全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范-生態(tài)系統(tǒng)質量評估（征求意見稿）

目次

前言..............................................................................................................................................ⅱ

1適用范圍...................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.......................................................................................................................1

3術語和定義...............................................................................................................................1

4總則...........................................................................................................................................2

5總體技術流程...........................................................................................................................2

6生態(tài)系統(tǒng)質量評估指標體系及計算方法...............................................................................3

7生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)計算及評估分級.......................................................................................4

附錄A（資料性附錄）全國生態(tài)系統(tǒng)分類系統(tǒng)指標...................................................................6

附錄B（規(guī)范性附錄）遙感關鍵生態(tài)參量計算方法...................................................................7

i

前言

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》及相關法律法規(guī)，落實生態(tài)環(huán)境部“開展全國生

態(tài)狀況評估”職責，根據(jù)《全國生態(tài)狀況定期遙感調查評估方案》（環(huán)辦生態(tài)〔2019〕45號），

制定本標準。

本標準規(guī)定了生態(tài)系統(tǒng)質量評估的指標體系、技術流程、評估方法等內容和要求。

本標準為首次發(fā)布。

本標準與《全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范——生態(tài)系統(tǒng)遙感解譯與野外核查》《全國

生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范——森林生態(tài)系統(tǒng)野外觀測》《全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范

——草地生態(tài)系統(tǒng)野外觀測》《全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范——濕地生態(tài)系統(tǒng)野外觀測》

《全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范——荒漠生態(tài)系統(tǒng)野外觀測》《全國生態(tài)狀況調查評估技

術規(guī)范——數(shù)據(jù)質量控制與集成》《全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范——生態(tài)系統(tǒng)格局評估》

《全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范——生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估》《全國生態(tài)狀況調查評估技

術規(guī)范——生態(tài)問題評估》《全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范——項目尺度生態(tài)影響評估》

同屬于全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范系列標準。

本標準由生態(tài)環(huán)境部自然生態(tài)保護司、法規(guī)與標準司組織制訂。

本標準主要起草單位：生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應用中心、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心。

本標準生態(tài)環(huán)境部20□□年□□月□□日批準。

本標準自20□□年□□月□□日起實施。

本標準由生態(tài)環(huán)境部解釋。

ii

生態(tài)系統(tǒng)質量評估技術規(guī)范

1適用范圍

本標準規(guī)定了植被生態(tài)系統(tǒng)質量評估的指標體系、技術流程、評估方法等內容和要求。

本規(guī)范主要適用于全國及省級行政區(qū)域植被生態(tài)系統(tǒng)質量評估，其他自然地理區(qū)域生態(tài)

