《高寒草地植物多样性调查与评价技术规程》编写说明

《高寒草地植物多样性调查与评价技术规程》编写说明一、工作简况1、任务来源四川省市场监督管理局“关于下达2022年度地方标准制修订项目立项计划（第一批）的通知【川市监函〔2022〕295号】”，由四川农业大学负责编制《高寒草地植物多样性调查与评价技术规程》，将于2022年完成。2.起草单位、协作单位起草单位：四川农业大学、四川省草原工作总站、四川省林业科学研究院、甘孜州草原工作站、成都祥龙园林绿化工程有限公司3.主要起草人姓名性别单位职称任务分工孙飞达男四川农业大学副教授撰写规程和数据采集刘琳女四川农业大学教授讨论撰写规程刘伟男四川农业大学副教授讨论撰写规程周冀琼女四川农业大学讲师讨论撰写规程白彦福男四川农业大学副教授讨论撰写规程陈文业男甘肃林业科学研究院研究员讨论撰写规程张绪校男四川省草原工作总站高级畜牧师讨论撰写规程鲁岩男四川省草原工作总站高级畜牧师讨论撰写规程周俗男四川省林业科学研究院研究员讨论撰写规程杨廷勇男甘孜州草原工作站高级畜牧师应用实践袁新男中国地质调查局军民融合地质调查中心工程师应用实践张可男成都祥龙园林绿化工程有限公司工程师应用实践二、制订标准的必要性和意义（一）制订标准的必要性我国草原面积约4亿公顷，其中高寒草地约占全国草地资源的1/3，面积大、分布广、数量多，是水源涵养、固碳增汇、畜牧生产及生物多样性保护的重要基础。保护生物多样性有助于维护地球家园，促进人类可持续发展。而草地植物多样性是生物多样性的重要组成部分，也是提升碳汇能力的主要途径。由于全球气候变化、人类过度利用等多因素作用下，我国草地面积、分布、类型、数量等发生了巨大变化，尤其是青藏高原具有高寒、脆弱、敏感性区域特征，而高寒草地本底调查是生物多样性评估的基础。植物多样性调查的各项指标既可以明晰植被物种数量，又可为高寒草地草地生产力、草畜平衡、物种多样性、碳汇潜力及草地利用与管理提供数据支撑和技术规范。当前对高寒草地多样性调查在实践过程中存在方法不一致、技术不规范、评价指标不统一的客观问题，通过制定“高寒草地植物多样性调查与评价技术规程”标准，旨在解决目前高寒草地区在植物多样性调查和评价过程中调查效率低、尺度不一致、方法不统一的缺陷，结合严格的量化评价指标，将高寒草地植物多样性调查与评价标准化，对草地利用、管理、评价具有重要意义。因此，立项编制《高寒草地植物多样性调查与评价技术规程》十分必要。（二）制订标准的意义草地资源是重要的国土资源，是一种可再生的自然资源。中国的草地资源主要分布在北部和西部，其中青藏高原的草地约占全国草地面积的1/3，主要以高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠等高寒草地为主。高寒草地的生物多样性与其生态服务功能密切相关，草地生物多样性一旦破坏，将会导致水资源短缺、土壤沙化、水土流失等诸多问题，不仅会影响青藏高原地区的可持续发展，而且会影响中下游地区的生态安全。为了有效保护草地生物多样性，保障草地生态系统服务功能，需要准确、高效地掌握生物多样性等基础信息。自1992年《生物多样性公约》签署至今，许多发达国家致力于国家尺度的生物多样性监测网络的建设，而发展中国家的生物多样性监测明显滞后于发达国家。迄今为止，我国尚未在国家尺度上对草地生态系统的植物多样性进行过全面调查，部分学者基于内蒙古地区或国外研究报道提出了我国草地生物多样性监测的指标体系和监测方案。相对而言，青藏高原高寒草地生物多样性调查方法的研究工作较少，孟凡栋等在西藏高原采用样线法、样方法和巢式样方法开展了草地群落植物多样性和地上生物量的监测研究，明确了西藏高原高寒草地不同植被类型的最小取样面积和最小样方数；董世魁等在青藏高原中北部采用种-面积曲线法对高寒草地植物多样性进行了估测，阐明了在不同估测精度下青藏高原高寒草地不同植被类型的最小取样面积。这些研究工作仅实证了高寒草地植物多样性监测的最小取样面积，并未说明高寒草地植物多样性研究的理想方法。