日博 > 新闻中心 >

生态保护红线划定指南

作者:日博; 来源:日博官网; 更新时间:2019-11-03 点击:

  各省、自治区、直辖市环境保护厅(局)、发展改革委,新疆生产建设兵团环境保护局、发展改革委:

  根据中共中央办公厅、国务院办公厅《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》的安排部署,环境保护部、发展改革委共同组织编制了《生态保护红线划定指南》(见附件),现印发给你们。请按照本指南要求,加快推进本地区生态保护红线划定工作。

  为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》,落实《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》(以下简称《若干意见》),指导全国生态保护红线划定工作,保障国家生态安全,制定本指南。

  生态保护红线:指在生态空间范围内具有特殊重要生态功能、必须强制性严格保护的区域,是保障和维护国家生态安全的底线和生命线,通常包括具有重要水源涵养、生物多样性维护、水土保持、防风固沙、海岸生态稳定等功能的生态功能重要区域,以及水土流失、土地沙化、石漠化、盐渍化等生态环境敏感脆弱区域。

  生态保护红线原则上按禁止开发区域的要求进行管理。严禁不符合主体功能定位的各类开发活动,严禁任意改变用途,确保生态功能不降低、面积不减少、性质不改变。因国家重大基础设施、重大民生保障项目建设等需要调整的,由省级政府组织论证,提出调整方案,经环境保护部、国家发展改革委会同有关部门提出审核意见后,报国务院批准。

  ——面积不减少。生态保护红线边界保持相对固定,生态保护红线面积只能增加,不能减少。

  各省(区、市)依据工作方案和技术方案组织开展划定工作,参照国家生态保护红线空间格局和分布建议方案,结合本地实际情况,形成本行政区生态保护红线划定初步方案(含文本、图件、登记表),征求相关部门和地方政府意见,开展专家论证。经修改完善报省(区、市)人民政府审议同意后,形成生态保护红线划定方案(送审稿)。

  环境保护部、国家发展改革委会同有关部门将各省(区、市)生态保护红线划定方案报国务院审批后,由各省(区、市)人民政府发布实施。环境保护部、国家发展改革委会同有关部门在各省(区、市)生态保护红线划定方案基础上进行汇总,形成全国生态保护红线划定方案,报国务院同意后,向社会发布。已初步完成或发布实施生态保护红线划定方案的有关省(区、市)按照《若干意见》和本指南要求,进一步优化调整划定方案,按程序上报审批。

  除上述禁止开发区域以外,各地可结合实际情况,根据生态功能重要性,将有必要实施严格保护的各类保护地纳入生态保护红线范围。主要涵盖:极小种群物种分布的栖息地、国家一级公益林、重要湿地(含滨海湿地)、国家级水土流失重点预防区、沙化土地封禁保护区、野生植物集中分布地、自然岸线、雪山冰川、高原冻土等重要生态保护地。

  根据划定方案确定的生态保护红线分布图,搜集红线附近原有平面控制点坐标成果、控制点网图,以高清正射影像图、地形图和地籍图等相关资料为辅助,调查生态保护红线各类基础信息,明确红线区块边界走向和实地拐点坐标,详细勘定红线边界。选定界桩位置,完成界桩埋设,测定界桩精确空间坐标,建立界桩数据库,形成生态保护红线勘测定界图。

  生态保护红线命名采取“自然地理单元+主导生态功能+生态保护红线”的命名方式,如“燕山水源涵养生态保护红线”。落到具体地块,增加生态保护红线所属县级行政区,即“县级行政区+自然地理单元+主导生态功能(或生态环境敏感性)+生态保护红线”的命名方式,如“密云区密云水库水源涵养生态保护红线”,以便以县域为基本单元建立生态保护红线 编码

  (2)类型代码由2 位数字组成,第1 位表示类型特征,其中,1表示生态功能,2 表示生态环境敏感性。后1 位表示属性分类,其中,生态功能包括:1-水源涵养,2-生物多样性维护,3-水土保持,4-防风固沙,5-其他生态功能。生态环境敏感性包括:1-水土流失,2-土地沙化,3-石漠化,4-盐渍化,5-其他敏感性。

