THXCY-大型風電場對草地植被生長影響遙感評估技術規(guī)程編制說明

團體標準《大型風電場對草原植被生長影響遙感評估技術規(guī)程》編制說明《大型風電場對草原植被生長影響遙感評估技術規(guī)程》團體標準制定組二〇二五年五月

目次TOC\o"1-2"\h\u一、任務來源 3二、編制的目的和意義 3三、編制原則和依據(jù) 3四、主要工作過程 41.成立標準編寫工作組 42.資料收集分析、技術準備 43.標準編寫，形成技術規(guī)程草案 44.標準起草人及分工 5五、主要技術內(nèi)容確定的論據(jù) 5六、采用的國際標準 6七、與現(xiàn)行法律法規(guī)和強制性標準的關系 7八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)無。 7九、標準作為強制性標準或推薦性標準的建議 7十、貫徹標準的要求和措施建議 7十一、廢止現(xiàn)行有關標準的建議 7十二、其他應予說明的事項 7

一、任務來源本技術規(guī)程由國家氣候中心、中國科學院植物研究所、內(nèi)蒙古氣候中心、山東農(nóng)業(yè)大學、中國電力國際發(fā)展有限公司、北京林業(yè)大學、國網(wǎng)數(shù)字科技控股有限公司聯(lián)合申報。在國家重點研發(fā)計劃“風光資源開發(fā)的生態(tài)影響及應對技術研發(fā)與應用示范”項目支持下完成。二、編制的目的和意義2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會提出中國二氧化碳排放在2030年前達峰和在2060年前實現(xiàn)中和的目標。隨后，我國逐步推進“雙碳”政策與行動，印發(fā)了《2030年前碳達峰行動方案》《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策文件，鼓勵發(fā)展可再生能源。2022年1月，習近平總書記在中共中央政治局第三十六次集體學習時進一步強調(diào)“要把促進新能源和清潔能源發(fā)展放在更加突出的位置”(新華社，2022)。為此，我國設立了風電、太陽能發(fā)電總裝機容量的階段性目標(國家發(fā)展改革委，2022)。風能、太陽能等可再生能源的開發(fā)與利用已成為我國應對氣候變化、健全能源安全保障體系和實現(xiàn)“雙碳”目標的重要戰(zhàn)略選擇。2010年以來，我國風電裝機容量持續(xù)增加，2015年后增速加快，截至2023年我國的風電裝機總量達328.4GW。我國風電裝機主要分布在我國東北、西北和華北北部地區(qū)。我國北方大部分地區(qū)降水相對不足，植被較為稀疏，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，如何科學有序地促進大規(guī)模綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境效應的協(xié)調(diào)發(fā)展是現(xiàn)階段面臨的重要問題之一。風電場建設營運都會對周邊的植被產(chǎn)生一定的影響，包括建設期工程建設的影響和營運期間對局地氣候改變導致對植被生產(chǎn)的間接影響。而“我國北方地區(qū)大型風電場營運對植被生長影響遙感評估技術導則”這一團體標準的提出可為解決上述問題提供必要的技術支撐。本導則為科學評價我國北方大型風電場植被生長影響的評估給出統(tǒng)一的評價方法和評估內(nèi)容，規(guī)范了大型風電場對植被生長影響的評價工作，評估方法可直接服務于大型風電站工程項目的生態(tài)效應評估和生態(tài)友好型風電場站營運管理，對清潔能源開發(fā)利用和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要實踐意義。三、編制原則和依據(jù)（1）科學性標準編制首先需要遵循科學性原則。