青藏高原多年凍土區(qū)礦山生態(tài)修復成效評價規(guī)程Codeofpracticesforeffectivenessevaluationofec2025-08-01發(fā)布2025-08-01實施中國國際科技促進會I Ⅲ 2規(guī)范性引用文件 1 4青藏高原多年凍土區(qū)礦山生態(tài)修復成效評價程序的構成 5場地尺度土壤植被數(shù)據(jù)監(jiān)測和收集 6流域尺度土壤植被數(shù)據(jù)監(jiān)測和收集 57綜合評價 7附錄A(資料性)調查樣地基本信息記錄表 附錄B(資料性)專家打分表 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院提出。本文件由中國國際科技促進會歸口。本文件起草單位：中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、蘭州大學、西北師范大學、中國科學院西北高原生物研究所、蘭州理工大學。7青藏高原多年凍土區(qū)礦山生態(tài)修復成效評價規(guī)程1范圍本文件規(guī)定了多年凍土區(qū)露天礦山跡地圍繞凍土-生態(tài)-水文耦合的生態(tài)修復成效評價工作中場地-流域-綜合評價的程序，流域和場地尺度及綜合評價中的相關指標調查、監(jiān)測、處理、評價和數(shù)據(jù)保存方法，綜合評價中相關指標權重、綜合評價指標的計算和分級方法，過程和結果數(shù)據(jù)的保存方法和時長以及評價周期。本文件適用于青藏高原多年凍土區(qū)從場地-流域-綜合評價露天礦山跡地圍繞凍土-生態(tài)-水文耦合的生態(tài)修復工程成效的評價工作。我國其他凍土發(fā)育的高寒露天礦山跡地圍繞凍土-生態(tài)-水文耦合的生態(tài)修復成效評價參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB19377—2003天然草地退化、沙化、鹽漬化的分級指標HJ1174全國生態(tài)狀況調查評估技術規(guī)范——生態(tài)問題評估HJ2016環(huán)境工程名詞術語3術語和定義HJ2016界定的以及下列術語和定義適用于本文件。多年凍土區(qū)permafrostarea海拔或者緯度高，多年平均溫度低導致凍土發(fā)育的地區(qū)。多年凍土區(qū)礦山跡地abandonedminelandinpermafrostareas位于高海拔、寒冷氣候條件下，具有氣候條件極端、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、下伏多年凍土等特點區(qū)域的礦山。植被生產(chǎn)力vegetationproductivity單位面積植物在單位時間內(nèi)通過光合作用生產(chǎn)有機物質的量9。在極端氣候事件9后植被生產(chǎn)力恢復到多年(20年)平均水平的程度，是衡量生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化2響應的重要指標。植被生產(chǎn)力對干擾的恢復力resilienceofvegetationproductivitytodisturbance生態(tài)系統(tǒng)受到自然(極端氣候事件)或人為活動(采礦或者生態(tài)保護措施)干擾后植被生產(chǎn)力恢復到未受干擾前的能力。植物多樣性plantbiodiversity代表植物群落中物種構成及不同物種個體相對多少的綜合統(tǒng)計量，由物種豐富度和多樣性指數(shù)共同構成!11。注2:植物多樣性指數(shù)：本文件中指Shannon-W土壤容重soilbulkdensity注1:用g·cm?3表示。注2:參照NY/T1121.4。