植被生态质量气象评价指数

植被生态质量气象评价指数

国家标准 GB/T34815一2017 植被生态质量气象评价指数 Meteoroogielevaluatingindexofvegetationeeologiealquality 2017-11-01发布 2018-05-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/34815一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由气象局提出 本标准由全国农业气象标准化技术委员会(SAC/TC539)归口 本标准起草单位:气象局沈阳大气环境研究所 本标准主要起草人:王江山、张玉书、陈鹏狮、纪瑞鹏、于文颖冯锐、武晋雯、米娜、张淑杰,蔡福、 曹焉艳
GB/T34815一2017 引 言 植被生态质量关系人类生存与发展 气象条件与植被相互影响,作用广泛 编制本标准的主要目 的,是用气象指标评价某时段内气象条件对植被的影响,为开展生态综合评价提供科学依据 IN
GB/34815一2017 植被生态质量气象评价指数 范围 本标准规定了植被生态质量气象评价指数及计算方法 本标准适用于评价气象条件对植被生态质量的影响 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是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/T204812017气象干旱等级 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 植被生态质量vegetationecologiealquality 植被生长的茂盛程度,发挥生态系统服务功能的强弱 3.2 植被生态质量气象评价meteorologicalevalmationofvegetationecologiealquality 从气象条件引发的环境变化对植被生态质量的影响角度进行评价 3.3 湿润指数moistureindex 某时段的降水量与同时段内潜在蒸散量比值 3.4 植被净第一性生产力neprimaryprduetiity;NPp 绿色植物在单位面积、单位时间内所累积的有机物数量,是由光合作用所产生的有机质总量中扣除 自养呼吸后的剩余部分 3.5 NPPp指数 netprimaryproductivity inddeX NPp占评价区域内的历年平均NPP的比值 植被生态质量气象评价指数 41湿润指数 4.1.1月湿润指数K，采用式(1)计算 K，=r;/ET 式中: -月降水量,单位为毫米(m m;
GB/T34815一2017 ET 月潜在蒸散量,单位为毫米(mm),计算方法见附录A 4.1.2年湿润指数K采用式(2)计算 =R./习ET, K 式中 年降水量,单位为毫米(mm) R， 当K之1时,表示大气降水量少于植被生理过程需水量 当K=1时,表示该区域大气降水量与植被生理需水量达到平衡 当K>1时,表示大气降水量大于植被生理过程需水量,降水条件不成为当地植被生理需水的限制 因子,如果K>1,则规定K=1 4.2NPp指数(植被净第一性生产力指数) NPP指数采用式(3)计算: NPP指数=NPP,/NPP 3 式中 NPP 评价区域评价年植被净第一性生产力; NPP -评价区域历年植被净第一性生产力(NPP)平均值，一般采用近30年平均值 NPp计算方法见附录B 当NPP指数<1时,表示评价区域内评价年的植被净第一性生产力差于历年平均状况; 当NPP指数=1时，表示评价区域内评价年的植被净第一性生产力与历年平均状况持平 当NPP指数>1时，表示评价区域内评价年的植被净第一性生产力好于历年平均状况
GB/34815一2017 附录 A 规范性附录) 潜在蒸散量计算方法 潜在蒸散量的计算 A.1 本附录推荐三种方法计算潜在蒸散量,即桑斯维特模型(Thornthwaite)方法、动力学模型方法和 FAOPenman-Monteith方法 FAOPenman-Monteith在我国比较流行,计算误差小,但需要的气象要 素多;以流体力学为基础的动力学模型需要的气象要素相对较少;Thornthwaite方法计算相对简单,需 要的气象要素少,Thornthwaite方法温度小于0时误差大,不可用 使用者根据资料条件选择合适的 计算方法 A.2FAoPenman-Monteith方法 按式(A.l1)式(A.5)进行计算 900 0.4084(R,-G)十y (e e'n T千27 ET A.1 十Y(1十0.34 17.27T 4098×0.6108×exp 十237.3 = A.2 T十237.3 G=0.07T， T1 中1 y=0.665×10-"1 A.4 4=4.78×M/In(67.8h一5.42 A.5 式中 ET -月潜在燕散,单位为毫米(mm); 月份的编号; 饱和水汽压-温度曲线斜率,单位为千帕每摄氏度(kPa/C); 作物表面净辐射,计算方法见GB/T20481一2017,单位为兆焦每平方米(MJ/m=); G 当月土壤热通量,单位为兆焦每平方米(MU/m=); 后 一个月平均气温,单位为摄氏度(c) T1 T 前 一个月平均气温,单位为摄氏度(C); 干湿表常数,单位为千帕每摄氏度(kPa/C); 气压,单位为千帕(kPa); 月平均气温,单位为摄氏度(C); 2m高处的风速,单位为米每秒(m/s) 高度,单位为米(m) h处的风速,单位为米每秒(m/s); 4 饱和水汽压,单位为千帕(kPa) 实际水汽压,单位为千帕(kPa)