事实上，青藏高原野外环境恶劣，选择一种既能有效准确地监测植物多样性，又能节省人力和物力的调查方法尤为重要。基于以上，制订本标准规定了高寒草地区植物多样性调查的流程、调查内容、调查方法、参数标准及评价指标，适用于川西北乃至青藏高原高寒草地植物多样性调查与评价工作。鉴于拟制定标准是结合青藏高原高寒草地区植物多样性调查，涉及植被物种分布、时空动态、利用情况、生态建设与恢复，为建立健全高寒草地植被监测技术体系，保证草原监测工作的开展具有简便性、可操作性强、数据更具科学性，为相关政策落实和草地修复治理项目的规划实施提供参照，其属于草地调查监测、草地利用与保护、草地生态和管理范畴。因此，编制《高寒草地植物多样性调查与评价》标准，对于高寒草地调查、监测与评价，退化草原植被恢复、草地生态环境改良均具有重要意义。三、主要起草过程（一）成立标准工作小组任务下达后，起草单位的专家和技术人员组成标准起草小组，共同探讨标准的编制原则、编制框架和内容，并对标准起草工作进行分工，明确任务职责和时间进度，以确保项目的顺利实施。成立四川农业大学，联合四川省草原工作总站、四川省林业科学研究院、甘孜州草原站等科研、教学和技术推广单位的有关技术骨干组织项目实施小组。由孙飞达副教授任首席专家，负责标准的设计与起草、审定。结合已有的高寒草地植物多样性调查监测的相关工作基础，前期参与开展了草原有害生物普查、草原基况调查、青藏高原草地资源调查监测等方面的项目，积累了大量数据和经验。项目组成员由草学、生态学、动物学、草地遥感等方面的技术人员组成，保障项目的顺利实施。实行目标管理，责任分配落实，任务明确。在项目组首席专家领导下，各参与人员做到责任分配到位，按计划和目标扎实开展项目内容，各参与人员既要有具体分工，也要有相互合作。对实施进展进行随时汇报和讨论，及时发现问题并解决问题，确保项目按计划、保质保量地完成。（二）标准资料的收集、调研及试验论证1、植物多样性与生产力的关系生物多样性本身不是一个独立变量，其维持受到多种因素的影响。植物群落的物种数目（多样性特征）和它的生境条件尤其是土壤水分和土壤营养有密切的联系。Morse等指出，物种多样性是随着土壤资源的分布类型的不同而变化，而资源的分布类型取决于系统中生物有机体大小和资源或栖息地大小。因此，在今后的研究工作中，生态系统功能除受物种多样性、物种组成及种本身的生物学特征等外，应考虑资源供给水平和干扰强度等非生物因素对物种多样性－生态系统功能关系的影响。Wilsey等在解释植物群落对物种均匀度的反应时认为，对光的获取可能比营养物质的获取重要的多。尽管人为控制的群落所得到的光的比例没有直接测量，而且今后的工作中需要证明除此之外，还有其它的机制影响着生产力与均匀度之间的关系。生态系统功能不仅依赖于物种的数目，而且依赖于物种组成及物种所具有的功能性状，物种多样性和功能多样性是生态系统功能研究中非常重要的内容。物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现形式，它既体现了生物之间及其与环境之间的复杂关系，又体现了生物资源的丰富性。功能多样性的实质则是群落内物种间功能性状的总体差别，以及功能性状对环境压力或扰动做出的响应。尽管物种多样性和功能多样性的生态学意义不同，但部分学者将生物类群尺度的物种多样性即功能群多样性和功能多样性的概念混淆，往往用功能群多样性来表征物种的功能多样性，造成研究结果失真或错误等不良后果。与物种多样性一样，功能多样性对生态系统功能变化有决定性作用。若要揭示物种多样性和功能多样性对生态系统功能的相对作用，就必须先阐明功能多样性和物种多样性的相互关系。但是，受环境条件、物种组成、土地利用等因素的影响，全球学者尚未对物种多样性和功能多样性的关系达成共识。因此，开展不同区域内各类生态系统物种多样性和功能多样性的关系研究，不仅可以提高功能多样性的认识水平，而且可以推进生物多样性保护的理论发展。然而，从国内外研究报道来看，目前植物功能多样性和物种多样性关系研究多集中在热带和温带森林生态系统，草地生态系统尤其是青藏高原高寒草地生态系统的相关研究鲜见报道。