田間持水量fieldwatercapacity在地下水較深或排水良好的土壤上充分灌水或降水后，允許水分充分下滲，并防止蒸發(fā)，經(jīng)過一定時間，土壤剖面所能維持的較穩(wěn)定的土壤水含量。注2:參照NY/T1121.22。所有土壤孔隙均被水充滿時的土壤含水量，是土壤含水量的最大值，用體積含水量表示。注1:單位為cm3·cm?3。注2:參照NY/T1121.22。土壤侵蝕強度soilerosionintensity單位面積、單位時段內(nèi)發(fā)生的土壤侵蝕量(包括風蝕、水蝕和風水復合侵蝕)。蒸散發(fā)量soilevapotranspiration單位時間單位面積上水分從土壤/植被以蒸發(fā)/蒸騰的形式進入大氣的水量。一次洪水過程中的最大瞬時流量。一個年度內(nèi)在河流的某一斷面監(jiān)測的在河槽里流動的水流。3位于多年凍土層(至少兩年內(nèi)溫度從未超過0℃的土層)之上、地表下一定深度內(nèi)暖季融化、冷季完全凍結(活動層)的近地表層厚度。氣溫或地表溫度低于0℃的持續(xù)時間與相應累積溫度的乘積。凍土熱穩(wěn)定性thermalstabilityofpermafrost凍土在隨外部熱量而變化的過程中能夠維持原有多年凍土的凍融過程和維持原有多年凍土的年平均低溫變化的能力。植被生態(tài)質量指數(shù)ecologicalqualityindexofvegetation指示植被覆蓋度和植被生產(chǎn)力的綜合指數(shù)，代表植被生態(tài)優(yōu)劣程度的指標。根據(jù)植被生態(tài)質量指數(shù)計算的指示植被生態(tài)質量變化的指數(shù)。4青藏高原多年凍土區(qū)礦山生態(tài)修復成效評價程序的構成評價由場地、流域和綜合分級評價三部分構成。場地尺度評價中主要包括對植被生產(chǎn)力、植物多樣性、土壤持水和保水能力在修復前后的對比，流域尺度評價中主要包括遙感反演的植被生態(tài)質量指數(shù)、退化指數(shù)，流域水文過程、水質、凍土穩(wěn)定性在修復前后的對比。綜合分級步為基于專家打分法和層次分析法量化場地和流域尺度各指標權重，第二步為采用歸一化加權方法計算綜合評價指標，最后根據(jù)對照表對修復成效開展分級評價。4.1場地尺度土壤植被數(shù)據(jù)監(jiān)測和收集與評價方法場地尺度數(shù)據(jù)主要包括植被生產(chǎn)力、植物多樣性和土壤持水和保水能力等數(shù)據(jù)的監(jiān)測和收集。在開展修復的礦山跡地和周圍2km范圍內(nèi)的天然生態(tài)系統(tǒng)，設置植被調查樣方、采集土壤樣品分析土壤水力特征等。關于野外植被調查樣方設定、植物和土壤各指標的野外采集和室內(nèi)測定方法見第5章。對比不同修復年限和修復措施實施后各植被和土壤指標與天然生態(tài)系統(tǒng)的相對差值。建立修復年限和各指標相對差值的擬合關系，明確場地尺度的修復所需年限。修復后各指標穩(wěn)定值達到天然場地相應指標的85%即可視為修復成效顯著3。4.2流域尺度遙感反演、水文過程和水質數(shù)據(jù)監(jiān)測和收集與評價方法流域尺度評價主要監(jiān)測植被生產(chǎn)力對干擾的抵抗力、流量和產(chǎn)流過程、植被生態(tài)質量指數(shù)、退化指數(shù)、凍土熱穩(wěn)定性等開展分級評價，對比生態(tài)修復措施實施前后流域生態(tài)過程等級變化進行評估。4.2.2流域尺度相關指標的獲取和處理流程植被生產(chǎn)力對干擾抵抗力、植被生態(tài)質量指數(shù)和退化指數(shù)可以通過遙感數(shù)據(jù)獲取并計算，這些指4標的遙感數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理和相關指標的計算方法見6章。