DB42-T 2430-2025 湿地碳收支监测技术规程

湿地碳收支监测技术规程2025-12-14实施2025-12-14实施湖北省市场监督管理局发布I 1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14技术流程 25基于碳库变化的湿地碳收支监测 36基于通量的碳收支监测 7质量控制 8监测成果 9标准实施及评价 附录A(资料性)湿地碳收支监测报告撰写提纲 附录B(资料性)湖北省地方标准实施信息及意见反馈表 参考文献 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由湖北省地质调查院提出。本文件由湖北省自然资源厅归口管理。本文件起草单位：湖北省地质调查院、中国科学院武汉植物园、华中农业大学。本文件主要起草人：张雅、刘力、罗华、王伟、赵劲松、李朋、操瑜、匡华、林杉、李伟、胡元平、解静然、贺添喜、毛启曦、王武帅、翁茂芝、曾小华、余江浩、宗维。本文件实施应用中的疑问，可咨询湖北省自然资源厅，联系电话邮箱：442336686@;或者湖北省地质调查院，联系电话邮箱：nanasazya@163.com。对本文件的有关修改意见建议请反馈至湖北省自然资源厅，联系电话邮箱：442336686@;或者湖北省市场监督管理局，联系电话邮箱：hb_z1c@163.com。1本文件确立了湖北省湖泊湿地和沼泽湿地碳收支监测的技术流程，规定了湖北省湖泊湿地和沼泽湿地碳收支基于碳库变化的湿地碳收支监测、基于通量的碳收支监测、质量控制、监测仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本GB/T8984气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定气相色谱法GB/T33027森林生态系统长期定位观测方法GB/T42490土壤质量土壤与生物样品中有机碳含量与碳同位素比值、全氮含量与氮同位素比值的测定稳定同位素比值质谱法GB/T43648主要树种立木生物量模型与碳计量参数DZ/T0184.14地质样品同位素分析方法第14部分：沉积物铯-137地质年龄测定Y能谱法HJ501水质总有机碳的测定燃烧氧化一非分散红外吸收法HJ710.12生物多样性观测技术导则水生维管植物HJ1169全国生态状况调查评估技术规LY/T2258立木生物量建模方法技术规程LY/T2259立木生物量建模样本采集技术规程LY/T3330森林土壤碳储量调查技术规程具有显著生态功能的自然或者人工的、常年或者季节性积水地带、m的海域，但是水田以及用于养殖的人工的水域和滩涂除外。2特定时间段内一定区域范围的所有自然和人为活动所导致的碳收入(碳吸收或输入)和支出(碳排放或输出)的对比关系和平衡状态。当碳吸收大于碳排放时，表现为碳汇；当碳吸收小于碳排放时，表在流体运动中，单位时间内流经某单位面积的某属性量，是表示某属性量输送强土壤与外界大气之间进行气体交换过程中，土壤中的二氧化碳排入大气，这个过程土壤呼吸作用包括三个生物学过程(即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤动物呼吸)和一个非生物学过程(即含碳矿物质的化学氧化作用)。无灰重)/平方米。可分为地下及地上两部分。4.1本文件涉及的湿地碳收支监测方法包括基于水体、土壤和植被碳库变化的评估方法，以及基于陆4.2碳库变化评估以湿地生态系统演替中的碳库动态过程为依据，通过两个观测时间点上的碳库差分才能发现碳库的细微变化，因此当观测时间较长(≥1年)时，可采用基于碳库变化的评估方法。34.3通量监测能直接观测湿地生态系统与大气之间物质和能量交换特征，静态箱一气相色谱法通过测量密闭箱内不同时间采集的气体浓度计算气体的排放通量，当观测较短时间内(<1年)典型湿地生态4.4根据湿地碳收支监测对象、监测周期和监测需求，选择合适的监测方法，通过监测样地布设、野等。