生态调查至少要进行两个阶段：影响识别和评价因子筛选前要进行初次调查与现场踏勘;环境影响评价中要进行详细勘测和调查。
1.生态现状调查要求
生态现状调查是生态现状评价、影响预测的基础和依据.调查的内容和指标应能反映评价工作范围内的生态背景特征和现存的主要生态问题。在有敏感生态保护目标(包括特殊生态敏感区和重要生态敏感区)或其他特别保护要求对象时，应做专题调查。
生态现状调查应在收集资料基础上开展现场工作，生态现状调查的范围应不小于评价工作的范围。
一级评价应给出采样地样方实测、遥感等方法测定的生物量、物种多样性等数据，给出主要生物物种名录、受保护的野生动植物物种等调查资料;
二级评价的生物量和物种多样性调查可依据已有资料推断，或实测一定数量的、具有代表性的样方予以验证;三级评价可充分借鉴已有资料进行说明。
生态现状调查常用方法包括，资料收集、现场勘查、专家和公众咨询、生态监测、遥感调查、海洋生态调查和水库渔业资源调查等，具体可参见《环境影响评价技术导则一生态影响》(HJ19-2011)附录A;图件收集和编制要求可见《环境影响评价技术导则一生态影响》(HJ19-2011)附录B。
2.调查内容
(1)生态背景调查
(2)主要生态问题调查
调查影响区域内已经存在的制约本区域可持续发展的主要生态问题，如水土流失、沙漠化、石漠化、盐渍化、自然灾害、生物入侵和污染危害等，指出其类型、成因、空间分布、发生特点等。
3.调查方法
(2)现场勘查法。现场勘查应遵循整体与重点相结合的原则，在综合考虑主导生态因子结构与功能的完整性的同时，突出重点区域和关键时段的调查，并通过对影响区域的实际踏勘，核实收集资料的准确性，以获取实际资料和数据。
(4)生态监测法。当资料收集、现场勘查、专家和公众咨询提供的数据无法满足评价的定量需要，或项目可能产生潜在的或长期累积效应时，可考虑选用生态监测法。生态监测应根据监测因子的生态学特点和干扰活动的特点确定监测位置和频次，有代表性地布点。生态监测方法与技术要求须符合国家现行的有关生态监测规范和监测标准分析方法：对于生态系统生产力的调查，必要时需现场采样、实验室测定。
(5)遥感调查法。当涉及区域范围较大或主导生态因子的空间等级尺度较大，通过人力踏勘较为困难或难以完成评价时，可采用遥感调查法。遥感调查过程中必须辅助必要的现场勘查工作。
4.陆生植被及植物调查
生态现状调查与评价中，植被及植物(主要为蕨类植物、裸子植物和被子植物)调查的目的是要查清评价区域植被类型、分布情况以及植物物种的种类、分布、数量、受威胁因素等，客观反映评价区植被和植物现状，为分析与评价植被及植物可能受到的影响、提出保护措施和建议奠定基础。
根据已确定的对象、内容以及调查区域的地形、地貌、海拔、生境等确定调查线路或调查点，调查线路或调查点的设立应注意代表性、随机性、整体性及可行性相结合;样地的布局要尽可能全面，分布在整个调查区内的各代表性地段，避免在一些地方产生漏空。同时，也要注意被调查区域的不同地段的生境差异，如山脊、沟谷、坡向、海拔等。
调查内容包括：种类，分布，数量(种群数量、个体数目、盖度、建群种、分布面积等)，生长状况，生境状况(植被、坡度坡向、土壤、土地利用等)，受威胁因素，保护管理现状(是否受保护、何种保护形式等)。
调查方法：
(1)样方法：对于物种丰富、分布范围相对集中、分布面积较大的地段可采取本方法。
样方设置要根据地形地貌布设并进行调查记录，样方面积依据物种多样性来确定。一般地，群落越复杂，样方面积越大，最小面积通常是根据种一面积曲线的绘制来确定。一般乔木群落样方面积设为20m×20m，灌木样方面积通常设为10m×10m，草本样方的面积通常设为1m×1m，热带雨林和季雨林则需要40m×40m或更大。样方数量可根据情况合理确定，须包括群落的大部分物种。
在样方调查(主要是进行物种调查、覆盖度调查等)的基础上，可依下列方法计算植被中物种的重要值：
①密度=个体数目/样地面积
②优势度=底面积(或覆盖面积总值)/样地面积
③频度=包含该种样地数/样地总数
④重要值=相对密度+相对优势度+相对频度
(2)样线(带)法：对于物种不十分丰富、分布范围相对分散，种群数量较多的区域宜采用本方法。
(3)全查法：对于物种稀少、分布面积小、种群数量相对较少的区域，宜采用本方法。
分析与评价：植被分析与评价包括植被类型分析，区系组成(种及种以上高级分类阶元的丰富度)，重点保护物种、珍稀濒危物种、特有性分析，用途及价值类型分析等;物种分析与评价包括种类，分布，数量(个体数目、分布面积)，群落中地位，生境状况评价(分布特征、干扰状况、土壤、植被、土地利用等)，受威胁现状及因素分析，保护管理现状(是否受保护、保护等级、保护措施)等。
上述内容具体可参见环境保护部公告(公告2010年第27号)附件1《全国植物物种资源调查技术规定(试行)》。
5.陆生动物调查
生态现状调查与评价中，陆生动物(主要为两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物)调查的目的是要查清评价区动物物种的种类、分布、数量、受威胁因素等，客观反映评价区动物物种数量和保护现状，为分析与评价动物可能受到的影响、提出保护措施和建议奠定基础。
根据调查对象，结合实际情况，确定开展实地调查的范围。调查时要特别考虑到动物的迁徙性。为确保调查的全面性和准确性，应在已划定的调查范围内，适当扩大调查的范围。
根据已确定的对象、内容以及调查区域的地形、地貌、海拔、生境等确定调查线路或调查点，调查线路或调查点的设立应注意代表性、随机性、整体性及可行性相结合：样地的布局要尽可能全面，分布在整个调查地区内的各代表性地段，避免在一些地方产生漏空。
(1)两栖爬行类物种调查
两栖爬行类应选择在繁殖季节进行调查。在一个样点最好能进行2次以上的调查，特别是两栖爬行类的繁殖季节相对集中，宜以天为频度展开观察，维持至繁殖行为结束。
样区的选择应该覆盖评价区各种栖息地类型，每种生境确定不同数量的调查点和线。
调查内容包括：种类、分布、种群数量(种群密度、栖息地面积等)、栖息生境类型及质量、受威胁现状及因素、保护现状等。
①全部计数法。将调查样区内所有种类和数量都统计出来。
③鸣声计数法。这种定点声音监测法通常会连续记录好几个晚上，所以会配合定时器做片断选取。
⑤访问调查法。对于一些特殊种类可采取本方法。
分析与评价：组成分析(通过资料收集及野外调查，统计分析评价区两栖爬行类各目、科、属所属物种数目，占总种数的比例及各高级分类阶元的组成);区划类型分析(对调查区域的两栖爬行类进行地理区划分析，分析该地区物种所占分区的多样性及每个分区中物种比例);物种分析(种类名称、分布、数量、种群密度及栖息面积、栖息生境及质量、受威胁现状及因素、保护现状)等。
(2)鸟类物种调查
样区的选择应该覆盖评价区各种栖息地类型，每种生境确定不同数量的调查线路或调查点。
调查内容包括：种类、分布、种群数量(种群密度、栖息地面积等)、栖息生境及质量、受威胁现状及因素、保护现状等。
①样线(带)调查法。每条样线要进行2次以上调查，每种栖息地或生境类型一般需要1000m或更长的样线。
②样点调查法。在一些不便于行走的调查区，如崎岖山地、湖泊、水库、沼泽、海岸、湿地等，宜采用本方法。
③分区直数法。主要针对水鸟，将调查区域(湖面、江面)内按照半径2000m或500m一段进行分区，逐一统计各分区内水鸟种类和数量。
④红外相机陷阱法。主要针对地栖性鸟类和大型雉类，在人类活动干扰相对较小的区域，按公里/公顷网格进行布设，选择在不同的生境层中布设红外相机，保证相机安放点覆盖调查样区内主要生境层。红外相机安放在动物通道或可能经常出现的地点(如水源地、觅食地)。
分析与评价：区系分析(依据资料及实地调查结果，统计分析评价区内鸟类的种类组成及所属目、科、属的多样性，分析评价区的鸟类区系组成，计算出东洋区、古北区和广布鸟种数各自所占繁殖鸟总种数的百分比);居留类型分析(统计分析所记录到的鸟类分别属于哪种居留类型，如留鸟、夏候鸟、冬候鸟、旅鸟、还是迷鸟);不同生境的代表种类分析(分析评价区不同生境类型的代表性鸟类，如游禽、涉禽、陆禽、猛禽、攀禽、鸣禽)：物种分析(种类名称、分布、数量、种群密度及栖息面积、栖息生境及质量、受威胁现状及因素、保护现状)等。