流域產(chǎn)流數(shù)據(jù)主要通過在礦山跡地上下游分別架設連續(xù)水文觀測站或者與水文監(jiān)測部門合作獲取修復措施實施前后基流、洪峰流量和不同強度單次降雨下的產(chǎn)流過程數(shù)據(jù)，分析其變化。有地表水流的礦山跡地，對流經(jīng)和未流經(jīng)礦山跡地采取水樣，測定水質。凍土熱穩(wěn)定性指標可以在礦山跡地架設凍土溫度監(jiān)測場地獲取凍土熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)。產(chǎn)流過程、水質測定和凍土監(jiān)測和相關的計算見第6章。圍繞與青藏高原區(qū)凍土-生態(tài)-水文耦合過程相關的指標，設置不同指標權重專家打分表(7份及以上打分表),采用層次分析法綜合專家打分表確定各指標的最終權重。將場地和流域尺度評價指標歸一化后，結合權重形成綜合指標。計算修復措施對場地和流域的綜合評價指標。開展修復措施成效的分級評價。具體過程見第7章，并對修復措施的成效做出總結以及整改意見。評價過程中的專家打分表、原始數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)及評價工作過程的中間數(shù)據(jù)都需按照項目和委托單位的相關管理規(guī)定備份保存。為開展后續(xù)連續(xù)評價工作，每次評價的全部數(shù)據(jù)，包括原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、群落調查表、環(huán)評報告和工程驗收報告等文件均需備份2份，在不同的電子介質中保留至少5年以上。5場地尺度土壤植被數(shù)據(jù)監(jiān)測和收集5.1植被調查樣方設置及調查頻率在明確修復措施實施年限的基礎上，于評價當年植被生長高峰期(8月中旬)進行實地調查為宜。在試驗區(qū)隨機設置5個1×1m2樣方，記錄物種名、高度、株叢數(shù)、植被蓋度等群落信息，采用刈割法將樣方內(nèi)植物分種采集，并測量植物的鮮重和干重。植被調查記錄見附錄A。樣方選擇應滿足以下3個條件：a)選擇的樣方具有代表性；b)遠離公路以及放牧帶，樣方受人為干擾較?。籧)選擇平地或緩坡，避免坡頂、溝谷等復雜地形。為了對比修復成效，需在礦山跡地一定范圍內(nèi)(2km)設置參考樣方。參考樣方可為未修復的受損跡地，或為完全未受采礦干擾的天然未退化生態(tài)系統(tǒng)，樣方大小與修復措施樣方一致。5.2土壤結構和持水性能監(jiān)測主要監(jiān)測內(nèi)容為土壤容重、飽和含水量和田間持水量。在礦山跡地未修復、不同修復年限或不同修復措施及未受采礦干擾的天然場地上，根據(jù)5點取樣法，利用環(huán)刀在10m×10m樣方內(nèi)取中心采樣點以及樣方對角線上4個與中心樣點等距的點作為取樣點。采用體積為100cm3的標準環(huán)刀采集0cm~10cm、10cm~20cm和20cm~30cm深度土壤樣品。土壤容重測量方法可參照NY/T1121.4中土壤容重的測定方法。田間持水量測定參照NY/T1121.22中土壤田間持水量的測定方法。土壤飽和含水量按照NY/T1121.22分析步驟6.1、6.2處理完成后，稱重(精確至0.01g)。在105±2℃烘56流域尺度土壤植被數(shù)據(jù)監(jiān)測和收集6.1植被要素遙感監(jiān)測與指標計算數(shù)據(jù)源：植被生產(chǎn)力指標監(jiān)測和模擬以Gaofenl或Gaofen2高分辨率遙感影像為數(shù)據(jù)源。Gaofen系列數(shù)據(jù)需經(jīng)過大氣和幾何校正，采用相同的坐標系統(tǒng)，根據(jù)不同波段的光譜信息計算獲取NDVI。