湿地碳收支监测工作技术流程如图1所示。监测方法监测方法确定监测对象监测周期监测需求全过程质量控制基于碳库变化的业湿地碳储量变化计算湿地碳通量计算监测成果湿地碳收支监测成果编制监测成果监测数据库成果图件监测报告条件一致的地段设置样地；群落类型；4c)典型性。布设样地时应覆盖湿地内的典型植被类型，对于有特殊生态、经济或科学价值的群落类型，如特有、稀有、濒危的植物群落也要重点调查，其中部分典型群落需进行群落复查甚至d)可行性。调查工作量的设定需充分考虑监测目标、任务、预算及周期等因素，确保样地布设方案及野外监测工作顺利实施。5.1.2具体的样地布设方案需根据监测目的，湿地区域的自然地理、植被类型空间分布等的实际情况确定。一般可采用分层随机抽样来布设样地。5.1.3根据样地布设方案确定的样地方位，利用北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)等找到相应地点。通过踏勘，掌握监测区域群落特点，选出合适位置的具有代表性群落设置样方。5.1.4每个样地应至少设置3个重复样方，样方应反映湿地生态系统随地形、土壤和人为环境等的变化特征。5.1.5根据湿地不同植被类型设置不同样方大小。乔木群落样方大小为20m×30m,灌丛群落样方大小为10m×10m,草本群落样方大小为1m×1m,样方布设按HJ1169的规定执行。水生植物群落样方大小为2m×2m(通常面积为2m×2m,也可根据水生植物的实际情况适当调整),样方布设按HJ710.12的规定执行。5.1.6对于均一地面样地，样方布设应在区域内进行简单随机抽样代替整体分布。5.1.7对于非均一地面样地，应根据样地内空间异质程度进行分层抽样，要求层内相对均一，并在层内进行局部均匀采样，表达各层的参数。5.1.8水体、植物生物量与土壤/沉积物样方位置应一致。5.2水体碳收支监测5.2.1监测指标、方法及频次湿地水体碳储量监测主要针对湖泊湿地，湿地水文监测项目及监测方法见表1。表1水文监测指标及方法湖泊面积/(m²)连续监测水位/(m)自记水位计连续监测平均淹水深度/(m)连续监测湖水流速、流向/(m·s⁻¹)进行人工判断法判断湖泊流向连续监测入湖口流量、出湖口流量/(m³.s-⁻¹)连续监测水体碳监测项目包括总碳(TC)、无机碳(IC)、总有机碳(TOC)等，现场采用顶空平衡法水体碳监测每年丰水期、平水期和枯水期各1次。5.2.2样品保存与测试总碳(TC)、无机碳(IC)、总有机碳(TOC)监测水样应采集在棕色玻璃瓶中并应充满采样瓶，不留顶空。水样采集后应在24h内测定，测定方法按照HJ501的规定执行。否则应加入硫酸将水样酸化至pH≤2,在4℃条件下可保存7d。溶存CO₂和CH₄气体参照GB/T8984要求使用气相色谱法测定其浓度。5.2.3水体碳储量估算水体碳储量估算见公式(1)。TC——一年内水体平均总碳浓度，kgm³,以一年内丰水期、平水期和枯水期所有水样TC浓度平均值代表水体当年TC浓度；S——平均水域面积，m²。若监测时水域面积可获取，建议采用实际监测时水域面积；H—平均淹水深度，m。若监测时淹水深度可获取，建议采用实际监测时淹水深度。间隔期内(n时间段内)的水体碳储量变化估算见公式(2)。Cwt₁——监测间隔期内t1时刻的水体碳储量，kg;Cwt₂——监测间隔期内t2时刻的水体碳储量，kg;n——监测间隔期，a。5.3植被碳收支监测5.3.1监测指标湿地植被碳储量监测主要针对湖泊湿地和沼泽湿地，监测指标和方法见表2。