系統(tǒng)質量評估可參照本標準執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本適

用于本標準。

HJ192生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

生態(tài)系統(tǒng)質量ecosystemquality

指一定時間、空間范圍內植被生態(tài)系統(tǒng)功能強弱，穩(wěn)定程度和受到脅迫狀況。

3.2

評估單元assessmentunit

指根據(jù)評估目的和評估方法的需要，劃分的用于評估的地理空間單元。

3.3

生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)ecosystemfunctionIndex

指表征評估單元內的生產(chǎn)力大小的指數(shù)。

3.4

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)ecosystemstabilityIndex

指表征評估單元內生態(tài)系統(tǒng)結構波動的指數(shù)。

3.5

生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)ecosystemstressIndex

指表征評估單元內所受到的人類活動壓力程度的指數(shù)。

3.6

1

生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)ecosystemqualityIndex

指反映區(qū)域內植被生態(tài)系統(tǒng)整體質量狀況的綜合指標。

3.7

葉面積指數(shù)leafAreaindex

指單位土地面積綠色葉片的單面面積總和，主要表征了植被垂直結構復雜性。

3.8

總初級生產(chǎn)力grossprimaryproductivity

指在單位時間和單位面積上，綠色植物通過光合作用所固定的有機碳總量，主要表征植

被光合作用能力強弱。

3.9

植被覆蓋度fractionalvegetationcover

指植被(包括葉、莖、枝)在地面的垂直投影面積占統(tǒng)計區(qū)總面積的百分比，主要表征了

植被水平結構狀況。

3.10

人類活動humanactivity

人類在自身生存和發(fā)展過程中，對地表形成擾動且可通過遙感技術監(jiān)測到的各種活動用

地類型，包括居住用地、耕地、工業(yè)用地等。

4總則

4.1原則

本標準規(guī)定的內容遵循規(guī)范性、可操作性、先進性和經(jīng)濟技術可行性的原則。

4.2內容

本標準主要利用遙感觀測變量，構建反映植被生態(tài)系統(tǒng)功能、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定程度和生態(tài)

系統(tǒng)脅迫的指標體系，構建生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)，服務于全國和區(qū)域尺度生態(tài)系統(tǒng)質量評估。

5總體技術流程

生態(tài)系統(tǒng)質量評估技術規(guī)范流程：基于遙感數(shù)據(jù)特征參量構建反映生態(tài)系統(tǒng)功能、生態(tài)

系統(tǒng)穩(wěn)定和生態(tài)系統(tǒng)脅迫程度的關鍵指標，開展生態(tài)系統(tǒng)質量評估。

2

遙感數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)預處理其他輔助信息

遙感特征指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)功能指生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)脅迫

數(shù)指數(shù)指數(shù)

單維度生態(tài)系狀況指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)質量狀況分級

圖1生態(tài)系統(tǒng)質量評估總體技術流程

6生態(tài)系統(tǒng)質量評估指標體系及計算方法

6.1生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)用第i年的線性歸一化后的葉面積指數(shù)、植被覆蓋度和總初級生產(chǎn)力

年均值表示，具體方法如公式（1）：

5n

（）

LAIi,jFVCi,jGPPi,j

ij11

EFI（1）

in

式中：EFIi為第i年生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)，用近5年的數(shù)據(jù)進行計算；LAIij,為第i年第j

期葉面積指數(shù)（參照公式4線性歸一化后的值）；GPPi為第i年第j期總初級生產(chǎn)力（參照公

式4線性歸一化后的值）；FVCij,為第i年第j期植被覆蓋度（參照公式4線性歸一化后的值），

n為第i年遙感觀測期數(shù)。

6.2生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定反應了生態(tài)系統(tǒng)保持自身結構和功能穩(wěn)定的能力，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)可通

過生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)年際變化來構建，具體方法如公式（2）：

S（EFIi）

ESIi（2）

D（EFI）i

式中：ESIi為第i年生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)，S（EFIi）為評估起始年至第i年生態(tài)系統(tǒng)功能指

數(shù)的方差，D（EFI）i為評估起始年至第i年生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)均值。

3

6.3生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)以人類活動人類強度作為表征指標，人類活動強度指數(shù)越高，則生態(tài)

脅迫程度越高，用人類活動強度指數(shù)表征生態(tài)脅迫狀況，人類活動強度計算方法如下：

人類活動擾動指數(shù)反映了人類活動的擾動程度，根據(jù)不同的土地利用方式構建而來。首

先根據(jù)人類對各種生態(tài)系統(tǒng)的利用程度不同，可對不同生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不同的擾動程度，人類

對未利用或難利用生態(tài)系統(tǒng)的擾動程度較低?；诓煌鷳B(tài)系統(tǒng)的擾動程度對各生態(tài)系統(tǒng)進

行分級賦值（生態(tài)系統(tǒng)分類參照附錄A）。賦值表如表1：

表1擾動指數(shù)構建權重表

類型自然再生利用人為再生利用人為非再生利用

城鎮(zhèn)、居民點、工礦用地和交通

生態(tài)系統(tǒng)類型林地、草地、水域（不包括冰雪）農田

用地等

擾動分級指數(shù)123

對于一個區(qū)域往往是多個級別生態(tài)系統(tǒng)擾動存在，各自占有不同的比例，進行加權求和，

形成一個0-3之間的擾動指數(shù)，其值反映了一個區(qū)域的擾動程度，對其進行標準化，計算方

法如公式（3）：

3

APii

i0

ETI3（3）

3Pi

i0

AP

式中：i表示第i級生態(tài)系統(tǒng)的分級指數(shù)，i表示第i級生態(tài)系統(tǒng)的面積百分比，ETI

為生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)。

7生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)計算及評估分級

7.1指數(shù)同一化

指數(shù)同一化是指經(jīng)歸一化和正向化處理，將各指數(shù)值域轉換到0-1之間，將屬性非同向

指數(shù)轉換為同向，以方便后續(xù)加權構建綜合指數(shù)，歸一化具體方法如公式（4）：

xxmin()