  生态保护红线划定文本内容主要包括:划定生态保护红线的重要性和必要性,指导思想、基本原则和目标,生态保护红线类型与概述,管控措施,生态保护红线汇总表(格式参见附录D)。

  生态保护红线 国家大地坐标系统,高斯-克吕格投影,1985 国家高程基准;省级层面基本比例尺为1:5 万,县级层面基本比例尺原则上不小于1:1 万,基础数据不满足要求的可采用1:5 万。

  (1)生态保护红线)生态功能重要性评估系列图(3)生态环境敏感性评估系列图

  以县级行政区为基本单元,编制生态保护红线登记表。登记表内容主要包括红线区块代码、名称、类型、地理位置、面积、人口数量、生态功能、主要生态环境问题、主要人类活动、管控措施等基本信息(登记表格式参见附录E)。

  以县级行政区为基本单元,构建生态保护红线台账数据库。台账信息主要包括红线区块登记表信息、基础地理信息、气象观测要素、社会经济要素、地面监测要素、遥感影像、地表生态参数、土地权属等。

  本指南由环境保护部、国家发展改革委负责解释。本指南自发布之日起实施,《生态保护红线划定技术指南》(环发〔2015〕56 号)同时废止。

  目前,生态系统服务功能采用的评估方法主要有模型评估法和净初级生产力(NPP)定量指标评估法。其中,模型评估法所需参数较多,对数据需求量较大,准确度较高;定量指标法以NPP 数据为主,参数较少,操作较为简单,但其适用范围具有地域性。为提高评估结论的准确性以及与实地的相符性,评估方法的参数选取可在评估过程进行适当调整和细化,尽可能采用国内权威的、分辨率更高的基础数据。评估结果还需根据实地观测、调查结果进一步校验。

  对于全国和各省生态保护红线划定,可使用NPP 定量指标法、模型法及其他常用评估方法。鉴于国家发展改革委在资源环境承载力评估中使用的方法为模型法,为保持评估结果的一致性,建议各地优先使用模型法。

  水源涵养是生态系统(如森林、草地等)通过其特有的结构与水相互作用,对降水进行截留、渗透、蓄积,并通过蒸散发实现对水流、水循环的调控,主要表现在缓和地表径流、补充地下水、减缓河流流量的季节波动、滞洪补枯、保证水质等方面。以水源涵养量作为生态系统水源涵养功能的评估指标。

  式中:TQ 为总水源涵养量(m3),Pi 为降雨量(mm),Ri 为地表径流量(mm),ETi 为蒸散发(mm),Ai 为i 类生态系统面积(km2),i 为研究区第i 类生态系统类型,j 为研究区生态系统类型数。

  根据上述模型,水源涵养功能重要性评估需收集生态系统类型数据集、气象数据集和蒸散发数据集等,具体信息见表A1。

  (2)数据预处理降雨量因子:根据气象数据集处理得到。在Excel 中计算出区域所有气象站点的多年平均降水量,将这些值根据相同的站点名与ArcGIS 中的站点(点图层)数据相连接(Join)。在Spatial Analyst工具中选择Interpolate to Raster 选项,选择相应的插值方法得到降水量因子栅格图。

  式中:R 为地表径流量(mm),P 为多年平均降雨量(mm),α为平均地表径流系数,如表A2 所示。表A2 各类型生态系统地表径流系数均值表

  蒸散发因子:根据国家生态系统观测研究网络科技资源服务系统网站提供的产品数据。原始数据空间分辨率为1km,通过ArcGIS软件重采样为250m 空间分辨率,得到蒸散发因子栅格图。

  生态系统面积因子:根据全国生态状况遥感调查与评估成果中的生态系统类型数据集得到。原始数据为矢量数据,通过ArcGIS 软件转为250m 空间分辨率的栅格图。

  将各因子统一成250m 分辨率的栅格数据,在ArcGIS 栅格计算器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根据公式计算得到生态系统水源涵养量。