2、高寒草甸和高寒草原的植物物种多样性测定青藏高原位于我国西南部，总面积2.5×106km2，平均海拔4000—5000m，是中国最大、世界海拔最高的高原，有“世界屋脊”和“第三极”之称。青藏高原的天然草地面积约占全国草地面积的1/3，是我国天然草地分布面积最大的一个区。高寒草地是青藏高原的主体生态系统，是高寒生态系统物种及遗传基因最丰富和最集中的地区之一，在全球高寒生物多样性保护中具有十分重要的地位，然而近年来，在气候变化与人为干扰等因素的驱动下，青藏高原高寒草地生物多样性急剧减少，濒危植物数量不断增加，亟需加强青藏高原高寒草地植物多样性的保护研究。目前，对青藏高原地区的植物多样性研究多集中于物种或功能多样性的单一维度，较少涉及物种功能多样性纬度的研究。这一现状造成的结果是高寒草地植物多样性保护策略仅立足于物种的数量状况，而没有全面考虑物种的功能性状。因此，开展青藏高原草地植物物种多样性与功能多样性的关系研究尤为及时和必要。高寒草甸和高寒草原的植物物种多样性测定结果。高寒草甸的Patrick丰富度指数平均为27.70，是高寒草原的1.86倍，差异达显著水平(P＜0.05)。高寒草甸的Shannon多样性指数(2.22)稍高于高寒草原(2.14)，但二者间没有显著差异(P＞0.05)。对于Pielou均匀度和Simpson优势度指数而言，高寒草原则稍高于高寒草甸，但二者间差异均未达到显著水平(P＞0.05)。高寒草甸的植物物种功能丰富度指数FAD2、MFAD、FDp、FDc、FＲic和功能离散度指数Ｒao和FDis均显著高于高寒草原(P＜0.01或P＜0.05)。其中，高寒草甸的FＲic指数为高寒草原的5.63倍。高寒草甸的功能均匀度指数FEve和功能离散度指数FDiv则稍低于高寒草原，但二者间的差异并未达到显著水平(P＞0.05)。3、生物多样性调查与评估相关标准本标准规定了高寒草地植物多样性调查与评价的指标和方法，包含遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。本标准重在高寒草地植物物种多样性。本标准适用于青藏高原高寒草地植物多样性调查与评价，包括高寒草甸、高寒草甸草原、高寒典型草原、高寒荒漠草原、高寒荒等草地类。与前期相关试验数据进行比较分析，专门组织人员进行研究与验证，确保标准中数据的准确性。收集查阅现已有的生物多样性调查、评估相关标准，其中《HJ623-2011区域生物多样性评价标准》、《T/CGDF00001-2020生物多样性调查与监测标准》、《T/CGDF00002-2020生物多样性评估标准》提供了一定的参考和借鉴。现有标准尚无针对高寒草地区植物多样性调查与评价的技术标准，且针对生物多样性（植物、动物、微生物）。本标准针对高寒草地植物多样性，更聚焦在植物物种多样性的调查及评价方面，针对性强，注重细节方案，且高寒草地类型多样，在实际操作中在实际调查中，大框架的标准方案难以落实。本标准对青藏高原高寒草地的植物多样性调查技术手段不一，样方尺度、设置方法、重复次数及新技术应用缺乏技术规范，各地区、组织机构偏差较大，很有必要制定针对高寒草地植物多样性调查和评价的技术标准规范，对青藏高原保护与利用具有重要意义。（三）收集整理资料，形成标准初稿编写组认真整理总结了草原鼠害治理的已有标准和规范，查阅了省内外高寒草地调查监测、评价技术资料，结合四川农业大学及省内相关科研管理单位在川西北高寒草地植物调查监测及防控的科研和实践，特别是参与开展了“有害生物普查”、“草原基况调查”、“林草湿调查”等项目，为本标准编写提供了很多实践经验，形成了本技术标准的初稿。本标准与T/CGDF00001-2020和T/CGDF00002-2020等相比，本标准主要内容的区别：——提出在青藏高原高寒草地植物多样性调查与评价；——提出高寒草地5大类草地类型的调查评价方法；——提出高寒草地评价技术；（四）整理初审专家意见，修改形成征求意见稿初稿形成后，将材料电子版发给四川农业大学、四川省草原工作总站、甘肃省林业科学研究院、甘孜州草原站、阿坝州草原站等相关单位的专家10人征求意见。