表2湿地植被监测指标指标类型目测法和照片法相结合多度密度，株(丛)·m²现场判定5.3.2监测方法及频次对湿地中的乔木群落，生物量监测内容主要为地上生物量，包括立木和冠层下部观测，立木与冠层下部生物量之和即为样方生物量，具体如下：6a)立木的地上生物量观测：是通过样方内所有林木进行测量，获取其树高、胸径等地面观测数据，依据异速生长方程计算，采样及方程计算方法具体按LY/T2258和LY/T2259的相关要求执行，对所有立木生物量求取总值并除以样方面积，获取1m²面积的立木生物量；b)冠层下部生物量观测：在样方内，随机选择不少于4个区域，分别收集其中全部地上植被，称量鲜重，并从中抽取不少于5%的样品，105℃下烘干至恒重称量干重，获取植株含水量，进而获得实测的地上生物量，计算生物量总值并除以样方面积，作为冠层下部单位面积的生物量；c)木本植物的地下生物量根据根冠比来计算，采样及方程计算方法具体按LY/T2258和LY/T2259的相关要求执行。湿地草本群落，包括生长在水陆交界地带的湿生植物和生长在水中的水生植物，生物量野外观测应选择植物生长高峰期进行，具体如下：a)将不少于3个样方内植物地面以上所有绿色部分用剪刀齐地面剪下，不分物种按样方分别装袋标记。称量样本鲜重后65℃烘干至恒重称量干重，将多个样方内干重值求平均，得到单位面积的生物量；b)地下生物量部分：通过一定量的样方实测获取样地范围的根冠比，根据实测比推算其他样方的地下生物量。立木含碳系数的计算按GB/T43648的规定执行；在进行湿地草本群落样方调查时，从野外取回的经过初步处理的植物样品送至实验室测定含碳率。生物量碳库宜以年为间隔频率进行监测，每年地上生物量达到峰值时(8月至9月)开展监测，重复监测应在每年的同一时间进行。5.3.3样品保存与测试植物样品取样后，应尽快用烘箱在65℃条件下烘干至恒重(一般为24h～48h),以防运输过程中霉变。如野外驻地条件不允许，可用电吹风、防火布、便携金属鞋架制作简易烘干设备，吹风10h,或用微波炉杀青；两种方法简易烘干处理后，应尽快运至实验室。烘干植物样品经研磨粉碎，按GB/T42490的规定测定其有机碳含量。5.3.4植被碳储量估算植被总碳储量为各植被类型地上与地下碳储量之和，计算见公式(3)。Cp——植被碳储量，kg;地上及地下碳储量，具体计算按公式(4)和(5)。 (4)Cp地下=2=1[2'=1(B地下；×CF)×A; (5)7m——植被类型数，乔木、灌木或者草本；B地上ij——第i植被类型第种植被单位面积地上生物量，kgB地下j——第1植被类型第种植被单位面积地下生物量，kgm²;间隔期内(n时间段内)的植被碳储量变化估算见公式(6)。Cpt1——监测间隔期内t1时刻的植被碳储量，kg;Cpt₂——监测间隔期内t2时刻的植被碳储量，kg;n——监测间隔期，a。5.4土壤/沉积物碳收支监测5.4.1监测指标土壤监测指标和方法见表3。沉积物还需通过沉积柱分段采样定年获得沉积速率。表3土壤监测项目及方法有机碳，mgkg¹土壤容重，gcm³5.4.2监测方法及频次每个样方取不少于3个表层土样，采样深度0cm~20cm;每个群落设置2个～3个土壤剖面，进行分层取样。土壤剖面采样具体操作如下：a)在设置好的土壤采样点，先挖一个0.8m×1.0m的长方形土壤剖面。坡地上应顺坡挖掘，坡上面为观测面；平整地将长方形较窄的向阳面作为观测面，观测面植被不能破坏，挖出的土壤应按层次放在剖面两侧，便于按原来层次回填。按照LY/T3330的规定，采样应在100cm范围b)先观察土壤剖面的颜色、结构、质地、紧实度、湿度、植物根系分布等，然后自上而下划分土层，并进行剖面特征的观察记录，作为土壤基本性质的资料及分析结果审查时的参考；8c)分层采集土样。自地表每隔10cm或20cm采集一个样品。取土应按先下后上的原则，以免混f)用环刀分层采取原状土样，以测定土壤容重g)土壤样品带回实验室(24h内)或及时风干样品，测量土壤碳含量；h)观察和分析结束后，按原来层次回填土壤。