生態保護紅線監管技術規範
生態狀況監測(試行)
Technical specification for supervision of ecological conservation
redline—Ecological condition monitoring (on trial)
(發布稿)
生態保護紅線監管技術規範 生態狀況監測(試行)
1 適用範圍
本標準規定了生態保護紅線範圍內生態狀況的監測方式、技術流程、監測內容、監測指標及頻次、監測方法和質量控制要求等。
本標準適用於綜合運用衛星遙感、航空遙感和地面監測方式，對我國陸域生態保護紅線的面積、性質和功能以及人類幹擾活動進行動態監測工作，海域生態保護紅線監測另列。
本標準適用於縣級及以上行政區陸域生態保護紅線範圍內生態狀況動態變化監測。
2 規範性引用文件
本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不註明日期的引用文件，其有效版本適用於本標準。
GB/T 13923 基礎地理信息要素分類與代碼
GB/T 13989 國家基本比例尺地形圖分幅和編號
GB/T 15968 遙感影像平面圖製作規範
GB/T 21010 土地利用現狀分類
GB/T 2260 中華人民共和國行政區劃代碼
GB/T 24255 沙化土地監測技術規程
GB/T 24356 測繪成果質量檢查與驗收
GB/T 36197 土壤質量 土壤採樣技術指南
CH/Z 3003 低空數字航空攝影測量內業規範
DZ/T 0266 礦產資源開發遙感監測技術規範
LY/T 1213 森林土壤含水量的測定
SL 190 土壤侵蝕分類分級標準
SL 592 水土保持遙感監測技術規範
SL 750 水旱災害遙感監測評估技術規範
TD/T 1010 土地利用動態遙感監測規程
TD/T 1055 第三次全國國土調查技術規程
HJ 710.3 生物多樣性觀測技術導則 陸生哺乳動物
HJ 710.4 生物多樣性觀測技術導則 鳥類
HJ 710.5 生物多樣性觀測技術導則 爬行動物
HJ 710.6 生物多樣性觀測技術導則 兩棲動物
《自然保護區人類活動遙感監測及核查處理辦法(試行)》(國環規生態〔2017〕3 號)
《關於劃定並嚴守生態保護紅線的若干意見》(廳字〔2017〕2 號)
《關於在國土空間規劃中統籌劃定落實三條控制線的指導意見》(廳字〔2019〕48 號)
《關於推進生態環境監測體系與監測能力現代化的若干意見》(環辦監測〔2020〕9 號)
《生態保護紅線劃定指南》(環辦生態〔2017〕48 號)
3 術語與定義
下列術語和定義適用於本標準。
3.1
生態保護紅線 ecological conservation redline
指在生態空間範圍內具有特殊重要生態功能、必須強制性嚴格保護的區域，是保障和維護國家生態安全的底線和生命線，通常包括具有重要水源涵養、生物多樣性維護、水土保持、防風固沙、海岸生態穩定等功能的生態功能重要區域，以及水土流失、土地沙化、石漠化等生態環境敏感脆弱區域。
3.2
生態功能 ecological function
指生態系統在維持生命的物質循環和能量轉換過程中，為人類提供的惠益，通常包括產品提供、生態調節、娛樂文化和支持功能。生態保護紅線生態功能通常包括水源涵養、水土保持、防風固沙、生物多樣性維護、洪水調蓄等類型。
3.3
生態環境敏感脆弱區 areas of sensitive and fragile ecological environment
指生態系統穩定性差，容易受到外界活動影響而產生生態退化且難以自我修復的區域，包括土地沙化、水土流失、石漠化等敏感脆弱類型。
3.4
水源涵養 water conservation
