生态功能区划方法之一：生态敏感性分析法

文中内容多来自国家环保总局发布的《生态功能区划技术暂行规程》。

生态环境敏感性的定义：指生态系统对人类活动反应的敏感程度，用来反映产生生态失衡与生态环境问题的可能性大小。可以以此确定生态环境影响最敏感的地区和最具有保护价值的地区，为生态功能区划提供依据。

生态环境敏感性评价的评价要求：

　　（1）敏感性评价应明确区域可能发生的主要生态环境问题类型与可能性大小。

　　（2）敏感性评价应根据主要生态环境问题的形成机制，分析生态环境敏感性的区域分异规律，明确特定生态环境问题可能发生的地区范围与可能程度。

　　（3）敏感性评价首先针对特定生态环境问题进行评价，然后对多种生态环境问题的敏感性进行综合分析，明确区域生态环境敏感性的分布特征。

生态环境敏感性评价的评价内容

　　（1）土壤侵蚀敏感性

　　（2）沙漠化敏感性

　　（3）盐渍化敏感性

　　（4）石漠化敏感性

（5）酸雨敏感性

生态环境敏感性评价的评价方法：

敏感性一般分为5级，为极敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感、不敏感。如有必要，可适当增加敏感性级数。

应运用地理信息系统技术绘制区域生态环境敏感性空间分布图。制图中，应对所评价的生态环境问题划分出不同级别的敏感区，并在各种生态环境问题敏感性分布的基础上，进行区域生态环境敏感性综合分区。

生态环境敏感性评价可以应用定性与定量相结合的方法进行。在评价中应利用遥感数据、地理信息系统技术及空间模拟等先进的方法与技术手段。评价方法如下：

　　（1）土壤侵蚀敏感性：建议以通用土壤侵蚀方程（USLE）为基础，综合考虑降水、地貌、植被与土壤质地等因素，运用地理信息系统来评价土壤侵蚀敏感性及其空间分布特征。具体方法、步骤与指标参见附件。

　　（2）沙漠化敏感性：可以用湿润指数、土壤质地及起沙风的天数等来评价区域沙漠化敏感性程度，具体指标与分级标准参见附件。

　　（3）盐渍化敏感性：土壤盐渍化敏感性是指旱地灌溉土壤发生盐渍化的可能性。可根据地下水位来划分敏感区域，再采用蒸发量、降雨量、地下水矿化度与地形等因素划分敏感性等级。具体指标与分级标准参见附件。

　　（4）石漠化敏感性：可以根据评价区域是否喀斯特地貌、土层厚度以及植被覆盖度等进行评价，具体指标与分级标准参见附件。

　　（5）酸雨敏感性：可根据区域的气候、土壤类型与母质、植被及土地利用方式等特征来综合评价区域的酸雨敏感性。

具体指标与分级标准参见附件。

上面的评价多针对于大尺度的区域，多针对自然属性，如果是城市的生态敏感性评价，即小尺度的评价，则采取其他一些指标，如植被类型，地势高程，环境污染程度，人口等因素进行敏感性评价，下面是我找出的一些城市生态系统敏感性评价的指标体系。

在实际操作采用哪些指标体系，需根据具体的城市情况和生态问题来选择确定。

 

附件  生态系统敏感性评价方法（大尺度，自然属性）

 

C1 土壤侵蚀敏感性评价方法

土壤侵蚀敏感性评价是为了识别容易形成土壤侵蚀的区域，评价土壤侵蚀对人类活动的敏感程度。可以运用通用土壤侵蚀方程进行评价，包括降水侵蚀力（R）、土壤质地因子（K）和坡度坡向因子（LS）与地表覆盖因子(C)5个方面的因素。也可以直接运用水利部发布的土壤侵蚀分类分级标准的附录A：土壤侵蚀潜在危险分级 中华人民共和国行业标准，土壤侵蚀分类分级标准（SL190-96），中华人民共和国水利部发布，1997。中方法与标准。

(1) 影响土壤侵蚀敏感性的因素分析

根据目前对中国土壤侵蚀和有关生态环境研究的资料，确定影响土壤侵蚀的各因素的敏感性等级（表C-1）。

降水侵蚀力（R）值：可以根据王万忠等 王万忠, 焦菊英, 1996, 中国的土壤侵蚀因子定量评价研究, 水土保持通报, 16(5):1-20利用降水资料计算的中国100多个城市的R值，采用内插法，用地理信息系统绘制R值分布图。然后根据表1中的分级标准，绘制土壤侵蚀对降水的敏感性分布图。

