放牧、冬春冷季放牧、夏秋放牧、打草场等方式。全年放牧：全年放牧利用。冬春放牧：高原一般指冬季和春季放牧，盆周山区一般指冬季放牧。夏秋放牧：一般指夏季和秋季牧草生长季节放牧。禁牧：全年不放牧。打草场：用于刈割的非放牧草地。（五）利用状况 指草原上家畜放牧和人类活动情况。未利用：指没有被放牧或打草利用的草原。轻度利用：放牧较轻，对草地没有造成损害，草地无退化迹象，植被生长发育状况良好。适度利用：草原利用合理，草畜基本平衡，植物生长状况优良。轻度超载：草原家畜超载幅度小于30%，草地有退化迹象，群落的高度、盖度下降，多年生牧草比例减少不明显。重度超载：草原家畜超载幅度大于30%，草原退化现象严重，草群高度、盖度明显下降，优良牧草比例明显减少，有毒有害植物增加。BB附 录 B（规范性）草原沙化速度分级与指标因子表B.1 草原沙化速度分级与指标因子监测项目草地沙化速度分级未变化轻度变化中度变化重度变化必须监测项目植物群落特征植被组成沙生植物为一般伴生种或偶见种沙生植物成为主要伴生种沙生植物成为优势种植物稀少， 仅存少量沙生植物草地总覆盖度相对百分数的减少率/%05620215050指示植物草地沙漠化指示植物个体数相对百分数的增加率/%05610114040地上部产草量总产草量相对百分数减少率/%0101115164040地形特征与前期基本一致与前期有轻微变化与前期有一定的变化与前期有较大的变化裸沙面积占草地地表面积相对百分数的增加率/%0101115164040辅助监测项目0cm 20cm 土层的土壤理化性质机械组成0.05mm 粗沙粒相对百分数的增加率/%01011202140400.01mm 物理性粘粒含量相对百分数的减少率/%0101120214040养分含量有机质含量相对百分数的减少率/%0101120214040全氮含量相对百分数的减少率/%0101120214040