b)采样前，采样器应用水冲洗，采样时应避免搅动底部沉积物；c)为保证样品代表性，可在同一采样点多次采集，装e)沉积物采样量为0.5kg～1.0kg(湿重)。在监测初期(2年～4年)采样频次为1次/年，以后的采样频次为每3年～5年采集1次；土壤样品应尽快带回实验室处理，并保存在低于4℃的阴凉环境。沉积物样品采集后，于-20℃~-40℃冷冻保存，并在6个月内测试完毕。相关指标具体测试方法见表3。湖泊沉积物沉积速率测定(210Pb示踪法)按照DZ/T0184.11的规定执行。土壤碳密度计算见公式(7)。Gik——第i样方内第k层土层中直径≥2mm的石砾所占体积的百分比，%。湿地土壤碳储量计算见公式(8)。9i——湿地土壤碳储量计算样方；k——样方土壤计算分层；As——湿地土壤面积，m²。湿地土壤面积包括湿地范围内未被水淹的所有区域面积。间隔期内(n时间段内)的土壤碳储量变化估算见公式(9)。Cst1——监测间隔期内t1时刻的土壤碳储量，kg;Cst₂——监测间隔期内t2时刻的土壤碳储量，kg;当仅采集表层沉积物时，沉积物碳储量Cs₂和沉积物碳储量变化△Cs₂计算参考土壤碳储量计算方法；当采集柱状沉积物，沉积物固碳速率(即碳储量变化)计算见公式(10)。C——沉积物碳含量，kg·kg⁻¹;As₂——湿地沉积物面积，m²。沉积物面积参考湿地内水域面积。5.5湿地碳储量变化计算5.5.1湿地的总碳储量是监测区域内各碳库的碳储量之和，计算见公式(11)。Cw——湖泊湿地水体碳储量，kg;Cp——湿地植被碳储量，kg;Cs₂——湿地沉积物碳储量，kg。5.5.2间隔期内(n时间段内)湿地总的碳储量变化估算见公式(12)。6基于通量的碳收支监测6.1样地设置6.1.1在选择监测样地前，掌握湿地基本概况，包括地形、水文、植被类型等，监测样地符合以下条a)应选择在湿地内典型植被类型区内；b)监测样地应选择在未经人为扰动的区域；c)采样点四周无遮挡雨、雪、风的高大树木，并考虑地形、地貌等因素。6.1.2样地设置应遵循以下要求：a)样地面积。湖泊湿地和沼泽湿地样地均为20m×30m;b)群落类型。按湿生植物不同群落类型和湖泊水面设置样地；c)监测点布置。应在每个样地内按对角线建立3个～5个监测点。6.2水-气界面通量监测6.2.1监测要求水-气界面CH₄和CO₂交换通量用漂浮箱一气相色谱法测定，采样箱可参考DB42/T2204。监测要求包a)漂浮箱应轻便、易运输、易操作，通常采用有机玻璃等透明材料，以保证实验过程的可视性，且能在不同的气候条件下稳定工作；b)箱体需保持良好的密封性，以隔绝箱内外气体交换，确保监测结果的准确性；c)选择合适的投放位置，避免水底淤泥扬起附着传感器，远离航道中心避免过往船只碰撞及干扰，选择距岸边一定距离避免与岸边发生冲击碰撞；d)漂浮箱通量监测结果会受到环境条件的影响，如温度、湿度、风速等，因此，监测时应同步记录相关环境参数，以便在数据分析时进行必要的修正；e)采样应选择在晴朗无风的天气下进行。6.2.2监测方法使用漂浮箱一气相色谱法监测水-气界面CH₄和CO₂交换通量，具体步骤如下：a)接通电源，启动漂浮箱内风扇；b)将漂浮箱扣在待测水面上，确保其稳定且不被外界干扰；c)确保漂浮箱与水面之间的密封性，防止外部气体进入箱内；d)开始采样，使用抽气泵或注射器平缓抽取箱内气体装入采气袋或采气瓶，分别在漂浮箱封闭后0min至30min内间隔采集3次～5次样品，采样时间间隔可根据监测湿地实际排放速率适当e)标记气体样品采集时间、地点，记录水深、气温、箱内空气温度、大气压强、风速和其他相关f)采集的气体样品应及时送往实验室进行分析。6.3草本植被通量监测a)采样箱的尺寸宜采用0.5m×0.5m,地表覆盖较复杂时，采样箱的尺寸应适当增大，但地表覆盖面积不宜超过1m²,整体高度不超过1.5m;c)野外根据植被高度，宜采用底座+延长箱+顶箱安装(植被高度≥1m)和底座+顶箱安装(植被高度<1m)方式；b)罩箱前向底座的密封水槽内住满1/2的水，尽量减少对箱体的扰动，不要让采样箱边缘受到磕读取地下5cm、地表、箱内、箱外气温值并做记录；f)采集的气体样品应及时送往实验室进行分析。