坡度坡长因子（LS）：对于大尺度的分析，坡度坡长因子LS是很难计算的。这里采用地形的起伏大小与土壤侵蚀敏感性的关系来估计（表C-1a）。在评价中，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价的地形指标。推荐选用1:100万的地形图，最小单元为5km×5km进行地形起伏度提取 刘新华，杨勤科，汤国安，2001，中国地形起伏度的提取及在水土流失定量评价中的应用，水土保持通报, 21(1):57-62。然后用地理信息系统绘制区域土壤侵蚀对地形的敏感性分布图。

土壤质地因子（K）：土壤对土壤侵蚀的影响主要与土壤质地有关。土壤质地影响因子K可用雷诺图表示。通过比较土壤质地雷诺图和K因子雷诺图，将土壤质地对土壤侵蚀敏感性的影响分为5级（表C-1a）。根据土壤质地图，绘制土壤侵蚀对土壤的敏感性分布图。

覆盖因子（C）：地表覆盖因子与潜在植被的分布关系密切。根据植被分布图的较高级的分类系统，将覆盖因子对土壤侵蚀敏感性的影响分为5级（表C-1a）。并利用植被图绘制土壤侵蚀对植被的敏感性分布图。

表C-1a  土壤侵蚀敏感性影响的分级

分级	不敏感	轻度敏感	中度敏感	高度敏感	极敏感
R值	<25	25-100	100-400	400-600	>600
土壤质地	石砾、沙	粗砂土、细砂土、粘土	面砂土、壤土	砂壤土、粉粘土、壤粘土	砂粉土、粉土
地形起伏度（米）	0-20	20-50	51-100	101-300	>300
植被	水体、草本沼泽、稻田	阔叶林、针叶林、草甸、灌丛和萌生矮林	稀疏灌木草原、一年二熟粮作、一年水旱两熟	荒漠、一年一熟粮作	无植被
分级赋值(C)	1	3	5	7	9
分级标准(SS)	1.0-2.0	2.1-4.0	4.1-6.0	6.1-8.0	>8.0

 

(2) 土壤侵蚀敏感性综合评价

A.    土壤侵蚀敏感性指数计算方法

式中：SSj为j空间单元土壤侵蚀敏感性指数；Ci 为i因素敏感性等级值。

B. 土壤侵蚀敏感性加权指数计算方法

由于在不同省区降水、地貌、土壤质地与植被对土壤侵蚀的作用不同，可以运用加权方法来反映不同因素的作用差异。

式中：SSj为j空间单元土壤侵蚀敏感性指数；Ci 为i因素敏感性等级值，Wij为影响土壤侵蚀性因子的权重。

 

C2 土地沙漠化敏感性评价方法

土地沙漠化可以用湿润指数、土壤质地及起沙风的天数等来评价区域沙漠化敏感性程度，具体指标与分级标准见表C-2。

表C-2 沙漠化敏感性分级指标

敏感性指标	不敏感	轻度敏感	中度敏感	高度敏感	极敏感
湿润指数	>0.65	0.5-0.65	0.20-0.50	0.05-0.20	<0.05
冬春季大于6m/s大风的天数	<15	15-30	30-45	45-60	>60
土壤质地	基岩	粘质	砾质	壤质	沙质
植被覆盖(冬春)	茂密	适中	较少	稀疏	裸地
分级赋值(D)	1	3	5	7	9
分级标准(DS)	1.0-2.0	2.1-4.0	4.1-6.0	6.1-8.0	>8.0

 

沙漠化敏感性指数计算方法

式中：DSj为j空间单元沙漠化敏感性指数；Di 为i因素敏感性等级值。

 

C3 土地盐渍化敏感性评价方法

土地盐渍化敏感性是指旱地灌溉土壤发生盐渍化的可能性。可根据地下水位来划分敏感区域，再采用蒸发量、降雨量、地下水矿化度与地形等因素划分敏感性等级。

在盐渍化敏感性评价中，首先应用地下水临界深度(即在一年中蒸发最强烈季节不致引起土壤表层开始积盐的最浅地下水埋藏深度),划分敏感与不敏感地区（表C-3a）。再运用蒸发量、降雨量、地下水矿化度与地形指标划分等级。具体指标与分级标准参见表C-3b。

C-3a  临界水位深度

地  区	轻沙壤	轻沙壤夹粘质	粘质
黄淮海平原	1.8-2.4m	1.5-1.8m	1.0-1.5m
东北地区	2.0m
陕晋黄土高原	2.5-3.0m
河套地区	2.0-3.0m
干旱荒漠区	4.0-4.5m