  水土保持是生态系统(如森林、草地等)通过其结构与过程减少由于水蚀所导致的土壤侵蚀的作用,是生态系统提供的重要调节服务之一。水土保持功能主要与气候、土壤、地形和植被有关。以水土保持量,即潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量的差值,作为生态系统水土保持功能的评估指标。

  采用修正通用水土流失方程(RUSLE)的水土保持服务模型开展评价,公式如下:

  式中,Ac 为水土保持量(t/hm2a);Ap 为潜在土壤侵蚀量;Ar 为实际土壤侵蚀量;R 为降雨侵蚀力因子(MJ?mm/hm2ha);K 为土壤可蚀性因子(t?hm2?h/hm2?MJ?mm);L、S 为地形因子,L 表示坡长因子,S 表示坡度因子;C 为植被覆盖因子。

  根据上述模型,水土保持功能重要性评估需收集高程数据集、气象数据集和土壤数据集等数据,具体信息见表A3。

  式中,R 为多年平均年降雨侵蚀力(MJ?mm/hm2?h?a);R 半月k 为第k个半月的降雨侵蚀力(MJ?mm/hm2?h?a);k 为一年的24 个半月,k=1,2,…,24;i 为所用降雨资料的年份,i=1,2,…,n;j 为第i 年第k 个半月侵蚀性降雨日的天数,j=1,2,…,m;Pi,j,k 为第i 年第k 个半月第j 个侵蚀性日降雨量(mm),可以根据全国范围内气象站点多年的逐日降雨量资料,通过插值获得;或者直接采用国家气象局的逐日降雨量数据产品。α为参数,暖季时α=0.3937,冷季时α=0.3101。

  土壤可蚀性因子K:指土壤颗粒被水力分离和搬运的难易程度,主要与土壤质地、有机质含量、土体结构、渗透性等土壤理化性质

  式中,KEPIC表示修正前的土壤可蚀性因子,K 表示修正后的土壤可蚀性因子,mc、msilt、ms和orgC 分别为粘粒(<0.002 mm)、粉粒(0.002 mm~0.05 mm)、砂粒(0.05 mm~2 mm)和有机碳的百分比含量(%),数据来源于中国1:100 万土壤数据库。在Excel 表格中,利用上述公式计算K 值,然后以土壤类型图为工作底图,在ArcGIS 中将K 值连接(Join)到底图上。利用Conversion Tools 中矢量转栅格工具,转换成空间分辨率为250m 的土壤可蚀性因子栅格图。

  地形因子L、S:L 表示坡长因子,S 表示坡度因子,是反映地形对土壤侵蚀影响的两个因子。在评估中,可以应用地形起伏度,即地面一定距离范围内最大高差,作为区域土壤侵蚀评估的地形指标。选择高程数据集, 在Spatial Analyst 下使用NeighborhoodStatistics,设置Statistic Type 为最大值和最小值,即得到高程数据集的最大值和最小值,然后在Spatial Analyst 下使用栅格计算器Raster Calculator,公式为[最大值-最小值],获取地形起伏度,即地形因子栅格图。

  植被覆盖因子C:反映了生态系统对土壤侵蚀的影响,是控制土壤侵蚀的积极因素。水田、湿地、城镇和荒漠参照N-SPECT 的参数分别赋值为0、0、0.01 和0.7,旱地按植被覆盖度换算,计算公式如下:

  式中,C 旱为旱地的植被覆盖因子,c1 为小数形式的植被覆盖度。其余生态系统类型按不同植被覆盖度进行赋值,如表A4 所示。

  将各因子统一成250m 分辨率的栅格数据,在ArcGIS 栅格计算器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根据公式计算得到生态系统水土保持量。

  防风固沙是生态系统(如森林、草地等)通过其结构与过程减少由于风蚀所导致的土壤侵蚀的作用,是生态系统提供的重要调节服务之一。防风固沙功能主要与风速、降雨、温度、土壤、地形和植被等因素密切相关。以防风固沙量(潜在风蚀量与实际风蚀量的差值)作为生态系统防风固沙功能的评估指标。

  式中,SR 为固沙量(t km-2 a-1);SL 潜为潜在风力侵蚀量(t km-2 a-1);