a)应选择地势平坦的测量点，将土壤呼吸环提前24h～48h埋入土壤；b)圈底部埋入土壤2.5cm～3.0cm,埋入地下部分留有直径为0.5cm的4个圆孔，利于环内外c)地面上留有1.0cm～2.5cm,修剪呼吸环内所有植物，保证土壤环内没有绿色植物，砸实外圈b)将土壤呼吸室扣在土壤呼吸环正上方，确保密封，并保持系统整体水平无倾斜；d)测量系统预热完成后，通过无线控制器(或手机、电脑)设置测量持续时间(min)、测量面积(cm²)、测量次数等参数，开始测量；e)每一次完整测量结束后，系统自动计算出土壤呼吸速率结果并保存；f)重复上述步骤，获取更多测量数据；g)下载数据，进行分析处理。6.5监测时间和频次根据某一个湖泊湿地或沼泽湿地碳通量监测需要，分以下3种监测频次：a)日变化，从前一监测日的上午9:00开始至下一日上午9:00结束，白天(6:00～18:00)每间隔2h采样或测量1次，夜间(18:00～次日6:00)每间隔3h采样或测量1次；b)月变化，一般宜2次/月～3次/月。每次监测时间为上午9:00至11:00;c)年变化，通常是在月变化监测的基础上，连续监测至少1年。6.6样品保存与测试野外采集的气体样品保存在铝箔采气袋或预先抽真空的玻璃气瓶中，应在1周内使用符合精度要求的实验室设备完成检测。CO₂和CH₄浓度按照GB/T8984的规定使用气相色谱法测定。6.7湿地碳通量计算6.7.1土壤呼吸通量可直接用便携式土壤呼吸测量仪测量，水-气界面和植被CO₂和CH₄通量的计算见公式(13)。F——CO₂或CH通量，mgm²·h⁻¹,负值表示大气的汇，正值表示大气的源；V₀——标准状态下气体的摩尔体积，22.4L·mol⁻;P——监测点大气压强，hPa;P₀——标准状态下的大气压强，1013.25hPa;T₀——理想气体标准状态下的温度，273.15K;T——采样时箱内气体的实际温度，K;V——正方体、长方体或圆柱状采样箱有效封闭体积，m³;6.7.2一定时间内湖泊和沼泽湿地总的碳通量计算公式(14)。F——CO₂或CH₄总的通量，kg;F;——CO₂或CH₄通量，mgm²·h⁻¹,根据实际情况选择不同监测频次得到测量结果；ti——某类监测点评估总时长，h;Ai——某一湖泊或沼泽湿地类型面积，m²。b)制定规范的操作流程。完善湿地监测样地设置，弄清野外监测样地/样点的背景信息；细化野通过GIS地理信息系统软件制作成果图，包括：位置图和分布图(不同时间不同介质碳储量分布、不同监测点碳通量变化等)。9.1结合湿地各介质碳库变化、碳收支监测计算等工作实际，认真做好标准实施准备，包括标准实施9.2制定标准实施方案，明确湿地碳收支监测按照本标准开展监测计算，基于碳库变化或通量交换获取湿地碳收支评估。在标准颁布实施后的1月内组织标准主要起草人完成标准实施方案制定，并报标准9.3针对湿地管理机构和从事湿地碳收支监测工作技术人员进行标准宣贯和培训，结合标9.4本标准的实施，为湿地碳收支监测提供成套技术标准，为湿地碳源汇评估提供工作思9.5本标准实施过程中应检查标准实施方案的落实情况，逐条检查标准实施内容的落实，并记录未实9.6在标准实施6个月后，对照标准实施方案，开展标准实施效果评价分析，总结实施经验成效，梳理存在的薄弱环节。标准实施的评价不仅从技术进步、质量水平提高、客户满意度、规范秩序、效率提高、节约费用、节省时间、履行社会责任等方面进行有益性评价，同时还要评价标准实施带来的问题，以便为未来改进提供参考，以评价标准促进标准持续完善。9.7适时向专业标准化技术委员会和标准归口管理单位反馈情况，提出标准推广、修改、补充、完善或者废止等意见建议。9.8标准实施信息