 

表C-3b  盐渍化敏感性评价

敏感性要素	不敏感	轻度敏感	中度敏感	高度敏感	极敏感
蒸发量/降雨量	<1	1-3	3-10	10-15	>15
地下水矿化度g/l	<1	1-5	5-10	10-25	>25
地形	山区	洪积平原、三角洲	泛滥冲积平原	河谷平原	滨海低平原、闭流盆地
分级赋值(S)	1	3	5	7	9
分级标准(YS)	1.0-2.0	2.1-4.0	4.1-6.0	6.1-8.0	>8.0

 

盐渍化敏感性指数计算方法

式中：YSj为j空间单元土壤侵蚀敏感性指数；Si 为i因素敏感性等级值。

 

C4 石漠化敏感性评价

石漠化敏感性主要根据其是否为喀斯特地形及其坡度与植被覆盖度来确定的（表C4）。

表C4  石漠化敏感性评价指标

敏感性	不敏感	轻度敏感	中度敏感	高度敏感	极敏感
喀斯特地形	不是	是	是	是	是
坡度(O)		<15	15-25	25-35	>35
植被覆盖(%)		>70	50-70	20-30	<20

 

C5生境敏感性

根据生境物种丰富度，即评价地区国家与省级保护对象的数量来评价生境敏感性。

表C5 生物多样性及生境敏感性

国家与省级保护物种	生境敏感性等级
国家一级	极敏感
国家二级	高度敏感
其它国家与省级保护物种	中度敏感
其它地区性保护物种	轻度敏感
无保护物种	不敏感

 

C6 酸雨敏感性评价方法

生态系统对酸雨的敏感性，是整个生态系统对酸雨的反应程度，是指生态系统对酸雨间接影响的相对敏感性，即酸雨的间接影响使生态系统的结构和功能改变的相对难易程度，它主要依赖于与生态系统的结构和功能变化有关的土壤物理化学特性，与地区的气候、土壤、母质、植被及土地利用方式等自然条件都有关系。生态系统的敏感性特征可由生态系统的气候特性、土壤特性、地质特性以及植被与土地利用特性来综合描述。本标准选用周修萍建立的等权指标体系，该体系反映了亚热带生态系统的特点，对我国酸雨区基本适用。

表C-6a  生态系统对酸沉降的相对敏感性分级指标

因子	贡献率	等级	权重
岩石类型	1	Ⅰ A组岩石 Ⅱ B组岩石	1     0
土壤类型	1	Ⅰ A组土壤 Ⅱ  B组土壤	1     0
植被与土地利用	2	Ⅰ 针叶林 Ⅱ 灌丛、草地、阔叶林、山地植被 III 农耕地	1     0.5      0
水分盈亏量 （P-PE）	2	Ⅰ >600mm/a Ⅱ 300~600mm/a III <300mm/a	1     0.5     0 注1：P为降水量，PE为最大可蒸发量

 

注2：A组岩石：花岗岩、正长岩、花岗片麻岩(及其变质岩)和其他硅质岩、粗砂岩、正石英砾岩、去钙砂岩、某些第四纪砂/漂积物；B组岩石：砂岩、页岩、碎屑岩、高度变质长英岩到中性火成岩、不含游离碳酸盐的钙硅片麻岩、含游离碳酸盐的沉积岩、煤系、弱钙质岩、轻度中性盐到超基性火山岩、玻璃体火山岩、基性和超基性岩石、石灰砂岩、多数湖相漂积沉积物、泥石岩、灰泥岩、含大量化石的沉积物(及其同质变质地层)、石灰岩、白云石。

注3：A组土壤：砖红壤、褐色砖红壤、黄棕壤(黄褐土)、暗棕壤、暗色草甸土、红壤、黄壤、黄红壤、褐红壤、棕红壤；B组土壤：褐土、棕壤、草甸土、灰色草甸土、棕色针叶林土、沼泽土、白浆土、黑钙土、黑色土灰土、栗钙土、淡栗钙土、暗栗钙土、草甸碱土、棕钙土、灰钙土、淡棕钙土、灰漠土、灰棕漠土、棕漠土、草甸盐土、沼泽盐土、干旱盐土、砂姜黑土、草甸黑土。

 

根据等权体系进行评价，可得到极敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感和不敏感5个等级（表C-6b）。

表C-6b  敏感性等级分类（等权体系）

敏感性指数	0 ~ 1	2 ~ 3	4	5	6
敏感性等级	不敏感	较不敏感	中等敏感	敏感	极敏感