自然保护区生态承载力评价指标含义及计算方法、评价指标计算数据来源、评价报告提纲

附录A（规范性）评价指标含义及计算方法A.1年均降水量评价自然保护区的多年平均降水量（mm），其值可反映生态系统潜在生产力值。A.2年平均气温评价自然保护区的多年平均气温（℃），其值可反映生态系统潜在生产力值。A.3高程指以高程基准面为起点所测定的平均地面或空中高度，反映自然保护区的地势状况，单位为m。A.4坡向指坡面法线在水平面上的投影的方向，也可以通俗理解为由高及低的方向，坡向对于山地生态系统有着较大的影响。A.5积雪面积积雪面积反映自然保护区内积雪覆盖情况，基于积雪覆盖遥感产品，通过计算积雪覆盖率来表征整个区域的相对积雪面积。计算方法如下：................................................（A.1）式中：SCF—积雪覆盖率；Ssnow—积雪覆盖面积；Sall—区域总面积。A.6植被覆盖率评价自然保护区内植被面积所占的比例。A.7荒漠植被覆盖率评价自然保护区内荒漠植被面积所占的比例。A.8水域湿地面积比评价自然保护区内河流（渠）、湖泊（库）、冰川和积雪、滩涂、沼泽地等湿地类型的面积之和所占的比例。A.9景观破碎度用来表征景观被自然因素及人为因素所分割的破碎程度，反映自然保护区景观空间结构的复杂性，在一定程度上反映了人类活动对景观的干扰程度，利用评价区域的斑块密度表示。计算方法如下：............................................（A.2）式中：Ci—景观i的破碎度；Ni—景观i的斑块数；Ai—景观i的总面积。A.10植被净初级生产力反映自然保护区植被群落在自然环境条件下的生产能力，表征生态系统的质量状况，也是判定生态系统碳源/汇和调节生态过程的主要因子。采用改进的CASA模型计算，计算公式如下：...……………….…......（A.3）..….………….........（A.4）…….…………........（A.5）式中：NPP—植被净初级生产力（gC/m2/a）；APAR—植物吸收的光合有效辐射（MJ/m2/a）；ε—实际光能利用率；SOL—太阳总辐射量（MJ/m2/a）；FPAR—植被层对入射光合有效辐射的吸收比例（见表A.1）；Tε1—低温和高温对植物生长的影响系数（见表A.1）；Tε2—环境温度向低温和高温变化时对植被生长的影响系数（见表A.1）；Wε—土壤水分干湿程度对植被生长的影响系数（见表A.1）；εmax—最大光能利用率。表A.1植被净初级生产力估算CASA模型参数设置及计算方法序号参数计算公式与参数设置1植被层对入射光合有效辐射的吸收比例（FPAR）FPARNDVI指由NDVI计算得出植被层对入射光合有效辐射的吸收比例；FPARSR指由比值植被指数（SR）计算的植被层对入射光合有效辐射的吸收比例；NDVImax和NDVImin分别对应第i种植被类型的NDVI最大值和最小值。2温度胁迫因子（Tε1、Tε2）Topt为植被生长的最值温度，定义为某一区域一年内NDVI值达到最高时的当月平均气温（℃）；T表示某一月的平均温度（℃）。3水分胁迫因子（Wε）E为区域实际蒸散量（mm）；Ep为区域潜在蒸散量（mm）。A.11生物丰度指数A.11.1生物丰度指数反映自然保护区内生物的丰贫程度，利用生物栖息地质量和生物多样性综合表示。..................................（A.6）式中：BI—生物多样性指数，评价方法应符合HJ623—2011的规定；HQ—生境质量指数（无量纲）；当生物多样性指数没有动态更新数据时，生物丰度指数变化等于生境质量指数的变化。A.11.2生境质量指数评价区域内生物栖息地质量状况，是生态系统和景观生物多样性的直接体现，生境质量指数应采用InVEST模型中的生境质量模块计算，计算公式如下：…….…..................（A.7）式中：HQ—第j类土地利用/覆被类型（地类景观）在第x个栅格单元的生境质量；Hj—地类景观j的生境适宜程度；Dxj—地类景观j在第x个栅格单元的生境退化程度；k—半饱和系数，取值为Dxj最大值的1/2。