x（4）

max(xx)min()

式中：x為歸一化處理后指數(shù)，x為原指數(shù)。

3項指標中，生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)為負向指標，因此將負向指標進行正向化處理，即可通

過1-負向指數(shù)可實現(xiàn)正向化轉換，屬性同一化處理后指數(shù)變化趨勢可反映生態(tài)現(xiàn)狀相同的優(yōu)

劣變化趨勢。

7.2生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)質量評估利用綜合指數(shù)（生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)，EQI）反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質量整

體狀況，指標體系包括生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)脅迫指數(shù)，三

4

個指數(shù)分別反映生態(tài)系統(tǒng)的健康程度、生態(tài)系統(tǒng)服務能力和生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫狀況，三個指

數(shù)綜合構建生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)。具體計算方法如公式（5）：

EQI=(1-W1*ESI)+W2*EFI+（1-W3*ETI）（5）

EQI為生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)，W1為生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)權重，ESI為生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)；EFI

為生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)，W2為生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)權重；ETI為生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)，W3為生態(tài)

系統(tǒng)脅迫指數(shù)權重。各項指標權重見表2。

表2各指數(shù)權重表

指標穩(wěn)定指數(shù)功能指數(shù)脅迫指數(shù)

權重0.430.370.2

7.3生態(tài)系統(tǒng)質量狀況分級

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)，將生態(tài)系統(tǒng)質量分為5級，即優(yōu)、良、中、低、差，具體可參

照HJ192實施，見表3。

表3生態(tài)系統(tǒng)質量狀況分級

級別優(yōu)良中低差

指數(shù)EQI>=7555<=EQI<7535<=EQI<5520<=EQI<35EQI<20

生態(tài)系統(tǒng)較為穩(wěn)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定處于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，生

定，生產(chǎn)力相對較中等，生產(chǎn)力處于差，生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)質量較為

描述產(chǎn)力高，生態(tài)脅迫

高，生態(tài)威脅程度一般水平，生態(tài)脅力較低，存在明顯惡劣

低

相對較低迫處于中等水平生態(tài)脅迫因素

5

附錄A

（資料性附錄）

全國生態(tài)系統(tǒng)分類系統(tǒng)指標

I代碼I級分類II級代碼II級分類

11闊葉林

12針葉林

1森林生態(tài)系統(tǒng)

13針闊混交林

14稀疏林

21闊葉灌叢

2灌叢生態(tài)系統(tǒng)22針葉灌叢

23稀疏灌叢

31草甸

32草原

3草地生態(tài)系統(tǒng)

33草叢

34稀疏草地

41沼澤

4濕地生態(tài)系統(tǒng)42湖泊

43河流

51耕地

5農田生態(tài)系統(tǒng)

52園地

61居住地

6城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)62城市綠地

63工礦交通

71沙漠

7荒漠生態(tài)系統(tǒng)72沙地

73鹽堿地

81冰川/永久積雪

8其他

82裸地

6

附錄B

（規(guī)范性附錄）

遙感關鍵生態(tài)參量計算方法

B.1葉面積指數(shù)(LAI)

目前基于光學數(shù)據(jù)獲取葉面積指數(shù)的方法主要包括兩類，一類是建立LAI與植被指數(shù)之

間經(jīng)驗或半經(jīng)驗關系；一類是基于輻射傳輸模型的遙感反演方法。

經(jīng)驗模型法常用的方法是用植被指數(shù)估算葉面積指數(shù)，一般過程是建立植被指數(shù)和葉面

積指數(shù)的經(jīng)驗關系，并使用觀測數(shù)據(jù)進行擬合，再使用擬合好的模型估算，常用表達葉面積

指數(shù)和植被指數(shù)的經(jīng)驗關系主要有以下幾種形式：

32

LAx+BxcxD

c

LABx

L1/2Aln(1x)