逐年數(shù)據(jù)的時間序列開始時間不晚于修復措施實施前5年，持續(xù)到修復措施結束后5年。植被生產(chǎn)力穩(wěn)定性計算：植被生產(chǎn)力穩(wěn)定性采用變異系數(shù)的倒數(shù)的絕對值表示，見公式(1):j為第j個像元點9。植被生產(chǎn)力對氣候變化抵抗力：植被生產(chǎn)力對氣候變化的抵抗力見公式(2): (2)植被對干擾的恢復力：植被對干擾的恢復力由NDVI計算獲得，見公式(3): (3)生長季NDVI值；Ye+1為極端氣候發(fā)生后1年的生長季NDVI值。6.2植被生態(tài)質量指數(shù)和退化指數(shù)計算植被生態(tài)質量指數(shù)和退化指數(shù)主要依據(jù)植被蓋度計算獲得。植被覆蓋度(FVC)通過NDVI獲式中NDVI為第i年NDVI值，NDVIn和NDVLg分別是裸地和完全覆蓋時的NDVI值。裸地和完全覆蓋NDVI的空間范圍為礦區(qū)周圍2km~5km。植被生態(tài)質量指數(shù)計算見公式(5):式中EQI為第i年植被綜合生態(tài)質量指數(shù)，其值在0%～100%之間；f和f?分別為植被覆蓋度和凈初級生產(chǎn)力的權重系數(shù)(默認值為0.5和0.5),和為1;NPP,為第i年的年均NPP值；NPP為年均NPP歷史最大值。修復區(qū)域整體退化指數(shù)的計算見公式(6):式中，DG為待評估修復措施實施后退化程度評分；m為退化等級個數(shù)，本標準中取值為4;D?和6A分別為第k退化等級的評分和面積，A為區(qū)域總面積。D的計算見公式(7)。表1區(qū)域植被退化分級劃分標準退化評分(DG)12中度退化34單一像元退化指數(shù)的計算見公式(7)和退化分級見表2。單一像元退化指數(shù)的計算基于像元覆蓋度與參考覆蓋度。式中，F(xiàn)VC.為礦山跡地周圍天然場地的平均植被覆蓋度。根據(jù)GB19377—2003,取1986—1988年時段，礦山跡地邊界向外2km~5km植被平均蓋度。FVC;為修復措施實施點的植被覆蓋度。表2單一像元草地退化分級標準退化等級l減少10%以下2中度退化346.3凍土相關指標監(jiān)測監(jiān)測密度和頻率：在礦山跡地內(nèi)至少建立1個~2個，深度為8m~10m的溫度監(jiān)測場地7.I⑧。垂直300cm、400cm、500cm、600cm、700cm、8測土壤溫度，監(jiān)測頻率為0.5h。觀測規(guī)程參照DB63/T2188和T/CI193。凍結指數(shù)：凍結指數(shù)由評估周期內(nèi)日平均氣溫計算獲得7,詳見公式(8):式中，N為年內(nèi)氣溫低于0℃日數(shù)；T為日平均氣溫。凍土熱穩(wěn)定性：凍土熱穩(wěn)定性劃分依據(jù)如表310。表3高海拔多年凍土穩(wěn)定性分類系統(tǒng)年平均地溫/℃年平均氣溫/℃極穩(wěn)定型亞穩(wěn)定型一5.0～-6.5一0.5～-1.57表3高海拔多年凍土穩(wěn)定性分類系統(tǒng)(續(xù))年平均地溫/℃年平均氣溫/℃不穩(wěn)定型極不穩(wěn)定型一水文指標主要采用距離礦山跡地最近的水文監(jiān)測斷面數(shù)據(jù)，包括徑流量、洪峰流量、產(chǎn)流過程等1.16。水文指標測定參考GB50179和SL/T195,可與水文監(jiān)測部門合作獲取。如有河流流經(jīng)的礦山跡地，需在河流未流經(jīng)前、礦山跡地內(nèi)以及流經(jīng)礦山后，每月采集一次水樣，每個樣點5個重復，每個重復采集水樣100mL。樣品帶回實驗室后及時測定固體固形物、可溶解氧、銨鹽和硝酸鹽含量等2。水質參考HJ/T91。