(3)哺乳类物种调查
哺乳类调查要选择在全年不同的季节进行调查。在一个样点最好能进行2次以上的调查。样区的选择应该覆盖各种栖息地类型，每种生境确定不同数量的调查点和线。
调查内容包括：种类、分布、种群数量(种群密度、栖息地面积等)、哺乳类种群结构、栖息生境类型及质量、受威胁现状及因素、保护现状等。
①样线(带)调查法。按一定的路线，沿途通过驱赶等方法，沿途观察动物活动或存留足迹、粪便、爪印等，准确记录出现的动物种类和数量。
③红外相机陷阱法。在人类活动干扰相对较小的区域，按公里/公顷网格进行布设，选择在不同的生境层中布设红外相机，保证相机安放点覆盖调查样区内主要生境层。红外相机安放在动物通道或可能经常出现的地点(如硝塘、水源地、觅食地)。
④踪迹判断法。很难直接观察到野生哺乳类动物实体或不能采集标本时，根据哺乳类活动时留下的踪迹—足印、粪便、体毛、爪印、食痕、睡窝、洞穴等来判定所属物种、个体相对大小、雌雄性别、家域面积大小、大致数量、昼行或夜行、季节性迁移和生境偏好等。
⑤直观调查法。对于猿猴、松鼠、旱獭等少量昼行类群，按一定的路线或方向无声缓慢行进，直接观察记录视线范围内的各种动物及其活动情况。
⑦访问调查法。通过与当地熟悉情况的猎手、放牧者等进行交谈，了解评价区的野生哺乳类物种和数量等信息。
分析与评价：物种组成分析(通过资料查阅及实地调查，分析调查地区哺乳类的状况，分析各分类阶元的比例组成)、动物地理区划分析(分析统计区系成分组成，如东洋种、古北种、广布种等，并注明土著种、外来种、特有种、优势种等)、栖息地评价(分析评价哺乳类所在区域的栖息地的总体气候类型、时空连续性和完整性以及哺乳类赖以生存的植被生境类型、时空结构水平等)、物种分析(种类名称、分布、数量、种群密度及栖息面积、栖息生境及质量、受威胁因素、保护现状)等。
上述内容具体可参见环境保护部公告(公告2010年第27号)附件2《全国动物物种资源调查技术规定(试行)》。
6.水生生态调查
水生生态系统有海洋生态系统和淡水生态系统两大类别。淡水生态系统又有河流生态系统和湖泊生态系统之别。
建设项目的水生生态调查，一般应包括水质、水温、水文和水生生物群落的调查，并且应包括鱼类产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道、重要水生生物及渔业资源等特别问题的调查。水生生态调查一般按规范的方法进行，如海洋水质和底泥监测须按《海洋监测规范》(GB17378.3-1998和GB17378.4-1998)执行，海洋生物调查按《海洋调查规范》(GB12763-1991)执行，该规范对样品采集、保存和分析方法等都进行了规定。
水生生态调查一般包括初级生产力、浮游生物、底栖生物、游泳生物和鱼类资源等，有时还有水生植物调查等。
(1)初级生产量的测定方法
LB-IB=净初级生产量
LB-DB=呼吸量
LB-DB=总初级生产量
昼夜氧曲线法是黑白瓶方法的变形。每隔2～3h测定一次水体的溶氧量和水温，做成昼夜氧曲线。白天由于水中自养生物的光合作用，溶氧量逐渐上升;夜间由于全部好氧生物的呼吸，溶氧量逐渐减少，这样，就能根据溶氧的昼夜变化，来分析水体群落的代谢情况。因为水中溶氧量还随温度而改变，因此必须对实际观察的昼夜氧曲线进行校正。
②C02测定法。用塑料帐将群落的一部分罩住，测定进入和抽出的空气中C02含量。如黑白瓶方法比较水中溶氧量那样，本方法也要用暗罩和透明罩，也可用夜间无光条件下的C02增加量来估计呼吸量。测定空气中C02含量的仪器是红外气体分析仪，或用古老的KOH吸收法。
有很多新技术正在发展，其中最著名的包括海岸区彩色扫描仪、先进的分辨率很高的辐射计、美国专题制图仪或欧洲斯波特卫星(SPOT)等遥感器。
(2)浮游生物调查
浮游生物包括浮游植物和浮游动物，也包括鱼卵和仔鱼。许多水生生物在幼虫期，都是以浮游状态存在，营浮游生活。浮游生物调查指标包括：
◆种类组成及分布。包括种及其类属和门类，不同水域的种类数(种/网);
◆细胞总量。平均总量(个/m3)及其区域分布、季节分析;
◆生物量。单位体积水体中的浮游生物总重量(mg/m3);
◆主要类群。按各种类的浮游生物的生态属性和区域分布特点进行划分;
◆主要优势种及分布。细胞密度(个/m3)最大的种类及其分布;
◆鱼卵和仔鱼的数量(粒/网或尾/网)及种类、分布。
(3)底栖生物调查
底栖生物的调查指标包括：
◆总生物量(g/m2)和密度(个/m3);
◆种类及其生物量、密度：各种类的底栖生物及其相应的生物量、密度;
◆种类一组成一分布;
◆群落与优势种：群落组成、分布及其优势种;
◆底质：类型。
(4)潮间带生物调查
海洋生态中，潮间带是一个特殊生境，也因而养育了特殊的潮间带生物。很多海岸建设工程会强烈地影响到潮间带生态，因而潮间带生物调查是很重要的。潮间带生物调查的采样和标本处理按《海洋调查规范》进行，～般按不同的潮区进行调查，其主要调查指标是：
审种类组成与分布：鉴定潮间带生物种和类属;
◆生物量(g/m2)和密度(个/m2)及其分布：包括平面分布和垂直分布;
◆群落：群落类型和结构，按潮区分别调查：
◆底质：相应群落的底质类型(砂、岩、泥)。
(5)鱼类
鱼类是水生生态调查的重点，一般调查方法为网捕，也附加市场调查法等。鱼类调查既包括鱼类种群的生态学调查，也包括鱼类作为资源的调查。一般调查指标有：
◆种类组成与分布：区分日、科、属、种，相应的分布位置;
◆渔获密度、组成与分布：渔获密度(尾/网)，相应的种类、地点：
◆渔获生物量、组成与分布：渔获生物量(g/网)及相应的种类、地点;
◆鱼类区系特征：不同温度区及其适宜鱼类种类，不同水层(上层、中层、底层)中分布，不同水域(静水、流水、急流)鱼类分布;
◆经济鱼类和常见鱼类：种类、生产力;
◆特有鱼类：地方特有鱼类种类、生活史(食性、繁殖与产卵、洄游等)、特殊生境要求与利用，种群动态;
◆保护鱼类：列入国家和省级一类、二类保护名录中的鱼类、分布、生活史、种群动态及生境条件。
7.水库渔业资源调查
水库渔业资源调查按《水库渔业资源调查规范》(SL167-96)执行。
水库渔业资源调查的内容主要包括水库形态与自然环境调查、水的理化性质调查、浮游植物和浮游动物调查、浮游植物叶绿素的测定、浮游植物初级生产力的测定、细菌调查、底栖动物调查、着生生物调查、大型水生植物调查、鱼类调查、经济鱼类产卵场调查11个方面的调查。
(1)水库形态与自然环境调查。主要调查水库工程概况、水库形态特征、集雨区概况、淹没区概况、消落区概况、气候气象和水文条件等。
(2)水的理化性质调查。
1)水样的采集和保存。
①采样点布设。按环境条件的异同将水库分为若干个区域，然后确定能代表该区域特点的地方作为采样点。一般可在水库的上游、中游、下游的中心区和出、入水口区以及库湾中心区等水域布设采样点。样点的控制数量见表3-30。
表3-30采样点的控制数量
②采样层次。水深小于3m时，可只在表层采样;水深为3～6m时，至少应在表层和底层采样;水深为6～10m时，至少应在表层、中层和底层采样;水深大于10m时，10m以下除特殊需要外一般不采样，10m以上至少应在表层、5m和10m水深层采样。
③采样方法。水样用采水器采集。每个采样点应采水样2L。分层采样时，可将各层所采水样等量混合后取2L，但水库下游中心区采样点的各层水样宜分别处理，以便分析垂直分布。
④水样灌瓶。水样瓶应事先洗净。水样灌瓶前，应用水样冲洗水样瓶2～3次。测定溶解氧的水样，应立即通过导管自瓶底注入250mL磨口细口玻璃瓶中，并溢出2-3倍所灌瓶容积的水。除测定溶解氧的水样外，其他水样不宜灌满。水样灌瓶后，应立即加入固定液。
⑤水样的固定和保存。测定溶解氧的水样，应加入2mL硫酸锰溶液和2mL碱性碘化钾溶液固定。测定总碱度、总硬度、氮量、磷量、氯化物、硫酸盐、总铁、钠、钾等项目的水样，每升水样中加入2～4mL氯仿固定。测定化学耗氧量的水样，每升水样中缓慢加入1mL3+1硫酸溶液固定。固定后的水样，应尽快置于低温下(0～4℃)避光保存，并带回实验室后立即进行测定。