其中，x為從遙感數(shù)據(jù)獲取的植被指數(shù)或反射率；系數(shù)A、B、C和D為經(jīng)驗參數(shù)，隨著

植被類型變化。

物理模型又稱基于物理學的光學模型，主要分為幾何光學模型、輻射傳輸模型以及二者

的混合模型。

B.2植被覆蓋度（FVC）

基于遙感估算植被覆蓋度可采用植被指數(shù)法，通過對各像元中植被類型及分布特征的分

析，建立植被指數(shù)與植被覆蓋率的轉換關系來直接估算植被覆蓋率。如：用歸一化植被指數(shù)

（NDVI）估算植被覆蓋度的方法模型為：

NDVINDVI

fi

NDVIvNDVIi

NDVI

式中NDVIv代表完全被植被所覆蓋的像元的NDVI值，即純植被像元的NDVI值；i

則代表裸露地表(土壤或者建筑表面)覆蓋區(qū)域的NDVI值，即無植被覆蓋像元的NDVI值。

B.3總初級生產(chǎn)力（GPP）

總初級生產(chǎn)力（GPP）指在單位時間和單位面積上，綠色植物通過光合作用所固定的有

機碳總量?？赏ㄟ^GLO-PEM模型進行計算，計算公式為：

GPPPARFPAR()t

式中，PAR為植被所吸收的光合有效輻射，F(xiàn)PAR為植被吸收光合有效輻射比率，為基

于GPP概念的光能轉化率，t表示時間。

7

中華人民共和國國家環(huán)境保護標準

HJ□□□—20□□

全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范

——生態(tài)系統(tǒng)質量評估

TheTechnicalSpecificationforInvestigationandAssessmentofNational

EcologicalStatus

——EcosystemQualityAssessment

（征求意見稿）

生態(tài)系統(tǒng)質量評估技術規(guī)范

1適用范圍

本標準規(guī)定了植被生態(tài)系統(tǒng)質量評估的指標體系、技術流程、評估方法等內容和要求。

本規(guī)范主要適用于全國及省級行政區(qū)域植被生態(tài)系統(tǒng)質量評估，其他自然地理區(qū)域生態(tài)

系統(tǒng)質量評估可參照本標準執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本適

用于本標準。

HJ192生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

生態(tài)系統(tǒng)質量ecosystemquality

指一定時間、空間范圍內植被生態(tài)系統(tǒng)功能強弱，穩(wěn)定程度和受到脅迫狀況。

3.2

評估單元assessmentunit

指根據(jù)評估目的和評估方法的需要，劃分的用于評估的地理空間單元。

3.3

生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)ecosystemfunctionIndex

指表征評估單元內的生產(chǎn)力大小的指數(shù)。

3.4

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)ecosystemstabilityIndex

指表征評估單元內生態(tài)系統(tǒng)結構波動的指數(shù)。

3.5

生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)ecosystemstressIndex

指表征評估單元內所受到的人類活動壓力程度的指數(shù)。

3.6

1

生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)ecosystemqualityIndex

指反映區(qū)域內植被生態(tài)系統(tǒng)整體質量狀況的綜合指標。

3.7

葉面積指數(shù)leafAreaindex

指單位土地面積綠色葉片的單面面積總和，主要表征了植被垂直結構復雜性。

3.8

總初級生產(chǎn)力grossprimaryproductivity

指在單位時間和單位面積上，綠色植物通過光合作用所固定的有機碳總量，主要表征植

被光合作用能力強弱。

3.9

植被覆蓋度fractionalvegetationcover

指植被(包括葉、莖、枝)在地面的垂直投影面積占統(tǒng)計區(qū)總面積的百分比，主要表征了

植被水平結構狀況。

3.10

人類活動humanactivity

人類在自身生存和發(fā)展過程中，對地表形成擾動且可通過遙感技術監(jiān)測到的各種活動用

地類型，包括居住用地、耕地、工業(yè)用地等。

4總則

4.1原則

本標準規(guī)定的內容遵循規(guī)范性、可操作性、先進性和經(jīng)濟技術可行性的原則。

4.2內容

本標準主要利用遙感觀測變量，構建反映植被生態(tài)系統(tǒng)功能、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定程度和生態(tài)