收集到初审专家反馈意见后，根据意见修改形成了征求意见稿。（五）完善征求意见稿，形成送审稿征求意见稿形成后，编写组将标准的纸质或者电子版发送给省草原工作总站、甘肃省林业科学研究院、四川省林业科学研究院、四川省草原科学研究院、阿坝州草原站、四川农业大学、四川省川草生态草业科技开发有限责任公司等科研院所和高等院校的相关专家征求意见，共发送征求意见稿10个，收到9个专家的回函，然后仔细整理、分析汇总了各个单位的意见，并对标准进行了认真详细的修改，形成送审稿。四、主要技术内容及确定依据（一）标准主要内容的确定依据1、本标准编制遵循“科学、实用、可行”的原则，充分听取各方的意见，主要考虑高寒草地调查评价的实际需要，通过规范化、标准化、程序化的步骤和流程，规范调查技术和评价方法，为生物多样性保护提供规范。。2、本标准编制过程中，主要参考了以下资料文件，确保其内容符合国内现有的法律法规的规定，并与国内现有的相关标准相协调。GB/T21439-2008草原健康状况评价NY/T1233-2006草原资源与生态监测技术规程NY/T2998-2016草地资源调查技术规程HJ623-2011区域生物多样性评价标准T/CGDF00001-2020生物多样性调查与监测标准T/CGDF00002-2020生物多样性评估标准本标准对青藏高原地面鼠防控技术进行规范，符合《中华人民共和国草原法》、《中华人民共和国标准化法》、《四川省标准化监督管理条例》和《四川省地方标准管理办法》（省政府令第232号令）等有关法律法规文件的相关规定，与现行法律、法规一致。（二）标准主要内容的说明1、主要内容本标准规定了高寒草地植物多样性调查与评价的指标和方法，包含遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。本标准重在高寒草地植物物种多样性。本标准适用于青藏高原高寒草地植物多样性调查与评价，包括高寒草甸、高寒草甸草原、高寒典型草原、高寒荒漠草原、高寒荒等草地类。2、主要构成前言 、范围、规范性引用文件、术语和定义、植物多样性调查、植物多样性评价指标、植物多样性评价标准、植物多样性评价报告编写、附录（规范性）、指标界定与有关说明等。《高寒草地植物多样性调查与评价技术规程》（征求意见稿）包括：1.范围2.规范性引用文件3．术语和定义4.植物多样性调查4.1遗传多样性4.2物种多样性4.2.1样地布设原则4.2.2样地选择和大小4.2.3样方布设原则4.2.4样方数量和大小4.2.5调查指标和方法4.3生态系统多样性4.3.1生境多样性4.3.2生态过程多样性4.4调查时间5.植物多样性评价指标5.1遗传多样性5.2物种多样性5.2.1层片结构5.2.2重要值5.2.3优势度5.2.4多样性指数 5.2.5特有种比例5.2.6入侵度5.3生态系统多样性6.植物多样性评价标准6.1评价指标归一化处理6.2各项评价指标权重6.3植物多样性指数计算方法7.植物多样性评价报告编写附录A（规范性）A.1样地调查表A.2中小草本及小半灌木样方调查表A.3灌木及高大草本样方调查表附录B（规范性）B.1高寒草地类组、类划分及基本特征附录C（规范性）C.1植物物种多样性各指标的权重C.2高寒草地植物多样性评价标准附录D指标界定与有关说明五、采用国际、国内外先进标准的程度通过标准信息检索，目前还没有关于“高寒草地植物多样性调查与评价技术规程”的国际、国外标准，也没有国家标准、行业标准。国内有关草原鼠害的技术标准主要有农业部行业标准HJ623-2011《区域生物多样性评价标准》、T/CGDF00001-2020《生物多样性调查与监测标准》、T/CGDF00002-2020《生物多样性评估标准》等，没有专门涉及高寒草地植物多样性调查与评价技术标准。在实际调查中，对青藏高原高寒草地植物多样性的调查监测技术方法和手段不尽统一，样方设置、调查方法、