2)测定项目。
必做的检测项目包括水温、透明度、电导率、pH值、溶解氧、化学耗氧量、总碱度、总硬度、氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷、可溶性磷酸盐等，选做的检测项目包括重碳酸盐、碳酸盐、钙、镁、氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐氮、总铁、钠、钾、污染状况等。
(3)浮游植物和浮游动物调查。通过采样，样品固定、种类鉴定、计数、生物量计算等，分析浮游植物和浮游动物的种类组成，并按分类系统列出名录表，记录浮游植物和浮游动物的数量和生物量。
(4)浮游植物叶绿素的测定。测定叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c的含量。
(5)浮游植物初级生产力的测定。采用黑白瓶测氧法测定浮游植物的初级生产力。
(6)细菌调查。记录细菌总数、异养细菌数量和细菌生物量的测定结果。
(7)底栖动物调查。分析软体动物、水生昆虫和水栖寡毛类的种类组成，并按分类系统列出名录表，记录数量和生物量的调查结果。
(8)着生生物调查。分析着生藻类和着生原生动物的种类组成，并按分类系统列出名录表，记录计数结果。
(9)大型水生植物调查。分析大型水生植物的种类组成，并按分类系统列出名录表，记录称重结果。
(10)鱼类调查。包括种类组成、渔获物分析、主要经济鱼类年龄与生长、虾等水生经济动物等调查。
(11)经济鱼类产卵场调查。水库中经济鱼类种类很多，应根据实际情况和调查目的确定调查内容。除特大型水库外，一般应对非放养的经济鱼类的产卵场进行调查，主要调查其位置和规模。
8.海洋生态调查
海洋生态调查按《海洋调查规范》(GB/T12763.9-2007)“第9部分：海洋生态调查指南”执行。海洋生态调查包括海洋生态要素调查和海洋生态评价两大部分。
(1)海洋生态要素调查
1)海洋生物要素调查。
①海洋生物群落结构要素调查。
◆微生物、叶绿素a、游泳动物、底栖生物、潮间带生物和污损生物调查均按GB/T12763.6的规定执行。
◆浮游植物调查。
网采样品和采水样品的采集与处理：按GB/T12763.6的规定执行。
采水样品的鉴定计数：采水样品显微鉴定计数时分三个粒级：小于20μm、20～200μm、大于200μm。粒级按细胞最大长度计算，对于那些多个细胞聚集形成的群体，则按群体的最大长度分级。对于小于20μm的浮游植物鉴定到种或属会有一定难度，如没有倒置显微镜和荧光显微镜，细胞的测量和计数都有困难，可根据调查任务的要求酌情处理。
绘制分布图：分别绘制总浮游植物和各粒级浮游植物细胞密度的分布图和粒级结构图，各粒级浮游植物细胞密度的等值线取值标准参照GB/T12763.6执行，也可视具体情况酌情增减。
◆浮游动物调查。
网采浮游动物按GB/T12763.6的规定执行。
水采浮游动物。
采样：采样层次按GB/T12763.6的规定执行：
分级：20～200μm，200～500μm、大于500μm;
采水量：30～70L，依不同海区情况而定;连续观测采样频次：每3h采样一次，一昼夜共9次。
样品处理步骤：
过滤。取20～60L水样，依次经500μm、200μm、20μm筛绢过滤，分别冲洗到小瓶中，各规格筛绢也可自行设计成直径大小不同的小网，网口直径一般为15cm、20cm、25cm均可，网衣长度分别为15cm、20cm、30cm;滤过样品的固定同GB/T12763.6规定的网采样品。
样品编号。按GB/T12763.6浮游动物的规定，但编号末尾应加020、200和500，
分别表示经20μm、200μm、500μm筛绢过滤。
鉴定计数。按GB/T12763.6浮游动物的规定执行。
数据处理。按GB/T12763.6浮游动物的数据处理方法执行，但应计算各粒级浮游动物的种类、个体数量和生物量(粒级小的浮游动物如原生动物，可酌情考虑不称量)，并绘制浮游动物总数和各粒级的分布图和粒级结构图，各粒级的个体数量和生物量的等值线取值标准参照GB/T12763.6浮游动物的规定执行，也可视具体情况酌情增减。
②海洋生态系统功能要素调查。海洋生态系统功能要素目前着重调查初级生产力、新生产力和细菌生产力，具体调查内容按GB/T12763.6的规定执行。
2)海洋环境要素调查。
①海洋水文要素调查。深度、水温、盐度、水位和海流调查按GB/T12763.2的规定执行。温跃层和盐跃层调查方法同水温和盐度，判断标准按GB/T12763.7的规定执行。记录海面状况，收集入海河流径流量和输沙量数据。
②海洋气象要素调查。包括日照时数、气温、风速、风向、天气状况等，气温、风速、风向的调查按GB/T12763.3的规定执行。
③海洋光学要素调查。
◆海面照度、水下向下辐照度调查按GB/T12763.5的规定执行。
◆真光层深度。
真光层深度计算：提取表层和每米水层的向下辐照度数据，作垂直分布图，确定向下辐照度为表层的100%、50%、30%、10%、5%和1%的深度。
真光层判断标准：取向下辐照度为表层I%的深度作为真光层的下界深度;若真光层大于水深，取水深作为真光层的深度。
◆透明度调查按GB/T17378.4的规定执行。
④海水化学要素调查。总氮、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、总磷、活性磷酸盐、活性硅酸盐、溶解氧和pH值调查按GB/T12763.4的规定执行。化学耗氧量调查按GB/T17378.4的规定执行。重金属(总汞、铜、铅、镉、总铬、砷)、有机污染物(硫化物、氰化物、育机氯农药、挥发酚类)和油类调查按GB/T12763.4和GB/T17378.4的规定执行。所测定的要素可根据调查任务和海区的具体情况酌情增减。调查悬浮颗粒物(SPM)和颗粒有机物(POM)，颗粒有机碳(POC)和颗粒氦(PN)。
⑤海洋底质要素调查。底质类型、粒度、有机碳、总氮、总磷、pH和Eh的调查按GB/T12763.8的规定执行。硫化物、有机氯、油类、重金属(总汞、铜、铅、镉、总铬、砷、硒)的调查按GB/T17378.5的规定执行。
3)人类活动要素调查。
③入海污染要素调查。存在排海污染(陆源、海上排污等)的调查海区，应调查和收集多年的排污数据，包括排污口、污染源分布，主要污染物种类、成分、浓度、入海数量、排污方式等，并制作排污口和污染源的空间分布图。具体情况根据不同海区的污染源的情况相应增减。
(2)海洋生态评价
1)海洋生物群落结构分析与评价。
①单元法分析。
◆生物量评价。
评价对蒙：包括微生物、浮游植物群落、浮游动物群落、游泳动物群落、底栖生物群落、潮间带生物群落和污损生物群落。
评价方法和结果表达：分析各类群的个体数量(微生物指菌落数量，浮游植物指细胞数量，底栖生物、潮间带生物和污损生物指栖息密度)和生物量，绘制空间分布图，评价其变化趋势。
◆优势种评价。
评价对象：包括浮游植物群落、浮游动物群落、游泳动物群落、底栖生物群落、潮间带生物群落和污损生物群落。
评价方法：采用优势度评价。某一个站位的优势度，用百分比表示。优势度的计算公式如下：
结果表达：分析群落优势种丰度及其优势度，绘制空间分布图，评价其变化趋势。
◆指示种评价。
评价方法和结果表达：分析不同环境压力(如有机污染、重金属污染、油污染等)下生物群落出现的指示性物种，计算其生物量，绘制空间分布图，评价环境和群落的变化趋势。
◆关键种评价。
评价对象：海洋食物网，包括浮游食物网、高营养阶层食物网、底栖碎屑食物网等。
评价方法和结果表达：分析食物网各营养阶层的关键物种，计算其生物量，绘制空间分布图，评价其变化趋势。
◆物种多样性评价。
评价对象：包括浮游植物群落、浮游动物群落、底栖生物群落、潮间带生物群落。
评价方法：采用物种多样性指数评价。物种多样性指数一般采用Shannon信息指数计算。
结果表达：计算生物群落的物种多样性，制作空间分布图，评价其变化趋势。多样性指数的等值线取值标准为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，6.0，7.0，8.0。以上取值标准，可视具体情况酌情增减。