  SL 为实际风力侵蚀量(t km-2 a-1);QMAX 为最大转移量(kg/m);Z 为最大风蚀出现距离(m);WF 为气候因子(kg/m);K'为地表糙度因子;EF为土壤可蚀因子;SCF 为土壤结皮因子;C 为植被覆盖因子。

  根据上述评估模型,防风固沙功能重要性评估需用到遥感数据集、高程数据集、气象数据集和土壤数据集等数据,具体信息见表A5。

  式中,WF 为气候因子,单位为kg/m,12 个月WF 总和得到多年年均WF;Wf 为各月多年平均风力因子,ρ为空气密度,g 为重力加速度;在Excel 中计算出区域所有气象站点的多年平均风力,将这些值根据相同的站点名与ArcGIS 中的站点(点图层)数据相连接(Join)。在Spatial Analyst 工具中选择Interpolate to Raster选项,选择相应的插值方法得到各月多年平均风力因子栅格图。SW为各月多年平均土壤湿度因子,无量纲;SD 为雪盖因子,无量纲。雪盖数据来源于寒区旱区科学数据中心的中国地区Modis 雪盖产品数据集。

  式中,sa 为土壤粗砂含量(0.2 mm~2 mm)(%);si 为土壤粉砂含量(%);cl 为土壤粘粒含量(%);OM 为土壤有机质含量(%);Caco3 为碳酸钙含量(%),可不予考虑。

  不同植被类型的防风固沙效果不同,研究将植被分为林地、灌丛、草地、农田、裸地和沙漠六个植被类型,根据不同的系数计算各植被覆盖因子C 值:

  式中,SC 为植被覆盖度,计算公式见A.1.2.2;ai 为不同植被类型的系数,分别为:林地0.1535,草地0.1151,灌丛0.0921,裸地0.0768,沙地0.0658,农田0.0438。

  式中,Kr 为土垄糙度,以Smith-Carson 方程加以计算,单位cm;Crr 为随机糙度因子,取0,单位cm;L 为地势起伏参数;ΔH 为距离L 范围内的海拔高程差,在GIS 软件中使用Neighborhood statistics工具计算DEM 数据相邻单元格地形起伏差值获得。

  将各因子统一成250m 分辨率的栅格数据,在ArcGIS 栅格计算器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,根据公式计算得到生态系统防风固沙量。

  生物多样性维护功能是生态系统在维持基因、物种、生态系统多样性发挥的作用,是生态系统提供的最主要功能之一。生物多样性维护功能与珍稀濒危和特有动植物的分布丰富程度密切相关,主要以国家一、二级保护物种和其他具有重要保护价值的物种(含旗舰物种)作为生物多样性保护功能的评估指标。

  以国家一、二级保护物种和其他具有重要保护价值的物种为保护目标,全面收集区域动植物多样性和环境资源数据,建立物种分布数据库。根据关键物种分布点的环境信息和背景信息,应用物种分布模型(Species Distribution Models,SDMs)量化物种对环境的依赖关系,从而预测任何一点某物种分布的概率,结合关键物种的实际分布范围最终划定确保物种长期存活的保护红线)物种分布数据库

  物种分布数据库是以物种名、经纬度和调查时间为核心信息的数据库。物种名分为中文名和拉丁名两个字段;经纬度字段以度为单位,保留小数点后5 位数字,并记录数据精度,野外调查中通过GPS 记录的数据精度一般在十几米,根据地名信息(县名、乡镇名、河流、山脉等)匹配的经纬度精度一般在几公里至几十公里;时间字段为年(如1998,2005 等),记录日期与时间、调查的时间阶段等信息。此外,可增加备注字段(memo),记录任何相关信息(该字段不限长度)。各数据来源(调查人、文献等)应记录在数据库中。数据库软件可采用MS Access。

  建立物种分布的数据库后,配合环境变量,即可应用物种分布模型预测物种的分布。

  每个环境变量以GIS 图层的形式储存和管理,范围覆盖整个中国。对于空间范围超过1000 万平方公里的分析,精度为1 平方公里的栅格数据是最常用的。

  气候变量:年均温、年均降水量的季节变异、1 月最低温、1 月均温、1 月降水量、7 月最高温、7 月均温、7 月降水量、年均温度变化范围、干燥度、辐射强度;