系統(tǒng)脅迫的指標體系，構建生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)，服務于全國和區(qū)域尺度生態(tài)系統(tǒng)質量評估。

5總體技術流程

生態(tài)系統(tǒng)質量評估技術規(guī)范流程：基于遙感數(shù)據(jù)特征參量構建反映生態(tài)系統(tǒng)功能、生態(tài)

系統(tǒng)穩(wěn)定和生態(tài)系統(tǒng)脅迫程度的關鍵指標，開展生態(tài)系統(tǒng)質量評估。

2

遙感數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)預處理其他輔助信息

遙感特征指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)功能指生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)脅迫

數(shù)指數(shù)指數(shù)

單維度生態(tài)系狀況指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)質量指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)質量狀況分級

圖1生態(tài)系統(tǒng)質量評估總體技術流程

6生態(tài)系統(tǒng)質量評估指標體系及計算方法

6.1生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)用第i年的線性歸一化后的葉面積指數(shù)、植被覆蓋度和總初級生產(chǎn)力

年均值表示，具體方法如公式（1）：

5n

（）

LAIi,jFVCi,jGPPi,j

ij11

EFI（1）

in

式中：EFIi為第i年生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)，用近5年的數(shù)據(jù)進行計算；LAIij,為第i年第j

期葉面積指數(shù)（參照公式4線性歸一化后的值）；GPPi為第i年第j期總初級生產(chǎn)力（參照公

式4線性歸一化后的值）；FVCij,為第i年第j期植被覆蓋度（參照公式4線性歸一化后的值），

n為第i年遙感觀測期數(shù)。

6.2生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定反應了生態(tài)系統(tǒng)保持自身結構和功能穩(wěn)定的能力，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)可通

過生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)年際變化來構建，具體方法如公式（2）：

S（EFIi）

ESIi（2）

D（EFI）i

式中：ESIi為第i年生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)，S（EFIi）為評估起始年至第i年生態(tài)系統(tǒng)功能指

數(shù)的方差，D（EFI）i為評估起始年至第i年生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)均值。

3

6.3生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)

生態(tài)系統(tǒng)脅迫指數(shù)以人類活動人類強度作為表征指標，人類活動強度指數(shù)越高，則生態(tài)

脅迫程度越高，用人類活動強度指數(shù)表征生態(tài)脅迫狀況，人類活動強度計算方法如下：

人類活動擾動指數(shù)反映了人類活動的擾動程度，根據(jù)不同的土地利用方式構建而來。首

先根據(jù)人類對各種生態(tài)系統(tǒng)的利用程度不同，可對不同生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不同的擾動程度，人類

對未利用或難利用生態(tài)系統(tǒng)的擾動程度較低?；诓煌鷳B(tài)系統(tǒng)的擾動程度對各生態(tài)系統(tǒng)進

行分級賦值（生態(tài)系統(tǒng)分類參照附錄A）。賦值表如表1：

表1擾動指數(shù)構建權重表

類型自然再生利用人為再生利用人為非再生利用

城鎮(zhèn)、居民點、工礦用地和交通

生態(tài)系統(tǒng)類型林地、草地、水域（不包括冰雪）農田

用地等

擾動分級指數(shù)123

對于一個區(qū)域往往是多個級別生態(tài)系統(tǒng)擾動存在，各自占有不同的比例，進行加權求和，

形成一個0-3之間的擾動指數(shù)，其值反映了一個區(qū)域的擾動程度，對其進行標準化，計算方

法如公式（3）：

3

APii

i0

ETI3（3）

3Pi