指生態系統(如森林、草地等)通過其特有的結構與水相互作用，對降水進行截留、滲透、蓄積，並通過蒸散發實現對水流、水循環的調控，主要表現在緩和地表徑流、補充地下水、減緩河流流量的季節波動、滯洪補枯、保證水質等方面。
3.5
水土保持 soil and water conservation
指生態系統通過截留、吸收、下滲等作用以及植物根系的固持作用，減少土壤肥力損失以及減輕河流、湖泊、水庫淤積的重要功能。
3.6
防風固沙 sand fixation
指生態系統通過固定表土、改善土壤結構、增加地表粗糙度、阻截等方式，減少土壤的裸露機會，提高起沙風速、降低大風動能，從而提高土壤的抗風蝕能力，削弱風的強度和攜沙能力，減少土壤流失和風沙危害的重要功能。
生物多樣性維護 biodiversity conservation
指生態系統在維持基因、物種、生態系統多樣性發揮的作用，與珍稀瀕危和特有動植物的分布以及豐富程度密切相關。
3.8
洪水調蓄 flood regulation
指生態系統通過暫時蓄積洪峰水量，而後緩慢洩出，削減並滯後洪峰，從而減輕河流水系洪水威脅的能力。
3.9
人類幹擾活動 human activities disturbance
指生態保護紅線內影響生態環境狀況的人為活動及其產生的後果，包括生態保護紅線內新增加的人類活動以及規模擴大的人類活動。
3.10
生態修復建設 ecological restoration activities
指生態保護紅線內受損自然生態系統的恢復與重建工作，包括生產生活設施退出以及生態修復治理活動。
3.11
自然生態用地 natural ecological land
指生態保護紅線內提供重要生態系統服務的各類用地，通常包括林地、灌叢、草地、湖庫溼地、荒漠等自然生態系統。
4 技術流程
a) 生態保護紅線生態狀況監測一般分為 4 個階段，分別為監測準備、綜合監測、質量控制和工作成果階段，具體技術流程見圖 1。
b) 監測準備階段指收集覆蓋生態保護紅線的高解析度衛星遙感影像、近期航空影像，地形地貌、土壤、植被、氣象等專題資料，以及野外觀測設備準備等。
c) 綜合監測階段指綜合利用衛星遙感、航空遙感和地面調查觀測方式提取生態保護紅線面積、用地性質、生態功能、人類幹擾活動和生態修復治理等。
d) 質量控制階段指採用樣本抽查、實地核查、地統計學等方法對綜合監測數據開展質量控制和精度驗證，生成質控數據。
e) 工作成果包括監測數據、監測圖表和監測報告。
圖 1 生態保護紅線生態狀況監測技術流程圖
5 監測準備
5.1 監測底圖製作
a) 依據生態保護紅線矢量數據、最新時相高清數字正射影像圖和大比例尺基礎地理信息數據，製作生態狀況監測工作底圖。工作底圖的符號、設色、整飾等參照 TD/T 1055-2019的相關要求。
b) 坐標系統：採用「2000 國家大地坐標系統(CGCS2000)」。
c) 高程基準：採用「1985 國家高程基準」，單位採用「m」表示。
d) 投影方式：按照 GB/T 17278-2009，標準分幅數據採用高斯-克裡格投影，3 度分帶，以「m」為坐標單位，坐標值至少保留 2 位小數；按照行政區域組織的數據可不分帶，採用地理坐標，經緯度值採用「°」為單位，用雙精度浮點數表示，至少保留 6 位小數。
e) 比例尺：省級層面基本比例尺原則上為 1:5 萬，基礎數據不滿足要求的不低於 1:25 萬；縣級層面基本比例尺原則上不小於 1:1 萬，基礎數據不滿足要求的可採用 1:5 萬。
5.2 衛星遙感影像選取與預處理