◆群落均匀度评价。
评价方法：采用均匀度指数评价。
结果表达：计算不同生物群落的均匀度，制作空间分布图，评价其变化趋势。均匀度指数等值线取值标准为0,2，0.4，0.6，0.8，1.0。以上取值标准，可视具体情况酌情增减。
◆群落演变评价。
评价方法：群落演变评价采用演变速率指标，群落演变速率指标采用β多样性指数评价。β多样性指数测度群落间的相似性大小。演变速率(E)为0～1。E=0，两个群落结构完全相同，没有发生演变;E=1，两个群落结构完全不同，没有共同种，发生完全演变。通常情况下，0
②多变量分析。
◆评价对象。评价对象主要适应于无运动能力或运动能力较弱的浮游植物、浮游动物和区域性较强的底栖生物和潮间带生物群落。
◆分析方法。包括一系列以等级相似性为基础的非参数技术方法，如等级聚类(Cluster)、非度量多维标度(MDS)、主分量分析(PCA)，用于分析生物
群落的空间格局和确定主要支配因素。具体规定如下：
等级聚类。等级聚类的目的是确定生物群落样品的自然分组，使得组内样品彼此间较组间样品更为相似，分析结果以树枝图的形式表示，该图给出了样品间彼此的相似性水平。
非度量多维标度。非度量多维标度就是在一个低维标序空间中建立一个样品的“地图”或构型图，使样品间欧氏距离的等级顺序与其相似性或非相似性的等级顺序保持一致，比较准确地反映复杂的生物群落样品之间的关系。非度量多维标度与等级聚类结合使用可以有效地揭示群落变化的连续梯度。
主分量分析。主分量分析的功能是把多维空间中的点向低维空间作有效投影以便点的排列遭受最小可能的畸变，得到较少的主要分量，并尽可能多地反映原来变量的信息，并找出生物群落变化的主要支配因素。
◆分析步骤。
原始生物资料矩阵和环境资料矩阵的建立;
样品间(非)相似性测定和(非)相似性矩阵的建立：
计算原始环境矩阵中每对样品间环境组成非相似性，产生一个三角形非相似性矩阵;
通过样品的聚类和标序表达群落结构格局;
统计检验。
◆数据处理。上述多变量分析的数据处理可以自行编写程序，也可采用现成软件。
◆结果表达。绘制多变量分析有关图表，如等级聚类图、MDS图、主分量贡献图、ABC曲线、K-优势度曲线等。
2)海洋生态系统功能评价。
绘制初级生产功能的空间分布图，评价其变化趋势。
②新生产功能评价。新生产指由浮游植物利用新进入真光层的营养盐完成的有机物生产。新生产功能采用新生产力评价，单位：mg/(m3·d)或g/(m2·d)(均以碳计)。
绘制新生产功能的空间分布图，评价其变化趋势。
绘制细菌生产功能的空间分布图，评价其变化趋势。
3)海洋生态压力评价。
①富营养化压力评价。富营养化压力评价采用海水营养指数。营养指数的计算主要有两种方法。第一种方法考虑化学耗氧量、总氮、总磷和叶绿素a。当营养指数大于4时，认为海水达到富营养化。第二种方法考虑化学耗氧量、溶解无机氮、溶解无机磷。当营养指数大于1，认为水体富营养化。
②污染压力评价。
氮污染压力评价：采用氮污染压力指数评价。某月(年)的氮污染压力指数等于该月(年)的入海氮通量除以该月(年)水体中总氮平均含量。这里，入海氮通量指进入调查海区的氮的总量，包括无机态氮和有机态氮。以此确定高污染压力海区，分析氮污染压力的变化趋势。
磷污染压力评价：采用磷污染压力指数评价。某月(年)的磷污染压力指数等于该月(年)的入海磷通量除以该月(年)水体中总磷平均含量。这里，入海磷通量指进入调查海区的磷的总量，包括无机磷和有机磷。以此确定高污染压力海区，分析污染压力的变化趋势。
油污染压力评价：采用油污染压力指数评价法。某月(年)的油污染压力指数等于该月(年)的入海油通量除以该月(年)水体中油的平均含量。以此确定高污染压力海区，分析污染压力的变化趋势。
COD污染压力评价：采用COD污染压力指数评价。某月(年)的COD污染压力指数等于该月(年)的入海COD通量除以该月(年)水体中COD的平均含量。以此确定COD高污染压力海区，分析污染压力的变化趋势。
④捕捞压力评价。捕捞压力分为两类。在高营养阶层，捕捞直接减少渔业生物的现存量，称为I类捕捞压力。在低营养阶层，捕捞加速浮游生态系统中颗粒有机物质的输出，称为II类捕捞压力。捕捞压力评价应分别进行。
◆I类捕捞压力指数法评价。某月(年)的捕捞压力指数等于该月(年)渔获量除以该月(年)的渔业资源现存量。
◆II类捕捞压力指数法评价。某月(年)的捕捞压力指数等于该月(年)渔获物的有机碳(氮)通量除以该月(年)海水中颗粒有机碳(氮)平均含量。
9.遥感一地理信息系统一全球定位系统技术的应用
遥感一地理信息系统一全球定位系统，即“3S”技术，在生态学调查与研究中，具有特殊重要的价值。
(1)遥感
①遥感的数据源和记录格式。1972年美国发射了第一颗地球资源卫星，标志着航天遥感时代的开始。之后，美国先后发射了一系列的陆地资源卫星，包括陆地卫星1～7号，包括MSS(分辨率为80m)、TM(7个波段，分辨率除第六波段为120m外，其他均为30m)、ETM+(8个波段，热红外波段的分辨率为60m，全色波段的分辨率为15m，其余波段的分辨率均为30m)。此外，法国发射的SPOT卫星载有高分辨的传感器(分辨率为20m，全色波段为10m)，印度发射的IRS卫星全色波段的分辨率为6.25m，1999年美国发射成功的小卫星上载有IKONOS传感器，其空间分辨率高达1m;另一方面，低空间高时相频率的AVHRR(NOAA系列，分辨率为1km)和其他遥感载体及测试雷达相继投入使用。同时，我国也在积极发展
空间遥感技术，1999年我国和巴西联合研制中巴地球资源卫星01星(CBERS-01)成功发射，截至2007年9月CBERS-02B成功入轨，已形成对地观测图像业务能力，多光谱CCD相机空间分辨率达到19.5m，可广泛应用于农作物估产、环境保护与监测、城市规划和国土资源勘测等领域，结束了我国长期单纯依赖国外对地观测卫星数据的历史：2008年9月，中国的环境与灾害监测预报小卫星A、B星成功发射升空，搭载的CCD相机具有超过720km幅宽的覆盖能力，红外相机具有夜间的灾害监测能力，高光谱相机具有高分辨率探测能力。A、B星可实现48小时对全国范围的无缝覆盖观测，同时还具有对境外灾害与环境事件的监测能力，大大提高了环保部门大范围、快速、动态、立体的开展生态监测及评价、跟踪部分类型突发环境污染事件的发生和发展的监测能力。
遥感记录数据的方式一般有两种：一种是以胶片格式记录：另一种是以计算机兼容磁带数据格式记录。第一种格式主要用在航空摄影上，这种记录方式常常导致地物的几何形状产生变形，它的优点是相邻相片间有较大的重叠，很容易获取立体像对;第二种格式主要用在航天遥感上，如多光谱扫描仪所记录的就是一种可以用计算机处理，并可以转换为图像的CCT磁带，其优点是容易与地理信息系统结合，便于进行图像处理和计算机辅助判读。
②遥感在景观生态学中的应用领域分析。广义来讲，遥感是指通过任何不接触被观测物体的手段来获取信息的过程和方法，包括航天遥感、航空遥感、船载遥感、雷达以及照相机摄制的图像。景观生态学的迅速发展，得益于遥感技术的发展及其应用。遥感为景观生态学研究和应用提供的信息包括：地形、地貌、地面水体植被类型及其分布、土地利用类型及其面积、生物量分布、土壤类型及其水体特征、群落蒸腾量、叶面积指数及叶绿素含量等。最常用的卫星遥感资源是美国陆地资源卫星TM影像，包括7个波段，每个波段的信息反映了不同的生态学特点(表3-31)
此外，不同波段信息还可以以某种形式组合起来，形成各种类型的植被指数，从而较好地反映某些地面生态学特征。如最早发展的比值植被指数RVI(RVI=R/NIR)可用于估算和监测植被盖度，但是它对大气影响反应敏感，而且当植被盖度<50%时，分辨能力也很弱，只有在植被盖度浓密的情况下效果最好;农业植被指数AVI[AVI=2.0(MSS7-MSS5)可以监测作物生长发育的不同阶段;归一化差异植被指数NDVI[NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)]对绿色植被表现敏感，常被用于进行区域和全球的植被状况研究;多时相植被指数MTVI[MTVI=NDVI(t2)-NDVI(t1)]，用于比较两个时期植被盖度的变化，也可以监测因水灾和土地侵蚀造成的森林覆盖率的变化。
