半农半牧区草原沙化状况监测调查技术规程DB13／T 5872-2023.pdf

13.080.01 B 11 13 河北省地方标准 DB 13/T 5872 2023 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 DB 13/T 5872 2023 I 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 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。DB 13/T 5872 2023 2 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。DB 13/T 5872 2023 3 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1m 1m，高 大草 本及 灌木 样 方面积 一般 为10m 10m 或5m 20m。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7 8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：(1)DB 13/T 5872 2023 4 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。(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。DB 13/T 5872 2023 5 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。DB 13/T 58722023 6 A A 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（）DB 13/T 5872 2023 7 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。DB 13/T 5872 2023 8 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 地形地貌 坡 向 平原 山地 丘陵 高原 盆地 沟谷 坡度：阳坡 半阳坡 半阴坡 阴坡 坡位：坡顶 坡上部 坡中部 坡下部 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 DB 13/T 5872 2023 9 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1000m 3000m 之 间，相 对 高 度 为500m 1000m；低 山 指 海 拔500m1000m，相对 高度200m 500m，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。DB 13/T 5872 2023 10 B B 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/%0 5 6 20 2150 50 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/%0 5 6 10 1140 40 地上部产草量 总产草量相对百分数减少率/%0 10 1115 1640 40 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/%0 10 1115 1640 40 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/%0 10 1120 2140 40 0.01mm 物 理 性 粘 粒 含 量 相 对百分数的减少率/%0 10 1120 2140 40 养分含量 有 机 质含 量相 对 百分 数的 减 少率/%0 10 1120 2140 40 全氮含量相对百分数的减少率/%0 10 1120 2140 40