a) 遙感影像選取：遙感影像的空間解析度應優於 30 m，有條件的區域可優先選取 10 m 及更高空間解析度影像。影像的時相應滿足監測需求，光學數據單景雲雪量一般不應超過10%(特殊情況不應超過 20%)，且雲雪不能覆蓋重點調查區域；成像側視角一般小於15°，最大不應超過 25°，山區不超過 20°；調查區內不出現明顯噪聲和缺行，灰度範圍呈正態分布，無灰度值突變現象，相鄰景影像間的重疊範圍不應少於整景的 2%。選用的遙感影像傾角較小，時相一致或接近，圖像層次豐富、紋理清晰、色調均勻、反差適中，無噪聲和條帶缺失，易於區分植被覆蓋、生態系統構成以及變化特徵。
b) 遙感影像預處理：遙感影像應經過輻射校正、幾何校正以及必要的增強、融合以及鑲嵌等預處理。對於地形起伏較大的山區還應進行正射校正。
c) 遙感解譯標誌建立：根據區域自然地理、地形地貌特徵、植被類型及土地利用結構、分布規律與耕作方式等情況，建立生態保護紅線典型地類解譯標誌。
5.3 航空影像選取及預處理
a) 航空影像處理所需資料：包括原始影像數據、相機鑑定表、控制資料、航線結合表等。
原始數據格式為 TIFF 格式；相機鑑定表包括相機像主點坐標、相機焦距、像元大小等；控制資料包括測區控制點點之記、控制點坐標文件(包括平面坐標與高程坐標)或 DOM、DEM 等；航線結合表包括航線索引圖、飛行方向及飛行架次等。
b) 航空影像預處理：格式轉換，根據數據後處理需求，可對原始數據進行數據格式轉換，但不應損失幾何信息和輻射信息。數據相機畸變差改正，原始影像數據應進行畸變差改正，可採用專業軟體改正相機畸變差，也可在空中三角測量時改正相機畸變差。圖像增強，可對原始數據進行圖像增強處理，但應保證增強後的數字正射影像的圖面質量。在對原始航空影像進行畸變差校正的基礎上開展空間三角測量加密，製作 DOM 或 DEM。
5.4 地面監測與核查設備
a) 地面監測：利用地面監測儀器設備獲取不同地物光譜信息、生態參數信息以及生物多樣性信息等，生物多樣性監測準備見《生物多樣性觀測技術導則》系列標準。
b) 地面核查：現場核查衛星遙感、航空遙感(無人機)發現疑似問題的區域，核實圖斑實際變化情況，修正與實地不一致的圖斑界線。
c) 儀器設備：底圖、GPS、照相機、羅盤、望遠鏡、夜視儀、可攜式植被覆蓋度測量儀、記錄調查表、樣方表、尺子等。
5.5 專題資料
專題資料可輔助監測工作，主要包括地形地貌、氣象資料、植被土壤、湖庫溼地、生物資源、生態系統類型以及生態功能重要性評估、生態敏感性評估、自然保護地分布、全國土地調查、勘界定標、排汙口、監測斷面、自然災害、重大生態破壞和環境汙染事件等。
6 監測內容
6.1 生態保護紅線面積
監測內容包括生態保護紅線基期面積以及生態保護紅線調增面積、調減面積。
6.2 自然生態用地面積
監測內容包括生態保護紅線內的林地、灌叢、草地、湖庫溼地、荒漠等具有自然生態屬性的用地面積以及被人類幹擾活動佔用面積等。
6.3 主要生態功能
監測內容包括通用指標生長季植被覆蓋度、不同功能區的特徵性指標(土壤含水量、中度及以上土壤侵蝕面積、風蝕量(厚度)、沙化土地面積、重點生物物種種數等)以及各地因地制宜選擇的備選指標等。洪水調蓄功能監測指標為湖庫溼地面積，包含在通用指標自然生態用地面積。
6.4 人類幹擾活動面積
監測內容包括生態保護紅線內新增加的人類活動面積以及規模擴大的人類活動面積總和。
6.5 生態修復建設面積
監測內容包括生態保護紅線內年度實際完成的各類型人類活動及設施清退面積與生態修復治理面積總和。
7 監測指標和頻次
遵循科學性、主導因素、因地制宜、相對獨立性原則，結合監管業務需求，構建生態保護紅線生態狀況監測指標體系(表 1)，指標類別分為通用指標、特徵性指標和備選指標。其中，備選指標依據各地實際確定，例如植被生產力或生物量等生態功能類指標，大氣、水、土壤等環境質量類指標，降水量、土壤總孔隙度與非毛管孔隙度等水源涵養類指標，生境破碎化指數、外來入侵物種侵入狀況、地方重點保護物種、物種豐度、群落結構穩定性、野生動物和維管束植物豐富度等生物多樣性維護類指標等，監測要求參照相關標準執行。