目前已经提出的植被指数有几十个，但是应用最广的还是NDVI，在生物量估测、资源调查、植被动态监测、景观结构和功能及全球变化研究中发挥了重要作用。此外，人们常常把NDVI作为一种评价标准，来评价基于遥感影像和地面测量或模拟的新的植被指数的好坏。
③景观遥感分类的基本方法。利用遥感技术进行景观分类，是研究景观格局、景观变化的重要手段，景观遥感分类一般包括分类体系的建立和实现分类两部分。在进行景观分类之前，首先必须根据研究区的景观类型，建立景观分类体系。分类体系的详细程度，取决于所研究项目的需求。利用计算机进行景观遥感分类，一般可以分为以下五个步骤。
◆第一步，数据收集和预处理。
波段比值(bandratio)波段比值是最早的遥感影像分类预处理技术之一，它能够消除由地形因素(如坡度和坡向)引起的地物反射光谱的空间变异，增强植被和土壤辐射的差异。波段比值已被广泛应用于植被盖度和生物量的评估中，最常用的是植被指数，MSS数据常采用波段7和波段5[式(3-60)]，或者波段6和波段5;TM常采用波段4和波段3[式(3-61)]：
帽状转换(tasseledcap)帽状转换是由Kauth和Thomas(1976)首先提出的。他们在研究利用遥感技术估算农作物的产量时，首先对原始波段数据进行线性转换生成了亮度(brightness)图像、绿度(greeness)图像和湿度(wetness)图像，然后利用所生成的3个通道对农作物进行分类，达到了较满意的分类效果，后来人们将这种变换应用于其他的植被类型，从而使帽状转换得到了广泛的应用。
条纹消除(destrip)由于传感器的振动、数据的传输和处理过程中产生的错误或其他原因，有时会使遥感影像呈现间隔均匀的条带(有横向和纵向两种)，它会影响我们对影像的识别及分类结果，通过条纹消除，可以提高遥感影像的判读性，从而也能增加分类的准确性。
◆第二步，选择训练样区与GPS定位。
在遥感影像图上，均匀地选取各景观类型的训练区(trainingsample)。对于非监督分类来说，训练样区可以辅助对簇分析结果的归类：对于监督分类来说，训练样区用于提取各类的特征参数以对各类进行模拟。在进行训练区选取之前，一般都要进行野外调查，过去野外考察样地的定位是依据地形图来进行。随着全球定位系统(GPS)技术的发展，目前通常采用GPS来对野外调查样地进行地理定位。下面对GPS技术作简要介绍。
造成GPS定位误差的原因很多，包括卫星轨道变化、卫星电子钟不准确、信号穿越大气层时速度的改变等。但是，其中主要的误差是由于美国军方人为降低信号质量造成的，误差高达100m。
这种定位误差给GPS的民用带来了很大的不便，但是可以用差分的方法来消除。差分纠正至少需要两个GPS接收机才能完成，具体方法是在某一个已知位置上放置一台GPS接收机，作为基准站接收卫星信号，在其他位置用另一台接收机接收卫星信号，通过基准站可以确定卫星信号中包含的人为干扰信号，然后在随后接收到的信号中减去这些干扰，从而达到降低GPS定位误差的目的。
◆第三步，遥感影像分类。
遥感影像的计算机分类，就是根据像元特征值，将任一个像元划归最合适的类的过程。主要有两种分类方法：非监督分类和监督分类。
非监督分类(unsupervisedclassification)根据研究区尽可能有的景观类型数，给定分类的类型数，遥感图像处理软件将根据TM各波段光谱数据的特征，自动地等距离地划分出所给定的类型。非监督分类用来了解各种景观类型的遥感数据特征，如颜色、纹理等，为监督分类中训练区的采集提供依据。
监督分类(supervisedclassification)在地面调查和前人研究成果的基础上，在遥感影像图上，均匀地选取各景观类型的训练区，计算机首先统计训练区内遥感数据特征，然后把这些训练区的数据特征传递给判别函数，判别函数再根据这些参数，判断某一个像元应该属于哪一个景观类型，从而完成对整个影像的分类。一般来讲，监督分类的精度比非监督分类高。
◆第四步，分类结果的后处理。
遥感影像经过计算机分类后，往往需要进行一系列的处理，才能够使用，一般的后处理过程包括光滑或过滤、几何校正、矢量化及人机交互解译几部分。
光滑或过滤(smoothingorfiltering)遥感影像计算机分类结果图中，往往包括许许多多孤立的像素点，或由几个像素构成的小斑块，通常称之为“噪声”。从分类的角度来看，或许是正确的，但是从应用的角度来看，就显得过于复杂，需要将这些“噪声”消除。
几何校正(geometriccorrection)其目的有两个，一是校正地物的几何变形;二是对不同时期的遥感影像进行空间配准。具体做法是，首先在地形图上选取地面控制点，利用地理信息系统软件找出各控制点的投影坐标，然后运用遥感图像处理软件对分类结果进行几何校正，使它们具有统一的投影坐标，便于以后进行空间分析。
矢量化(vectorizing)遥感影像计算机分类结果图，一般是栅格式的。而应用地理信息系统进行空间分析时，有时还需要用到矢量格式的图件，为了满足这一需要，还需对分类结果图进行矢量化。
人机交互解译计算机监督分类和非监督分类形成的景观类型图的正确率平均只有80%左右，有一些斑块的分类结果是错误的，为此，需要进行人机交互解译，对错误的分类斑块进行纠正，以提高分类精度。
◆第五步，分类精度评价。
对计算机分类结果的准确进行分析，通常采用选取有代表性的检验区的方法。检验区一般有三种类型。
监督分类的训练区大多数遥感图像处理软件，都提供这种检验方法。然而这种方法往往对分类精度的估计偏高。其实，训练区只能反映训练地点的同质性和训练类别间的差异性，它并不能真正反映分类结果的准确度。
指定的同质检验区在选择训练区时，故意多先取一些训练区，在监督分类时，只使用其中的部分训练区，其余的训练区用于对分类结果进行精度估计。
随机选取检验区在进行分类的影像上随机抽取检验区，与分类结果图进行对比，看是否与实际相符。
(2)地理信息系统
空间数据是各种地理特征和现象间的符号化表示，包括空间位置、属性特征和时态特征三个部分。空间位置数据描述地物所在位置，这种位置既可以根据大地参考系定义，如大地经纬度坐标，也可以为地物间的相对位置关系，如空间上的距离、邻接、重叠、包含等属性数据，又称为非空间数据，是描述地物特征的定性或定量指标，即描述了地物的非空间组成部分，包括语义与统计数据等。时态特征是指数据采集或地理现象发生的时刻或时段。在景观动态分析中，时态数据非常重要，越来越受到科研工作者的重视。
②地理信息系统的数据结构。在数据库中数据组织的结构称为数据结构，它有效地表达各数据项间的关系。在GIS数据库中大致有以下三种数据结构：矢量结构、栅格结构和层次结构。
矢量结构主要用于表示在线化地图中，地图元素数字化的数据，基本的数据元素为点、向量、线段和多边形。
点(point)为基本的地图数据元素，由一对(x，y)坐标表示。在地理信息系统中，点可以大致分为结点、顶点、实体点、注记点和标号点等。结点(node)为特殊点，表示线段特征的两个端点，即起点和终点;弧点(vertex)表示线段和弧段的内部点;实体点(pointentity)用来表示一个实体，如城市的中点、油井等点状实体;注记点主要用来定位注记;标号点(labelpoint)用于记录多边形的属性，存在于多边形内或多边形的重心点上。
向量(vector)由连接两点而构成，从起点到终点构成一定的方向性。
线段(line)由两个结点及两个结点间的一组序点组成，它包括一个或若干个连续的向量。
多边形(polygon)表示面状空间实体的空间分布，是由一条或若干条线段组成一闭合范围。
栅格结构栅格数据结构是将连续空间离散化，通常是将工作区均匀地划分为栅格而构成网格结构，网格的形状有三角形、六边形、正方形、矩形等。人们通常采用正力形网格，也可以由遥感图像的像元直接构成网格结构。网格单元是最基本的信息存储和处理单元，网格的行列号隐含了空间实体的空间分布位置，对每个网格单元记录相应空间实体的属性值。