土壤侵蝕和分類標準應采用HJ1174中的通用土壤水土流失模型計算和劃分等級。7.1綜合評價中不同指標權重的確定針對礦區(qū)中流域尺度的各指標權重計算采用專家打分法和層次分析法計算。專家打分表需根據(jù)7位以上熟悉高寒生態(tài)系統(tǒng)的高級職稱專家打分，見附錄B。專家打分的設計中圍繞凍土-生態(tài)-水文耦合，打分表中植被、土壤、產(chǎn)流過程、水質和凍土部分需要針對礦山跡地類型進行修改以適用于目標礦區(qū)修復成效評價。層次分析法用于計算多位專家打分結果的各指標權重計算。供參考的露天開采煤礦跡地各指標相應權重見表4。表4流域尺度評價各指標權重維度生產(chǎn)力抵抗力生產(chǎn)力恢復力田間持水量8表4流域尺度評價各指標權重(續(xù))維度降雨洪峰形成時間水質總固體固形物活動層厚度7.2綜合評價為了消除不同指標量綱差異的影響，對場地和流域尺度的監(jiān)測的相關指標(共19個)首先進行標準化，然后構建綜合評價指標，最后開展分級評價。相關評價指標的選取可以根據(jù)不同區(qū)域的環(huán)境特點和修復側重點取舍。各指標標準化：表中水質、產(chǎn)流過程、土壤持水和保水能力等對生態(tài)修復措施實施前后，或流經(jīng)和未流經(jīng)礦山的相對變化值進行標準化。通過遙感獲取的像元尺度的數(shù)據(jù)采用公式(9)進行標準化。對于遙感影像數(shù)據(jù)，逐像元計算，最后天然場地和礦山跡地采用區(qū)域平均值代表該指標的實際值。所有數(shù)據(jù)覆蓋的時段依據(jù)生態(tài)修復工程和項目開展的時間、礦山開發(fā)歷史和評估要求確定。式中，P為某一指標在像元i中的值，P.和Pmax為天然場地和礦山跡地范圍內(nèi)該指標的最大值和最小值。礦山跡地的范圍為礦山所覆蓋的范圍，天然場地的范圍與礦山大小相近，形狀類似，距離礦山跡地2km～5km半徑范圍內(nèi)。綜合指標指數(shù)計算：綜合指標得分采用公式(10)計算。式中，S為綜合指標指數(shù)，Pia為表4中某一指標標準化后值，W為表4中該指標的權重。修復成效評價：綜合評價指標為19個指標的加權平均值，取值范圍為0～1。修復措施開展后相關措施與礦山跡地的差值越大代表修復成效越好，即S越大，修復成效越好。0<S<0.3時，表示修復措施實施后僅有少數(shù)指標達到與天然場地接近；0.3≤S:<0.7時，表示多數(shù)指標達到與天然場地相同值；0.7≤S<1時，表示幾乎全部指標達到與天然場地相同值。根據(jù)綜合評價指數(shù)依據(jù)表5對修復成效開展分級評定。9表5多年凍土區(qū)礦山修復成效等級劃分修復有一定效果還需鞏固改進或加強修復措施圍繞礦山跡地所在的天然生態(tài)系統(tǒng)的主要服務功能，從場地和流域尺度明確生態(tài)修復措施或工程對相應指標的影響，結合表5明確生態(tài)修復措施或工程的綜合效應。如綜合得分小于0.7,需結合場地和流域尺度的評價結果，提出修改建議。(資料性)調查樣地基本信息記錄表調查樣地基本信息記錄表見表A.1。表A.1調查樣地基本信息記錄表群落類型調查地點經(jīng)度礦山/礦坑面積緯度礦坑內(nèi)部()礦坑周圍()礦區(qū)外部()坡向土壤類型照片編號蓋度禾本科莎草科樣格位置圖：說明：(1)調查地點：詳細說明樣地位置，如縣市村鎮(zhèn)或保護區(qū)名稱，并標注在地形圖上。(2)樣地面積：樣地面積，一般為1×1m2。(3)樣地植被蓋度：所選樣地的植被蓋度，用百分比表示。(4)坡向：樣地所在的方位，以偏離正北的方向如30°(北偏東30°)的方式記入。(5)優(yōu)勢種：記錄樣地內(nèi)優(yōu)勢種，如有多個優(yōu)勢種，同時在欄中打√。(資料性)專家打分表專家打分表見表B.1。維度相對