表 1 生態保護紅線生態狀況監測指標及監測頻次
7.1 通用指標
7.1.1 生態保護紅線基期面積
指生態保護紅線劃定、勘界後的範圍、面積。
7.1.2 生態保護紅線調增面積
指生態保護紅線調整增加的面積。
7.1.3 生態保護紅線調減面積
指生態保護紅線調整減少的面積。
7.1.4 自然生態用地面積
指生態保護紅線內森林、草地、河流、湖泊、溼地、荒漠等具有自然生態屬性的用地面積。
7.1.5 自然生態用地被佔用面積
指生態保護紅線內森林、草地、河流、湖泊、溼地、荒漠等具有自然生態屬性的用地被人類幹擾活動佔用的面積。
7.1.6 生長季植被覆蓋度
指生態保護紅線內森林、草地、溼地等有植被覆蓋區域的生長季平均植被覆蓋度。
7.1.7 新增人類活動面積
指生態保護紅線內新增加的各類造成生態破壞或影響生態功能的人類活動及設施用地面積。
7.1.8 規模擴大人類活動面積
指生態保護紅線內規模擴大的各類造成生態破壞或影響生態功能的人類活動及設施用地面積。
7.1.9 生產生活設施減少面積
指生態保護紅線內生產生活設施減少、消失的面積。
7.1.10 生態修復治理面積
指生態保護紅線內開展的礦山地質環境保護與復墾、水土流失治理、森林生態保護與修復、草原生態保護與修復、溼地生態保護與修復、荒漠化石漠化防治等生態修復治理工程面積。
7.2 特徵性指標
7.2.1 土壤含水量
土壤通過吸收降水並加以貯存，對河川水量補給起積極的調節作用。本標準通過測算土壤含水量，反映生態系統水源涵養能力。土壤含水量一般是指土壤絕對含水量，即 100 g 烘乾土中含有若干克水分，也稱土壤含水率。
7.2.2 中度及以上土壤侵蝕面積
指土壤侵蝕強度為中度及中度以上的土地面積。
7.2.3 風蝕量(厚度)
指在一定時間內被風吹走的地表物質量與堆積量之差，可通過地面高程變化來獲取。
7.2.4 沙化土地面積
指生態保護紅線範圍內的土地沙化面積。
7.2.5 重點生物物種種數
重點生物物種種數指生態保護紅線範圍內受保護的重點生物物種種數。重點生物物種指國家一、二級野生動、植物，參照《國家重點保護野生動物名錄》和《國家重點保護野生植物名錄》。
7.3 監測頻次
a) 監測頻次分日常監測、年度監測和 5 年監測，生態保護紅線劃定當年為監測基準年。
b) 日常監測指標包括新增人類活動面積、規模擴大人類活動面積。通過開展日常監測，隨時發現重大生態破壞問題疑似線索，落實「第一時間發現、第一時間報告、第一時間處理」的監管要求，提高紅線監管的實時性、有效性和針對性。
c) 年度監測指標包括生態保護紅線基期面積、生態保護紅線調增面積、生態保護紅線調減面積、自然生態用地面積、自然生態用地被佔用面積、生長季植被覆蓋度、生產生活設施減少面積、生態修復治理面積等。
d) 5 年監測指標主要為不同類型生態保護紅線的特徵性指標，包括土壤含水量、中度及以上土壤侵蝕面積、風蝕量(厚度)、沙化土地面積、重點生物物種種數等。有條件的地方可加大監測頻次，每年開展 1 次監測。
8 監測方法
8.1 綜合監測
採用衛星遙感、近地面航空遙感(無人機)、地面監測相結合，以衛星遙感監測為主的技術方法，即先利用高時空衛星遙感開展監測因子普查，然後利用無人機對典型地區進行抽查，再到野外現場開展關鍵生態因子監測和存疑斑塊核查。
8.2 衛星遙感信息提取
利用中高解析度衛星遙感正射影像，分別提取生態保護紅線調增面積、生態保護紅線調減面積、自然生態用地面積、自然生態用地被佔用面積、生長季植被覆蓋度、新增人類活動面積、規模擴大人類活動面積、生產生活設施減少面積、生態修復治理面積、中度及以上土壤侵蝕面積、沙化土地面積等信息。詳見附錄 A。