  生态指标:植被净初级生产力、NDVI、土层厚度、土壤氮含量、土壤碳含量等;

  常用的物种分布模型主要包括回归模型、分类树和混合大量简单模型的神经网络、随机森林等。其中逻辑斯蒂回归是最为简单、应用最广的模型。机器学习类复杂模型(如随机森林、神经网络、Maxent 等)的预测精度较高,近年来应用较多。

  逻辑斯蒂回归是广义线性模型(Generalized Linear Models)的一种形式。广义线性模型是一般线性模型的扩展,允许因变量为二项分布、泊松分布等离散型的分布;而一般线性模型要求因变量为连续变量,而且其残差为正态分布。大多数统计软件在运行广义线性模型时,都可以应用逐步回归,依据模型拟合优度的统计量Akaike Information Criterioin (AIC)或Bayesian Information Criteria (BIC)去除冗余变量,减少共线性。

  随机森林(Random Forest)应用Breiman 的随机森林算法,通过对大量的分类树的计算来进行分类和回归。随机森林把一组解释变量的值(一个向量)输入森林中的每棵分类树中,每棵树都给出这个向量的分类结果(例如物种存在还是不存在)。随机森林对所有的树的分类结果进行打分,并选择得分最高的分类树。整个算法包括树的生长阶段和投票选择阶段。随机森林在树的构建过程中,随机地从源数据集获取训练集,随机地选择训练集的变量,因此和其他树分类器的工作原理完全不同。随机森林构建的组合树的误差率更加小且稳定。

  物种的每个分布点都对应着环境变量的信息,如海拔1500 米,植被类型为灌丛,人口密度为5 人/平方公里等。根据物种分布点的环境信息和背景信息(整个区域),物种分布模型可以量化物种对环境的依赖关系,从而预测任何一点(该点必须有环境变量的信息)物种分布的概率。

  一般可随机选择地点预测物种分布的概率,也可以按照0.2 度的间隔在全国选择预测点(如动物红线 个),预测物种在这些预测点的分布概率。有两种物种分布模型(即Maxent 和GARP)直接调用环境变量的GIS 图层,并生成预测图层,所以不需要选择预测点。在生成23953 点表示物种分布的概率后,可以通过几个途径划出等值线。例如,GIS 的空间插值法可以生成等值线 之间,代表了物种分布的概率,或者生境适宜度。

  式中,WR 为生态系统水源涵养服务能力指数,NPPmean 为多年植被净初级生产力平均值,Fsic 为土壤渗流因子,Fpre 为多年平均降水量因子, Fslo 为坡度因子。

  根据上述评估模型,水源涵养服务功能评估所需数据包括NPP 数据集、土壤数据集、气象数据集、高程数据集等,具体信息见表A6。

  土壤渗流因子Fsic:采用ArcGIS 软件打开土壤数据集中的栅格图HWSD_China_Albers.img,将该栅格图属性中的value 字段与HWSD.mdb(土壤属性表)的字段MU_GLOBAL 连接,将字段T_USDA_TEX的属性值除以13,得到土壤渗流因子栅格图。

  多年平均降水量因子Fpre:在Excel 中计算出区域所有气象站点的多年平均降水量,将这些值根据相同的站点名与ArcGIS 中的站点(点图层)数据相连接(Join)。在Spatial Analyst 工具中选择Interpolate to Raster 选项,选择相应的插值方法得到多年平均降水量栅格图。

  将各因子数据统一成250m 分辨率的栅格数据,在ArcGIS 栅格计算器(Spatial Analyst→Raster Calculator)中,采用最大最小值法将数据归一化到0-1 之间,根据公式计算得到生态系统水源涵养服务能力指数。

  式中:Spro 为水土保持服务能力指数,NPPmean 为多年植被净初级生产力平均值, Fslo 为坡度因子,K 为土壤可蚀性因子。

日博