层次结构层次结构是为了有效地压缩栅格结构数据，并提高数据存储的效率而出现的一种新的数据结构。它建立在逐级划分的图像平面基础上，每一次把图像划分为四个子块，故又称为四分树表示法。
③地理信息系统的功能。
空间数据的录入空间数据的录入是地下信息系统首先要进行的任务，包括数据转换、遥感数据处理、数字测量等。其中已有地图的数字化录入，是目前广泛采用的手段，但它也是最耗费人力资源的工作。在输入前，首先要对空间数据进行分层，然后确定要录入哪些图层以及每个图层所包括的具体内容。此外，由于数字化过程是一个非常耗时的过程，所以不可能一次完成，在两次输入之间的地图位置可能相对于数字化仪面板而发生移动，造成前后两次输入的坐标发生偏移或旋转。具体解决的方法是，在每次录入之前，利用控制点(ticpoints)对地图进行重新定位，这样两次输入的坐标，就可以根据定位点坐标间的关系进行匹配。
空间数据的查询空间数据的查询是地理信息系统的基本功能之一。在地理信息系统中，空间数据常用的查询包括两种形式，即由属性数据查找空间位置和由空间位置查找属性数据，也就是人们所说的图形和属性互查。第一类查询是按属性信息的要求查找空间位置，如在中国植被图上查询暗针叶林的分布状况，这和一般的非空间的关系型数据库的SQL查询没有什么区别，根据图形和属性的对应关系，将查询的结果在图上采用制定的颜色显示出来;第二类查询是根据对象的空间位置查询有关属性信息，绝大多数地理信息软件都提供一个查询工具，让用户通过光标，用点、线、矩形、圆、不规则多边形等工具选中地物，显示被选中地物的属性列表，并进行有关统计分析。
此外，按照地物的空间关系地理信息系统还提供了复杂的查询方式。主要有：空间关系查询和地址匹配查询。前者主要用于查询满足特定空间关系(拓扑、距离、方位等)的地物，后者是根据街道的地址来查询地物的空间位置和属性信息，是地理信息系统特有的一种查询功能。
空间数据分析是地理信息系统的核心功能之一。地理空间数据库是地理信息系统进行空间分析的必要基础。根据数据性质的不同，可以将空间分析分为：基于空间图形数据的分析、基于非空间属性数据的分析和基于二者的联合分析。空间分析通常采用逻辑运算、数理统计分析和代数运算等数学手段。
下面着重介绍地理信息系统空间分析的基本功能，包括缓冲区分析、叠加分析、路径分析以及空间数据的合并和派生等。
缓冲区(buffer)分析在实际工作中，经常会遇到这样的问题，如需要知道高速公路通过区都经过哪些居民点。这在高速公路建设中是一个非常重要的问题，因为涉及居民的搬迁问题。在城市规划中，需要确定公共设施(商场、邮局、银行、医院、车站和学校等)的服务半径等。所有这些问题，均是一个临近度问题，而缓冲区分析是解决这类问题的最重要的空间分析工具。
在地理信息系统中，可以对线状、点状、面状地物进行缓冲区分析的缓冲区，可以是等宽度的或不等宽度的。此外对于线状地物有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区，对于面状地物有内侧和外侧缓冲区，这要根据具体应用的要求来决定。
叠加(overlay)分析在绝大多数地理信息系统中，地理空间数据是以图层的形式来表示的，同一个地区的所有数据图层集表达该地区地理景观的内容，图层可以用矢量结构点、线、面表示，也可以用栅格结构来表示。叠加分析实际上是将几个数据图层进行叠加，产生新的数据图层的操作过程，新的数据图层综合了原来两个或多个图层所具有的属性。叠加分析又可以分为点与多边形的叠加、线与多边形的叠加、多边形与多边形的叠加及栅格图层的叠加。
点与多边形的叠加即计算多边形对点的包含关系，并进行属性处理，既可以将多边形的属性加到其中的点上，也可以将点的信息加到多边形上。通过点与多边形的叠加，可以得到每个多边形类型里有多少个点，判断点是否在多边形内;此外还可以描述在多边形内部点的属性信息。例如，将辽宁省矿产资源分布图和辽宁省政区图进行叠加，同时将政区图多边形的属性信息加到矿产的数据表中，可以查询指定市有多少种矿产、储量有多少;也可以查询指定类型的矿产在哪些市里有分布等。
线与多边形的叠加通常用于判断线是否落在多边形内。叠加的结果是产生一个新的数据图层，每条线被它穿过的多边形打断成新弧段图层，同时产生一个相应的属性数据表记录原线和多边形的属性信息。比如线状图层为河流，经过叠加，我们可以查询任意多边形内的河流长度，计算它的河流密度等。
多边形与多边形的叠加是GIS常用的功能之一。将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形的操作，结果将原来的一个多边形分隔成几个多边形，新图层中的每个多边形均具有输入图层和叠加图层中多边形的所有属性，然后就可以对新的图层进行各种空间分析和查询操作。
栅格图层的叠加栅格数据是地理信息系统中比较典型的一种数据层面，在栅格地理信息系统中，建立不同数据层面之间的数学联系是GIS的一个典型功能。空间模拟尤其要通过各种数学方程将不同数据层面进行叠加运算，以揭示某种空间现象或空间过程。在栅格地理信息系统中，可以通过地图代数(mapalgebra)来实现。它有三种不同的类型：常数与数据层面的代数运算、数据层面的数学变换(指数、对数、三角变换等)、数据层间的代数运算(加、减、乘、除、乘方等)和逻辑运算(与、或、非、异等)。
下面给出在长白山工作的一个实例来加以说明(常禹，2001)。长白山温度和降水与经度、纬度和海拔的数学模型为：
空间数据的更新显示地理信息系统的一个重要功能就是数据更新方便快捷。传统的地图更新需要花费大量的人力和物力，首先要进行野外调查，接着在室内对调查资料进行整理，最后成图。这一过程就意味着，在一个地理区域内的所有地物均需要重新绘制成图，而不考虑其是否发生变化，从而造成了极大的浪费。运用地理信息系统，可以只对局部空间数据进行更新，从而给数据的更新提供了极大的方便，也使成本大大降低。
空间数据的显示是将点、线、面状地物以符号或色彩等形式在计算机屏幕上显示出来，以便于数据的修改和空间查询。
空间数据的打印输出指将设计好的专题地图在硬拷贝输出设备上打印输出的过程，硬拷贝设备包括点阵打印机、喷墨打印机、激光打印机以及各种绘图仪等，根据输出设备的不同，可以输出黑白或彩色图件。
地理信息系统的其他功能地理信息系统还具有对空间数据局部删除、局部截取和分割等功能。局部删除是应用删除图层将输入图层中相应的地理区域删除，而产生新的结果图层;局部截取是利用截取图层将输入图层中相应的地理区域截取下来，而产生新的图层;空间数据的分割是运用分割图层将输入图层分割成多个结果图层的过程。
④常用的GIS工具软件。
MaplnfoProfessional是MapInfo公司的主要软件产品，支持多种本地或远程数据库，较好地实现了数据的可视化，可以生产各种专题地图。此外还可以进行空间查询和一些简单的空间分析运算，如缓冲区分析等。该公司还推出了对MaplnfoProfessional进行二次开发的MapBasic语言，采用与Basic语言一致的语句和函数，便于用户掌握，通过二次开发，能够扩展MapBasic的功能，并和其他应用系统集成。
国产GIS软件国产GIS软件近年来发展很快，参加国产地理信息系统软件2001年测评的软件已达43个，其中基础软件5个，桌面软件1个，专项工具软件13个，应用软件24个。比较优秀的软件在技术和市场上均有明显的竞争力。下面介绍几种目前应用较广的国产地理信息系统软件。
MapGIS是由中国地质大学开发的地理信息系统软件，其功能模块包括：数据输入模块，数学化仪、扫描仪、GPS输入;数据处理模块，矢量数据的编辑修改、错误检查、投影变换等;数据输出模块，空问数据和属性数据的打印输出;数据转换，与其他系统间的数据交换：数据库管理，空间库和属性库的管理;空间分析，叠加分析、网络分析、DTM分析;图像处理，影像配准、镶嵌、处理分析;电子沙盘模块;生成三维地形立体图：数字高程模型，DEM的生成及其相应的操作分析。
总之，上述软件都是针对各自特定的领域开发的，在应用到生态评价中时，针对性都不强，或者说比较适用于解决部分问题。生态学家还应发展适于自己使用的软件。