編寫組搜集了整理了國內(nèi)外風電場對局地植被及生態(tài)系統(tǒng)影響的研究論文，并且在我國西北地區(qū)多個風電場開展實地調(diào)研，在此基礎上梳理形成草原區(qū)大型陸上風電場對局地植被生長影響研究所需的相關數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)獲取及處理方法、對植被生長影響的分析方法以及主要評估結論等。在編制過程中，我們嚴格遵循國家相關法律法規(guī)和行業(yè)標準，確保標準的合法性和權威性。同時，充分考慮我國北方地區(qū)自然環(huán)境、氣候條件以及植被生長特性，力求使標準更加貼近實際，便于推廣和應用。本導則可對風電企業(yè)、氣象服務部門以及其他相關單位開展風電場對植被生長影響相關的科研、業(yè)務和服務提供規(guī)范性的參考和指導。（2）適用性本導則旨在指導北方草原區(qū)大型風電場對植被生長影響評估工作的開展以及風電場對植被生長影響評估報告的編制，規(guī)范相關行業(yè)及企業(yè)在開展風電場對植被生長影響評估中對所涉及的植被遙感數(shù)據(jù)和氣象觀測數(shù)據(jù)的應用、評估區(qū)域的劃分方法、植被影響評估方法以及評估結論的得出均提出了標準規(guī)范，對與開展風電場生態(tài)效應評估研究和風電場生態(tài)影響評估業(yè)務服務等工作具有較強的實際指導意義。（3）可操作性本標準涉及的數(shù)據(jù)、方法都具有可操作性。其中植被遙感數(shù)據(jù)可以從多個網(wǎng)站獲取，遙感數(shù)據(jù)的處理及相關計算方法成熟；氣象數(shù)據(jù)可以從風電場氣象監(jiān)測站或者國家氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)獲??；植被生長影響分析所采用的變化趨勢及變化程度評估的計算方法科學易行，便于相關科研和業(yè)務服務人員應用。四、主要工作過程1.成立標準編寫工作組國家重點研發(fā)計劃“風光資源開發(fā)的生態(tài)影響及應對技術研發(fā)與應用示范”項目啟動后，課題組開展了北方地區(qū)大型陸上風電場對植被生長影響調(diào)研分析和實地調(diào)查等工作；國家氣候中心提出編制《北方地區(qū)大型陸上風電場對草原植被生長影響遙感評估技術規(guī)程》的意向。2024年6月，國家氣候中心牽頭，以課題成員為核心，成立了標準編寫工作小組。工作組首先廣泛學習并汲取了其他相關標準的編寫經(jīng)驗，認真學習了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》，并邀請相關標準制定和編寫專家介紹標準起草和制定的要求和注意事項，同時制定了標準編制的工作計劃、編寫大綱，明確任務分工和各階段時間節(jié)點。資料收集分析、技術準備編寫組深入分析、梳理提煉并總結討論了我國北方地區(qū)清潔能源開發(fā)利用對植被影響，特別是風電場開發(fā)建設對植被、氣候、生態(tài)環(huán)境影響等相關研究成果、學術論文、標準和相關政策，全面掌握了風電場開發(fā)建設對植被影響評估的主要方法、數(shù)據(jù)和技術要點等；隨后，編寫組結合北方地區(qū)植被實際狀況，對數(shù)據(jù)和技術方法進行了細致的分析和整理，并對制定標準所涉及的內(nèi)容、范圍、適用性和科學性進行了深入研討。標準編寫，形成技術規(guī)程草案2024年9月，編寫組內(nèi)部組織了系列研討，將初稿中設定的部分內(nèi)容進行了優(yōu)化，細化了適用范圍、評估時空范圍、技術流程、資料收集與處理，規(guī)范了初稿排版格式。2024年10月，編寫組織邀請相關專家對標準的初稿提出修改意見；編寫組結合專家意見修改完善，于2025年3月，形成了《北方地區(qū)大型陸上風電場對草原植被生長影響遙感評估技術規(guī)程》征求意見稿；2025年5月完成《編制說明》。