GB/T34815一2017 A.3动力学模型方法 按式(A.6)计算 22d.(1.6十U!2)w.(1一h. ET，= A.6 m 0.1p,273.2十t 式中: ET -月潜在燕散,单位为毫米(mm); 月份的编号; -月平均气压,单位为千帕(kPa); 平均气温,单位为摄氏度(C): -月的天数 10m12m高度处观测的月平均风速,单位为米每秒m/s); W -在温度为！，时的饱和水汽压,单位为毫米汞柱mmHg); -月平均相对湿度 注:1mmHg133.3Pa 饱和水汽压w 的计算考虑两种情况,分别采用式(A.7)式(A.8)计算 当月平均温度0C<1<30C时 5328.9 (A.7 w =1.3694×10'exp 273.2干 当月平均温度一40C26.5 .s1 -" A.10 =0.49239十1.792×10I一7.71×10！十6.75×10-'1A.11 e 式中 ET -月潜在蒸散,单位为毫米(mm); 月份的编号; 调整系数 -月平均气温,单位为摄氏度(C); -12个月总和的热量指标; 常数，I的函数; 常数,参考值a1=4158.547,a=322.441,a=4.325 a1,42,aa
GB/34815一2017 录 附 B 规范性附录 NPP计算方法 NPP的计算 B.1 本附录推荐三种方法计算NPP,即综合模型是以与植被光合作用密切相关的蒸散为基础,综合考 虑了诸因子的相互作用，Miami模型只考虑温度和降水对自然植被影响.CAsA模型是基于光能利用 率原理,利用遥感数据来估算NPP 使用者根据资料条件选择合适的计算方法 B.2综合模型 植被净第一性生产力NPP采用式(B.1)计算 r(1十RD1十RD1') NPP=RDI" ++ (B.1 -exp[-(a十bRD)"5 十RDI+RDT 式中 NPP 植被净第一性生产力,单位为吨干物质每公顷年[tDM/(hm'”a)]; 系数,参考值为;a=9.87,b=6.25; a、b RD1、PER,BT 分别采用式(B.2),式(B.3)和式(B.4)计算 RD1=(c十dPER一ePER=)1 B.2) e、,d,e为系数,参考值为:c=0.629,d=0.237,e=0.00313) PER=PET/r=BT×f/r B.3 为系数,参考值为:f=58.93) =习1/365或习T/12 BT B.4 式中 RD1 -辐射干燥度; PER -可能蒸散率; PET 年可能蒸散量,单位为毫米(mm); BT 年平均生物温度,单位为摄氏度(C); 年降水量,单位为毫米(mm) 小于30且大于0C的日均温; 小于30且大于0C的月均温 B.3Miami模型 采用式(B.5)和式(B.6)计算 3000 NPP B.5 r= ST NPpP=3000(1一e我wis (B.6 式中: NPP -以年平均温度估算的作物干物质产量,单位为克每平方米年[g/(ma)];
GB/T34815一2017 NPPR -以年平均降水量估算的作物干物质产量,单位为克每平方米年[g/m'a)] -年平均温度,单位为摄氏度(C); -年平均降水量,单位为毫米(mm 根据最小因素定律,在选择气温和降水量计算所得的2个植被NPp中较低者即为某地自然植被 的NPP B.4 CASA模型 按式(B.7)进行计算 (B.7 NPP(r,)=APAR(r,t)×e(工,t 式中 空间位置; 月 PP( 像元工在！月NP尸值,单位为克碳每平方米月[gC/m月]; (r,1 APAR(r,t) 像元工在’月光合有效辐射,单位为兆焦每平方米月[MJ/(m月] 像元. 在！月植被光能利用率,单位为克碳每兆焦(gC/MJ e(.r, APAR(r,t)计算按式(B.8)一式(B.12). APAR(r,t)=soL(r,)×FPAR(r,t)×k B.8 FPAR(.r,t=aFPAR(r,/)N十(1一a)FPAR(.r,/)M B.9 NDV(r,1)一ND e FPAR(r,)7 ×(FPAR7.m一FPARN7.m)十FPAR7mlB.10) NDV一NDV SR(.r,t SR ie FPAR(r,)版= ×(FPARs FPAR版.m)十FPARs以.mB.11 ,nx SR SR mas NDVI(.r,t sR(c.)