10.陆地生态系统生产能力估测与生物量测定
生态系统生产力、生物量是其环境功能的综合体现。
生态系统生产力的本底值，或理论生产力，理论的净第一性生产力，可以作为生态系统现状评价的类比标准。而生态系统的生物量，又称“现存量”，是指一定地段面积内(单位面积或体积内)某个时期生存着的活有机体的数量。生长量或生产量则用来表示“生产速度”。
生物量是衡量环境质量变化的主要标志。生物量的测定，采用样地调查收割法。
地球上生态系统的净生产力和植物生物量见表3-32。
表3-32地球上生态系统的净生产力和植物生物量(按生产力次序排列)
(1)陆地生态系统生产能力估测。生产能力估测是通过对自然植被净第一性生产力的估测来完成的。净第一性生产力估测方法很多，但还没有公认的模式，本文介绍三种方法：
①地方已有成果应用法。我国一些科研人员对一些省区做过净第一性生产力研究，如甘肃农业大学针对甘肃省不同生境类型，采用典型植被调查方法计算出净第一性生产力的空间分布数据;中科院热带所董汉飞等人做过海南省不同生境植被的净第一性生产力计算。上述成果可为生产能力本底值的估测提供支持。
②参考权威著作提供的数据。
③区域蒸散模式。模型的推导和数学表达式如下：
表3-33中的数字显示了三类不同生态系统均处在荒漠[71g/(m2·a)]和沙漠
[3.3g/(m2·a)]的背景值之间。
表3-33自然植被净第一性生产力的测算结果(青藏铁路格望段)
(2)生物量实测：样地调查收割法。
◆样地面积：森林选用1000m2:
◆疏林及灌木林选用500m2;
◆草本群落选用100m2。
由于生产的发展和对自然资源开发利用的需要，在森林群落中测定生产力的方法，若仍旧采用过去测树学和群落学的方法己不能满足当前的需要。目前虽然测定方法很多，但按照生态系统的要求，仍然是比较粗放的。测定生产力的理想方法，最好是测定通过生态系统的能量流，但迄今为止，使用这种作法仍然存在困难。下面介绍几种当前通用的办法。
①皆伐实测法。为了精确测定生物量，或用做标准来检查其他测定方法的精确程度，采用皆伐法。林木伐倒之后，测定其各部分的材积，并根据比重或烘干重换算成千重。各株林木干重之和，即为林木的植物生物量。
②平均木法。采伐并测定具有林分平均断面积的树木的生物量，再乘以总株数。为了保证测定的精度，可采伐多株具平均断面积的样木，测定其生物量，再计算单位面积的干重。
③将研究地段的林木按其大小分级，在各级内再取平均木，然后再换算成单位面积的干重。
④随机抽样法。研究地段上随机选多株样木，伐倒并测定其生物量。将样木生物量之和()乘以研究地段总胸高断面积(G)与样木胸高断面积之和()之比，即得全林的生物量(W):
测定森林生物量时，除应计算树干的质量外，还包括对林木的枝量、叶量和根量的测定。由于过去对这方面的研究较少，且测定的手续烦琐，成为森林生物测定中最困难的环节。过去研究森林的生产量不测定地下部分的根系，会产生相当大的误差，因为树木的根系能占全部生物量的17%～23%。
收割法最大的局限性是不能计算因草食性动物所吃掉的物质，更无法计算绿色植物用于自身代谢、生长和发育所耗费的物质。实际上所测量的部分是现在生物量，即测定当时绿色植物有机物质的数量。假如把呼吸的损失量和其他方面的损失(如草食动物吃掉的量)加进去修正收获量，才可估测出总生产量或总生产力。生产力的测定，主要是通过测定森林生态系统的光合作用来计算生物量。这种方法既能测定总生产力，又能求测净生产力，是收获法的补充。测定光合成对能量固定的数量和速率，可以根据光合成方程式加以求算(略)。
【例】草本测定方法
草地生产力的测定多采用样地调查收割法，主要内容包括：
◆地上部分生产量;
◆地下部分生产量;
◆枯死凋落量;
◆被动物采食量。
可以在100m2样地里选取1m×1m样方8～10个，每个样方全部挖掘取样，如果测生物量，可以在草最大生长量时期取样干燥后称重，如测净第一性生产力则要去除老叶、老茎、老根，只求算当年净生产量。可以按照表3-34格式测算。
表3-34年间净生产量的计算
武藤在1968年对群落的实测表明，年间净生产量可以用下式计算：年间净生产量=1×1.8=(1+2)×1.2=(1+2+3+6+4a)×0.94
各地可参考这个方法，在实测几块样地后，求出地上部极大现在量测算的系数，或用地上部生产量(1+2)测算的系数，或该年新长出的植物体量(1+2+3+6+4a)测算的系数，然后估算调查区域草地生物量。
二、生态现状评价
生态现状评价是对调查所得的信息资料进行梳理分析，判别轻重缓急，明确主要问题及其根源的过程。生态现状评价一般须按照一定的指标和标准并采用科学的方法作出。
1.生态现状评价要求
在区域生态基本特征现状调查的基础上，对评价区的生态现状进行定量或定性的分析评价，评价应采用文字和图件相结合的表现形式，图件制作应遵照《环境影响评价技术导则一生态影响》(HJ19-2011)附录B的规定。
(1)在阐明生态系统现状的基础上，分析影响区域内生态系统状况的主要原因。评价生态系统的结构与功能状况(如水源涵养、防风固沙、生物多样性保护等主导生态功能)、生态系统面临的压力和存在的问题、生态系统的总体变化趋势等。
(2)分析和评价受影响区域内动植物等生态因子的现状组成、分布;当评价区域涉及受保护的敏感物种时，应重点分析该敏感物种的生态学特征;当评价区域涉及特殊生态敏感区或重要生态敏感区时，应分析其生态现状、保护现状和存在的问题等。
2.生态现状评价方法
生态系统评价方法大致可分两种。一种是生态系统质量的评价方法，主要考虑的是生态系统属性的信息，较少考虑其他方面的意义。例如早期的生态系统评价就是着眼于某些野生生物物种或自然区的保护价值，指出某个地区野生动植物的种类、数量、现状，有哪些外界(自然的、人为的)压力，根据这些信息提出保护措施建议。现在关于自然保护区的选址、管理也属于这种类型。另一种评价方法是从社会一经济的观点评价生态系统，估计人类社会经济对自然环境的影响，评价人类社会经济活动所引起的生态系统结构、功能的改变及其改变程度，提出保护生态系统和补救生态系统损失的措施，目的在于保证社会经济持续发展的同时保护生态系统免受或少受有害影响。两类评价方法的基本原理相同，但由于影响因子和评价目的不同，评价的内容和侧重点不同，方法的复杂程度也不尽相同。
目前，生态评价方法正处于研究和探索阶段。大部分评价采用定性描述和定量分析相结合的方法进行，而且许多定量方法由于不同程度的人为主观因素而增加了其不确定性。因此对生态影响评价来说，起决定性作用的是对评价的对象(生态系统)有透彻的了解，大量而充实的现场调查和资料收集工作，以及由表及里、由浅入深的分析工作，在于对问题的全面了解和深入认识。
生态现状评价方法见《环境影响评价技术导则一生态影响》(HJ19-2011)推荐的方法，如列表清单、图形叠置、生态机理分析、指数与综合指数、类比分析、系统分析、生物多样性评价、海洋及水生生物资源影响评价等。生态评价中的方法选用，应根据评价问题的层次特点、结构复杂性、评价目的和要求等因素决定。
3.列表清单法
列表清单法是Little等人于1971年提出的一种定性分析方法。该方法的特点是简单明了，针对性强，列表清单法适合于规模较小，工程简单的项目。
(1)方法
列表清单法的基本做法是，将拟实施的开发建设活动的影响因素与可能受影响的生态因子分别列在同一张表格的行与列内。逐点进行分析，并逐条阐明影响的性质、强度等。由此分析开发建设活动的生态影响。
(2)应用
①进行开发建设活动对生态因子的影响分析：
②进行生态保护措施的筛选;
③进行物种或栖息地重要性或优先度比选。
【例】应用列表清单法评价某煤矿项目建设对区域生态造成的影响。
某煤炭矿区位于湖区，规模30km2，湖内动植物资源丰富，国家级保护鸟类11种，距矿区200～300m外有国家重要湿地保护区，根据矿区生态背景和项目性质，矿区的影响主要来自于矿区占地和矿区开采后地表塌陷的危险，在这两种因素的影响下，可能受影响的生物和非生物如表3-35所示。
表3-35项目影响因素和可能受影响的生物和非生物