由北京華夏草業(yè)產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟組織國內(nèi)相關專家對《北方地區(qū)大型陸上風電場對草原植被生長影響遙感評估技術規(guī)程》征求意見稿及編制說明進行會議評審。標準起草人及分工本標準起草人：於琍、路鵬、常蕊、王陽、楊司琪、張承明、楊秀春、田秋英、耿學文、劉亮、胡明。本標準起草過程中，於琍整體負責，構思了標準的整體框架，撰寫了標準初稿和編寫說明；路鵬參與調(diào)研和數(shù)據(jù)收集整理工作，負責征集反饋意見；常蕊、王陽、楊司琪參與調(diào)研和初稿編寫；張承明、楊秀春、田秋英負責評估技術部分內(nèi)容的撰寫，耿學文、劉亮、胡明參與調(diào)研、數(shù)據(jù)收集以及編寫討論。五、主要技術內(nèi)容確定的論據(jù)本標準編寫的關鍵技術、數(shù)據(jù)需求和評估方法主要來自國家氣候中心團隊研究結果和參考他人研究結果總結得出。我國北方草原區(qū)總面積超過3億公頃，主要分布在我國北方和西部地區(qū)，植被以草本、灌木及半灌木為主。草原生態(tài)系統(tǒng)是我國北方重要的生態(tài)系統(tǒng)類型，也是我國陸上風能資源最豐富的地區(qū)，風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對我國清潔能源供給和能源結構改善具有重要意義。然而，北方地區(qū)草地植被覆蓋率低，人類活動干擾嚴重，生態(tài)系統(tǒng)脆弱度高，需要有科學規(guī)范的評估方法開展風電場建設及運營對局地植被生長的影響，進而為風電場及其周邊植被恢復和生態(tài)保護提供參考。風電工程擾動對區(qū)域植被的影響，不僅在于建設期對局地群落植被的影響，更重要的是在運行期間，是一個復雜而多變的過程，涉及多個時間和空間尺度。風電場建設會不可避免地破壞地面原有的生態(tài)系統(tǒng)。施工過程中的挖土、道路建設、平整土地以及電纜工程建設必然會對區(qū)域內(nèi)的植被造成直接的破壞性的影響。其次，施工過程中，一些機械設備對地表植被的碾壓會破壞植物的生長環(huán)境。但隨著生態(tài)修復和植物恢復工程的開展，植被可能會逐漸恢復。風電場的運營也可能對植被產(chǎn)生長期影響。目前的研究表明，風機轉動產(chǎn)生的湍流加強了近地面的大氣垂直混合，對局地的溫度、降水、蒸散發(fā)、風速風向等多個氣象要素產(chǎn)生影響，改變了局地氣候，進而影響到風電場及周邊一定范圍內(nèi)植被的生長，而且這種影響是長期和持續(xù)性的，具體的影響程度和影響范圍需要針對性的進行評估確定，是一個涉及多個學科的復雜問題。目前，已有多種方法和技術被用于風電場影響范圍的確定，包括幾何分析法、數(shù)值模擬法、生態(tài)學調(diào)查法和生態(tài)影響評估模型法等。通過遙感技術對風電場局地的植被生長情況進行評估能夠更加直觀地對風電場進行綜合環(huán)境評價，實現(xiàn)對風電場影響范圍的快速、準確評估，分析風電場對生態(tài)環(huán)境的影響程度，更好地平衡風電場與生態(tài)環(huán)境的關系，為風電場的規(guī)劃、建設和環(huán)境管理提供重要的參考依據(jù)。為了監(jiān)測和評估風電場的影響，廣泛采用風場范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境要素與其周圍控制區(qū)域（緩沖區(qū)）之間的差異比較進行（Zhouetal.2012,Slawskyetal.2015,Tangetal.2017）。一般要求風場區(qū)域基于1km*1km的像素提取，以確保每個像素至少包含一個風力渦輪機。