A.12水源涵养量水源涵养量是指与裸地相比较，森林、草地等生态系统涵养水分的增加量。通常以水源涵养量作为水源涵养生态功能的评价标准。可采用水量平衡方程来计算水源涵养量，即某栅格单元的降雨量减去实际蒸散发后的水量即为水源供给量，包括地表产流、土壤含水量、枯落物持水量和冠层截留量。计算公式如下：.................................（A.8）............................（A.9）......................................（A.10）.......................................（A.11）式中：Yxj—第j类景观类型中栅格单元x上的年水源供给量（mm）；AETxj—栅格单元x的年实际蒸散量（mm）；Px—栅格单元x的年降水量（mm）；AETxj/Px—实际蒸散量与降水量的比值；Rxj—森林景观类型j中栅格单元x上的Budyko干燥指数（潜在蒸散量与降雨的比值）；ωx—植被年所需水量与年降水量的比值，取值范围为1-10，根据模型测试经验取默认值；Z—经验常数，反映区域降水季节性特征；AWCx—栅格单元x的植物含水量（mm）；etox—栅格单元x的潜在蒸散量（mm）；Kxy—植被蒸散系数，即不同发育期作物蒸散量ET与潜在蒸散量eto的比值。A.13水土保持量水土保持量是指被评价区域无植被保护下的潜在土壤侵蚀量与现实植被覆被状态下的土壤侵蚀量的差值。以水土保持量反映水土保持功能状况，计算公式如下：................................（A.12）式中：A—水土保持量（t/km2/a）；R—降雨侵蚀力因子（MJ·mm/km2/h/a，见表A.2）；K—土壤可侵蚀性因子（t/h/MJ/mm，见表A.2）；L—坡长因子（无量纲，见表A.2）；S—坡度因子（无量纲，见表A.2）；C—植被管理因子（无量纲，见表A.2）；P—土壤保持管理措施因子（无量纲，见表A.2）。表A.2水土保持量估算方程参数设置及计算方法序号参数计算公式与参数设置1降雨侵蚀力因子（R）𝑅i为第i个半月的降雨侵蚀力（MJ·mm/hm2·ha）；i为一年的24个半月（i=1，2，……，24）；Pk为第i个半月时段中第k天的日侵蚀性降雨量（日降雨量≥12mm，否则替换为0）；m为第i个半月中出现侵蚀性降雨的天数；β和α为待定模型参数；Pd12为该站点的日平均侵蚀性降雨量；Py12为该站点的年平均侵蚀性降雨量。2土壤可蚀性因子（K）K为修正后的土壤可蚀性因子；KEPIC为修正前的土壤可蚀性因子，需转换成国际制单位；mc、msilt、ms、orgC分别为粘粒（＜0.002mm）、粉粒（0.002mm～0.05mm）、砂粒（0.05mm～2mm）和有机碳的百分比含量（%）。3地形因子（L、S）L为坡长因子；S为坡度因子；θ为坡度。4植被覆盖因子（C）C为植被管理因子（无量纲）；c为植被覆盖度；NDVI为归一化植被指数；Nsoil为无植被覆盖区域或裸土的NDVI值；Nveg为全部被植被所覆盖区域的NDVI值。5工程措施因子（P）P值是根据祁连山地区土地分类特征及以往研究成果，对中国科学院资源与环境科学数据中心提供的1km分辨率土地利用/覆盖数据集重分类赋值得到。A.14防风固沙量用修正风蚀方程计算防风固沙量，计算公式如下：..............................................（A.13）.......................................（A.14）...........................（A.15）......................（A.16）...............................（A.17）........................（A.18）.....................