- B.12) NDVI(.r,t 式(B.8)式(B.12)中 APAR(.r,t 像元工在'月光合有效辐射,单位为兆焦每平方米月[M/m月]; SOL(.r,t 像元r在月的太阳总辐射量,单位为兆焦每平方米月[MU/m月] FPAR(.r, -植被层对于人射光合有效辐射的吸收比例 -植被利用的太阳有效辐射占太阳总辐射的比例大小,k=0.5 FPAR(r,)91 通过NDVI估算的FPAR FPAR(r,f) 通过SR估算的FPAR; 调整系数,a=0.5; NDVI(.r, 像元r在月归一化植被指数值 NDVI NDVI最大值; FPARs. NDvI最大值对应的FPAR NDvI NDVI最小值 FPAR、 NDvI最小值对应的FPAR D,min 比值植被指数,sR为sR最小值" SR(.r,t SR SR最大值; max sR指数计算时FPAR最大值,取0.95 FPARsR.ma -SR指数计算时FPAR最小值,取0.001 FPARsR.min )采用表B.1数据 E(.Zt
GB/T34815一2017 考文献 参 [[1]刘多森,汪枞生.可能蒸散量动力学模型的改进及其对辨识土壤水分状况的意义.土壤学报， 1996,33(1):21-27. uidelinesfor [2]AlenRG,PereiraLs,RaesD,etal.crop evapotranspirationgur computingcrop waterrequirements.FAOlrrigation&.DraingePaper56.FAO,1998. [[3]高歌,陈德亮,任国玉,等.19562000年潜在蒸散量变化趋势.地理研究,2006,25(3) 378-387. [门]有德宝,王建林,吕明强,等.基于PenmanMonteith法的黑河流域玉米农田恭散特征研究.华 北农学报,2015,30(增刊);l39-l45. [5]蒲金涌,王润元,王鹤龄,等.甘肃胧东黄土高原陆面实际燕散测算方法比较研究.土壤通报 2014,45(1):32-38 [6]宋多魁,于美荣.桑斯维特水分平衡计算方法公式化的探讨.广西气象,1992,l3(2)38-43 [7]马柱国,符泞斌.北方干早区地表湿润状况的趋势分析气象学报,20o1,59(6);737-748. [何类红,田有亮,嘴连生.乌兰布相沙渡可能蒸散的研究.干早气象.w7.,25(2)6066 [9]赵福年,赵铭,王莺,等.石羊河流域1960一2009年参考蒸散量与蒸发皿蒸发量变化特征.干 早气象,201A.32(0,500568 [10]张新时.植被的PE(可能蒸散)指标与植被一气候分类(二)几种主要方法与PEP程序介 绍.植物生态学与地植物学学报，1989,13(3);197-207. 周广胜,张新时.自然植被净第一性生产力模型初探.植物生态学报,1995,19(3):193-200. 周广胜,郑元润,陈四清.自然植被净第一性生产力模型及其应用.林业科学,1998,34(5) 2-l1. [13]刘洪杰 Miami模型的生态学应用.生态科学,1997,16(1);52-55 [14]LiethH.Modelingtheprimmaryproductivityoftheworld NatureandResources,1972,8 (2)5-10. [15]秦瑞,周瑞伍,彭明春,王崇云,彭泽瑜.CAsA模型在金沙江流域(云南部分)NPP研究中的 应用.2014,32(6):698-705. [16]王连喜,李萌萌,李琪,许小路.基于CASA模型的陕西省NPP遥感估算.西部林业科学 2015,44(2):74-79. [17]杜红.基于CAsA模型的呼伦贝尔地区NPP估算研究.硕士论文.2009年 [18]李萌萌.基于CAsA模型的陕西省NPP反演及其与气象因子的关系.硕士论文.2015. [19]朱文泉,潘耀忠,何浩,于德永,扈海波.典型植被最大光利用率模拟.科学通报,2006,51 (6):700-706.

植被生态质量气象评价指数GB/T34815-2017

植被生态质量气象评价指数GB/T34815-2017是指通过对植被的观测和分析，综合考虑气象因素对植被生长发育的影响，以及植被对环境的反馈作用等因素，建立起来的综合性评价指数。

该评价指数主要包括三个方面的内容，分别是植被覆盖度、植被生长状况和植被生态服务功能。其中，植被覆盖度是指某一区域内植被所占的比例，可以反映该区域植被的分布和面积。植被生长状况则是根据气象因素对植被生长发育的影响，综合考虑植被的生长势和生长状态等因素进行评估。而植被生态服务功能则是指植被对环境和人类社会的贡献，包括空气净化、土壤保持、水源涵养等多个方面。

通过对这三个方面的评估，可以获得一个综合性的植被生态质量气象评价指数，从而更加全面地了解某一区域内植被生态系统的状况，并及时采取相应的措施加以保护和恢复。

总之，植被生态质量气象评价指数GB/T34815-2017为我们提供了一种科学合理的植被生态评估指标。未来，在这一指数的指导下，我们有信心更加有效地保护和恢复植被生态系统，为环境保护事业做出更大的贡献。

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2022/9/1 21:54:49 现行