根据表3-35列出的影响因素及可能受影响的生物和非生物进行分析：
1)矿区用水。
项目所在区域为湖区，水资源丰富，地下水位高，矿区主要用水为煤炭洗选，由于拟建设规模较小，因此矿区用水不会占用湖区很多水资源，因此湖区的陆生植被生长及湿地水域面积及植被不会受到影响。
2)矿区占地。
①矿区占地对陆生植被的影响。
矿区属于温带阔叶林带，由于人类活动区域自然植被所剩无几，以人工植被占主导。矿区建设规模占地30km2，主要是农田占用，且区域内无稀有濒危物种，因此矿区占地不会对陆生植被造成很大影响。
②矿区占地对湿地植被的影响。
根据调查，矿区离最近的湖堤距离为200～300m，矿区占用部分鱼塘，鱼塘周围均为矮生芦苇，且不属于区域主要保护的湿地类型，因此矿区占地对湿地植被的影响不大。
③矿区占地对鸟类栖息地的影响。
矿区所在湖区鸟类资源丰富，但矿区植被占用主要是农田植被，并且农田作业对鸟类的干扰较大，因此矿区基本无鸟巢和鸟类分布，因此对鸟类栖息地影响不大。
3)地表塌陷。
矿井采煤一般会带来诸如下沉、倾斜移动曲率及水平变形等地表形态变化，并造成地表塌陷现象，根据项目所在地理位置和项目性质，预测矿区塌陷会对以下两个方面造成影响。
◆地表塌陷对建筑、道路的影响。矿区所在湖区的湖泊类型为河迹洼地型湖泊，年淤积厚度4mm，矿井预测塌陷区绝大部分位于湖中部的某区域，塌陷深度一般在1～2m，因此矿井塌陷将会给区域内的建筑物、道路等带来一定影响。
◆矿区占地对水生生物群落的影响。项目所在湖区为淡水湖，水深1.5m，浮游植物混生，群落分层现象不明显，因此湖区塌陷有利于水生生物分层，但是塌陷较深时导致湖区面积缩小，影响水生生物的生境，此外，湖区突然崩塌会造成湖内鱼类的资源的较少。
根据上述分析得出矿区建设对湖区生态的主要影响是矿区塌陷后对区域内建筑、道路的影响以及矿区塌陷严重时对湖区面积和水生生物的影响。因此矿区建设后要以预防塌陷为主。
4.图形叠加法
图形叠加法，是把两个以上的生态信息叠台到一张图上，构成复合图，用以表示生态变化的方向和程度。本方法的特点是直观、形象，简单明了，图形叠加法一般适合于具有区域性质的大型项目，如大型水利工程、交通建设等。
(1)指标法
①确定评价区域范围;
②进行生态调查，收集评价工作范围与周边地区自然环境、动植物等的信息，同时收集社会经济和环境污染及环境质量信息;
③进行影响识别并筛选拟评价因子，其中包括识别和分析主要生态问题;
④研究拟评价生态系统或生态因子的地域分异特点与规律，对拟评价的生态系统、生态因子或生态问题建立表征其特性的指标体系，并通过定性分析或定量方法对指标赋值或分级，再依据指标值进行区域划分;
⑤将上述区划信息绘制在生态图上。
【例】某铁路沿线土壤侵蚀以风蚀为主，因此选取风力、坡度坡向、土壤类型、植被类型几个因素对土壤侵蚀敏感性进行评价。其中，风力选取年平均大风(>8级)日数指标反映，坡度坡向使用该地区DEM数据生成，植被与土壤资料来自遥感解译的植被、土壤类型图。利用专家经验对这四个指标进行权重赋值(风力：10，坡度坡向：4，土壤类型：7，植被类型：7)及各指标赋值。借助GIS按公式将各图层叠加、计算，得到土壤侵蚀敏感性等级分布图。
(2)3S叠图法
①选用地形图，或正式出版的地理地图，或经过精校正的遥感影像作为工作底图，底图范围应略大于评价工作范围;
②在底图上描绘主要生态因子信息，如植被覆盖、动物分布、河流水系、土地利用和特别保护目标等;
③进行影响识别与筛选评价因子;
④运用3S技术，分析评价因子的不同影响性质、类型和程度;
⑤将影响因子图和底图叠加，得到生态影响评价图。
【例】利用3S技术在某铁路项目的应用。
根据项目背景铁路沿线地区有植被类型11种，以灌木荒漠和半灌木荒漠为主，农业植被、盐生半灌木荒漠和裸地荒漠所占的面积也较大;铁路沿线土壤有6类10种，以石膏灰棕漠土、典型盐土、灌淤土和龟裂状灰棕漠土为主。根据植被覆盖状况、土壤的理化性状等，不同类型的土壤、植被稳定性分值由专家赋给(分值为1-10，越稳定分值越高)，稳定性分值不详述。
接着在GIS支持下，利用评价公式(由评价模型得出)将植被稳定性图和土壤稳定性图进行空间叠加分析和计算，并将稳定性分值分级，得到铁路沿线地区生态系统稳定性评价图，随后进行分析评价。
5.景观生态学法
景观生态学法主要是针对具有区域性质的大型项目，如大型水利工程;线性项目，如铁路，输油、输气管道等，重点研究的是项目对区域景观的切割作用带来的影响。
切割作用导致区域景观的破碎化，致使斑块出现多样性，但是这种多样性对区域生态的产生的影响是有利的还是不利的没有统一的标准，不能一概而论。例如，拟建高速公路穿越草原，导致草原的自然景观破坏，造成草原景观美感受损，同时景观破碎化加剧，导致草原的人为干扰加大，影响草原防风固沙功能。相反，坡耕地改梯田，也增加了区域斑块多样性，造成景观破碎，但是相比坡耕地，梯田能够防止水土流失，提高区域土壤保持的功能，因此同样是区域景观的破碎化，但在不同的区域项目对生态的影响不同，所以应用景观生态学法进行生态影响预测与分析时要根据区域的差异性来分析景观破碎化、多样化给区域生态带来的影响。
基质的判定多借用传统生态学中计算植被重要值的方法：决定某一斑块类型在景观中的优势，也称优势度值(Do)。优势度值由密度(Rd)、频率(Rf)和景观比例(Lp)三个参数计算得出。具体数学表达式如下：
6.系统分析法
系统分析法是指把要解决的问题作为一个系统，对系统要素进行综合分析，找出解决问题的可行方案的咨询方法。具体步骤包括：限定问题、确定目标、调查研究、收集数据、提出备选方案和评价标准、备选方案评估和提出最可行方案。
系统分析的具体方法有专家咨询法、层次分析法、模糊综合评判法、综合排序法、系统动力学和灰色关联等，应用系统分析法进行生态影响预测与评价时要注意方法的适用性。模糊综合判断法、系统动力学灰色关联法一般都是适用与大尺度的区域生态影响评价，针对建设项目的生态影响评价，专家咨询法、层次分析法、综合排序法更合适。
三、生态敏感保护目标
1.法规确定的保护目标
在环境影响评价中，敏感保护目标常作为评价的重点，也是衡量评价工作是否深入或是否完成任务的标志。然而，敏感保护目标又是一个比较笼统的概念。按照约定俗成的含义，敏感保护目标概括一切重要的、值得保护或需要保护的目标，其中最主要的是法规己明确其保护地位的目标(表3-36)。生态影响评价中，敏感保护目标可按下述依据判别：
在《建设项目环境影响评价分类管理名录》中，将一些地区确定为环境敏感区，并作为建设项目环境影响评价类别确定的重要依据。分类管理名录中的环境敏感区包括以下区域：
(1)自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区：
(2)基本农田保护区、基本草原、森林公园、地质公园、重要湿地、天然林、珍稀濒危野生动植物天然集中分布区、重要水生生物的自然产卵场及索饵场、越冬场和洄游通道、天然渔场、资源型缺水地区、水土流失重点防治区、沙化土地封禁保护区、封闭及半封闭海域、富营养化水域;表3-36中华人民共和国法律确定的保护目标
(3)以居住、医疗卫生、文化教育、科研、行政办公等为主要功能的区域，文物保护单位，具有特殊历史、文化、科学、民族意义的保护地。
2.生态敏感区的识别
3.生态保护红线
为推进生态文明建设，加强生态环境保护，近年来，特别是党的十八大以来，党中央、国务院作出了一系列重大决策部署，明确要求要划定并严守生态保护红线。新修订的《环境保护法》首次将生态保护红线写入法律，明确“国家在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定生态保护红线”。《国家安全法》也明确“国家完善生态环境保护制度体系，加大生态建设和环境保护力度，划定生态保护红线”。
目前，全国各省(区、市)正在开展生态保护红线的划定工作。2016年11月1日，中央全面深化改革领导小组审议通过了《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》。在建设项目环境影响评价中，应严格执行有关生态保护红线的管理规定。