（A.19）式中：G—单位面积年防风固沙物质量（t/km/a）；SLr—单位面积年潜在风蚀量（t/km/a）；SL—单位面积年实际风蚀量（t/km/a）；z—下风向距离（m）；s—关键地块长度（m）；Qmax—风力的最大输沙能力（kg/m）；e—自然常数；WF—气候因子；EF—土壤可蚀性因子；SCF—土壤结皮因子K—土壤糙度因子；C—植被因子；sr—潜在关键地块长度（m）；Qrmax—潜在风力的最大输沙能力（kg/m）。A.15一般控制区耕地面积比一般控制区耕地面积可从土地利用数据或地面调查数据获取，地面调查应符合《自然保护地人类活动遥感监测技术规范》（HJ1156—2021）的规定。计算公式如下：.........................（A.20）A.16一般控制区建设用地比一般控制区建设用地面积可从土地利用数据或地面调查数据获取，地面调查应符合《自然保护地人类活动遥感监测技术规范》（HJ1156—2021）的规定。计算公式如下：......................（A.21）A.17一般控制区单位面积耗水总量评价自然保护区一般控制区水资源消耗状况。计算公式如下：.....................（A.22）A.18一般控制区单位面积社会产值评价自然保护区一般控制区单位面积GDP状况。计算公式如下：..................（A.23）A.19一般控制区人口密度评价自然保护区一般控制区人口密度情况。计算公式如下：...........................（A.24）A.20一般控制区草地载畜压力指数评价自然保护区一般控制区草地放牧对自然生态系统的影响状况。计算公式如下：...............................................（A.25）..................................（A.26）..................................（A.27）............................................（A.28）式中：Ip—草地载畜压力指数，无量纲；如果Ip=1，则Cs=Cl，表明草地载畜量适宜；如果Ip>1，表明草地超载；如果Ip<1，则表明草地尚有载畜潜力。Cs—草地实际载畜量，即单位面积草地实际承载的家畜数量，标准羊单位/hm2；Cl—草地理论载畜量，即单位面积草地可承载的家畜数量，标准羊单位/hm2；Cn—年末家畜存栏数，标准羊单位；Ch—家畜出栏率，%；Gt—草地放牧天数，天；Ar—计算单元的草地面积，hm2。Ym—单位面积草地产草量，kg/hm2；Ut—牧草利用率，%；Co—草地可利用率，%；Ha—草地可食牧草比率，%；Sf—一个羊单位家畜的日食量，kg/羊单位/日；Df—草地牧草的标准干草折算系数，%；NPP—植被净初级生产力，gC/m2/a；r—草地植被地上/地下生物量比例，不同草地类型取值不同；t—生物量转换为生产力的系数。草地理论载畜量应按《天然草地合理载畜量的计算》（NY/T635—2015）执行。A.21一般控制区旅游景点密度评价自然保护区一般控制区休憩体验等服务功能情况。计算公式如下：.....................（A.29）

附录B（资料性）数据源评价指标计算数据来源目标层分目标层准则层指标层数据来源自然保护区生态承载力生态支撑力自然驱动力年均降水量气象数据年平均气温气象数据高程遥感监测坡向遥感数据积雪面积遥感监测生态结构林地覆盖率遥感监测草地覆盖率遥感监测荒漠植被覆盖率遥感监测水域湿地面积比遥感监测景观破碎度遥感监测植被净初级生产力遥感监测、地面监测、模型计算生态功能生物丰度指数遥感监测水源涵养量遥感监测、地面监测、模型计算水土保持量遥感监测、地面监测、模型计算防风固沙量遥感监测、地面监测、模型计算生态支撑力指数（ECS）（综合计算）主要压力因素资源消耗一般控制区耕地面积比遥感监测一般控制区建设用地比遥感监测一般控制区单位面积耗水总量统计数据一般控制区单位面积社会产值统计数据一般控制区人口密度统计数据一般控制区草地载畜压力指数遥感监测、统计数据、地面监测一般控制区旅游景点密度统计数据压力指数（SEP）（综合计算）附录C（资料性）自然保护区生态承载力评价报告提纲XX自然保护区生态承载力评价