緩沖區(qū)設定為1km*1km像素，通常位于風場外5到9公里處，以避免因風力渦輪機的擾動影響。風機尾流效應產(chǎn)生的湍流在下風方向上擴散數(shù)公里，因此緩沖區(qū)應位于尾流范圍之外，但不應離風場過遠，以確保氣候背景相同。李國慶，張春華等在研究中對內(nèi)蒙古灰騰梁風電場及該電廠50km緩沖區(qū)內(nèi)的植被生長情況進行了分析，發(fā)現(xiàn)風電場運行對植被的生長產(chǎn)生了明顯的影響，但影響范圍和強度是不均勻的。風電場運行對風電場區(qū)域內(nèi)/外植被的影響機制是不同的，風電場區(qū)域內(nèi)不利于植被的生長，而上/下風區(qū)域卻有利于植被的生長。上/下風區(qū)退化趨勢大體一致，尤其在15km～20km緩沖區(qū)內(nèi)，上風區(qū)的退化比例高于下風區(qū)，但是在20km～30km范圍，下風區(qū)退化比例卻明顯高于上風區(qū)，表明在20km～30km緩沖區(qū)內(nèi)，風電場的運行會加快下風區(qū)域內(nèi)植被的退化。相對于旁風區(qū)，下風區(qū)植被在0km～20km是退化減緩的，在20km～30km緩沖區(qū)內(nèi)是退化加快的。有研究將風電擾動區(qū)劃分為直接擾動區(qū)和間接擾動區(qū)，通過遙感解譯的植被凈初級生產(chǎn)力（NPP）以及植物群落物種多樣性對植被生長和恢復情況進行評價，研究風電場對局地植被生長情況進行評估。在百兆瓦風電場單元中，雖然直接擾動區(qū)所占比例不大(不到4%)，但對植被影響程度高，自然植被被完全破壞；而且直接擾動區(qū)呈點狀且分散式分布，影響面積雖小但涉及范圍較廣，加劇了植被恢復的難度。有學者在GEE平臺上使用MODIS的日MOD09GQ數(shù)據(jù)計算植被指數(shù)日數(shù)據(jù)，并將其作為研究物候變化的基礎數(shù)據(jù)源，通過比較風電場建成后較未建前不同區(qū)域的草地物候變化與對照區(qū)的差異，分析風電場對不同類型草地植被物候的影響，通過比較相關性和風機在空間分布上的關系得到風機影響物候變化的原因。陸上風電場對植被生長的影響已經(jīng)受到關注，并且大規(guī)模風電場在不同階段對植被生長的影響已經(jīng)在多個實證研究中得到證實，但由于陸上風電場的范圍、海拔、氣候等環(huán)境以及下墊面植被、土壤等生態(tài)因素差異較大，風電場對植被影響的評估方法不一致、數(shù)據(jù)不規(guī)范、評估內(nèi)容不統(tǒng)一。從評估技術方法上，主要可分為基于野外實測調(diào)查評估和基于遙感數(shù)據(jù)的分析評估，兩類方法的適用性不同。野外實測主要是在風電場的不同擾動區(qū)設置樣地，在生長季進行物種組成、生長狀況、生物量等數(shù)據(jù)的觀測，通過實驗數(shù)據(jù)分析風電場（風機）對植物區(qū)系、生產(chǎn)力、覆蓋度、物種多樣性等方面的影響（馬松堯等，2019；李智蘭，2015）?；趯崪y的影響評估適用于風機尺度或小型的風電場對植被生長影響評估，并且評估的時段一般較短?？傮w而言，衛(wèi)星遙感是最便捷的植被動態(tài)監(jiān)測手段，可以突破自然和人為條件限制，高效、低成本的進行大面積的動態(tài)監(jiān)測和評估。目前多數(shù)陸上大型風電場對植被生長影響評估都是基于遙感數(shù)據(jù)開展的，遙感數(shù)據(jù)不論是從空間分辨率還是時間尺度上都能提供較好的支撐。此外，遙感數(shù)據(jù)的處理和分析方法也易于掌握，針對植被生長變化也形成常規(guī)的評估方法（李國慶等，2016；李明磊等，2017；Tangetal.,2017）。六、采用的國際標準相關領域無國際標準和國外標準。七、與現(xiàn)行法律法規(guī)和強制性標準的關系遵照我國相關法律、法規(guī)、規(guī)