8.3 航空遙感抽查
航空遙感(無人機)用以實現高解析度地物信息採集，對於衛星遙感發現疑似問題的區域以及衛星遙感影像不清晰的區域可用無人機進行抽查或補測。航空遙感抽查的啟用條件和適用範圍結合生態保護紅線監管業務需求開展。
8.4 現場核查與野外監測
8.4.1 現場核查
現場核查指對於衛星遙感、航空遙感(無人機)監測發現的疑似問題區域，開展現場核查。
核查指標包括生態保護紅線調增面積、生態保護紅線調減面積、自然生態用地面積、自然生態用地被佔用面積、新增人類活動面積、規模擴大人類活動面積、生產生活設施減少面積、生態修復治理面積、中度及以上土壤侵蝕面積、沙化土地面積等。
8.4.2 野外監測
a) 土壤含水量：採用重量法，詳見附錄 B。
b) 風蝕量(厚度)：根據當地條件、儀器設備等情況，風蝕量(厚度)採用插釺法、風蝕橋法、三維雷射掃描法等，詳見附錄 B。
c) 重點生物物種種數：採用網格法，詳見附錄 B，參見《生物多樣性觀測技術導則》系列標準。
d) 監測樣地的確定：依據區域主導生態功能、監測對象的生物學及生態學特徵和監測目標，在不同類型的生態保護線內設立樣地；樣地的數量應符合統計學的要求，並考慮人力、資金等因素；樣地的抽取採用簡單隨機抽樣法、系統抽樣法或分層隨機抽樣法進行。
9 工作成果
9.1 監測數據
a) 矢量數據：生態保護紅線分布範圍、生態保護紅線調增區域、生態保護紅線調減區域、自然生態用地分布、自然生態用地被佔用區域、新增人類活動區域、規模擴大人類活動區域、生產生活設施減少區域、生態修復治理區域、中度及以上土壤侵蝕區域、沙化土地區域等。
b) 柵格數據：衛星遙感影像、航空影像、植被覆蓋度。
c) 統計數據：生態保護紅線基期面積、生態保護紅線調增面積、生態保護紅線調減面積、自然生態用地面積、自然生態用地被佔用面積、新增人類活動面積、規模擴大人類活動面積、生產生活設施減少面積、生態修復治理面積等。詳見附錄 C~F。
d) 實測數據：土壤含水量、風蝕量(厚度)、重點生物物種種數等；
e) 備選指標的監測數據，依據矢量、柵格、統計、實測等 4 種數據類型進行歸類匯總。
9.2 監測圖件
9.2.1 生態保護紅線專題圖件
主要包括生態保護紅線範圍、生態保護紅線調增區域、生態保護紅線調減區域等分布圖。
9.2.2 人類幹擾活動圖件
主要包括新增人類活動、規模擴大人類活動等分布圖。
9.2.3 生態修復治理圖件
主要包括生產生活設施減少區域、生態修復治理區域等分布圖。
9.2.4 自然生態用地圖件
主要包括生態保護紅線內森林、草地、湖庫溼地、荒漠等生態系統分布圖以及不同類型轉換圖。
9.2.5 植物覆蓋狀況圖件
主要包括生態保護紅線內的生長季植被覆蓋度分布以及變化圖。
9.2.6 生態功能維持圖件
主要包括中度及以上土壤侵蝕分布、沙化土地分布、重點物種分布圖等。
9.3 監測報告
根據工作成果編寫監測報告，具體的格式要求見附錄 G。
10 質量控制要求
10.1 衛星遙感監測
數字正射影像圖空間解析度應優於相應比例尺 1:10000。按照 GB/T 15968-2008，數字正射影像圖的平面位置誤差，平地、丘陵地不大於±0.5 mm，山地、高山地不大於±0.75 mm，明顯地物點最大不應超過兩倍中誤差。遙感解譯中圖斑屬性的判對率應大於 90%。採用總體精度、Kappa係數進行監測指標總體精度的控制；採用用戶精度、生產者精度對單個類別分類情況進行精度驗證；輔之以地面核查，確保總體精度應達到 90%以上。
10.2 航空遙感監測
按 GB/T 24356 的相關要求進行精度驗證和質量控制。
10.3 野外現場監測
現場監測質量控制主要包括現場採樣質量控制和實驗室質量控制兩個方面，要根據相關標準，全過程保證現場監測數據的質量。