编制说明-洪泛湖泊碳储量监测技术规程 20251009

PAGEPAGEPAGE1《》（£征求意见稿 R送审稿 £报批稿）编制说明2025年10月9日《洪泛湖泊碳储量监测技术规程》地方标准编制说明工作简况（一）任务来源2024年12月31日，江西省市场监督管理局下达2024年度第十一批江西省地方标准制修订项目计划（赣市监标〔2024〕19号），批准了地方标准《洪泛湿地碳收支监测技术规程》（计划编号DB36-2024-11-02）的制定。经过专家咨询提议，标准名称变更为《洪泛湿地碳储量监测技术规程》。该标准由江西省碳达峰碳中和管理标准化技术委员会提出，由中国科学院南京地理与湖泊研究所、江西省生态文明研究院、江西省林业科学研究院等单位申请立项。（二）起草单位起草单位：中国科学院南京地理与湖泊研究所、江西省生态文明研究院、江西省林业科学研究院。主要起草人姓名性别职务/职称工作单位任务分工王晓龙男研究员中国科学院南京地理与湖泊研究所主持标准起草及制定徐力刚男研究员中国科学院南京地理与湖泊研究所技术集成刘梅影女研究员江西省生态文明研究院技术推广程俊翔男助理研究员中国科学院南京地理与湖泊研究所技术集成陈葵女研究员江西省生态文明研究院技术推广谭志强男副研究员中国科学院南京地理与湖泊研究所技术集成甘国靖男副研究员中国科学院南京地理与湖泊研究所技术集成杨志平男副研究员江西省生态文明研究院技术推广胡国珠男副研究员江西省生态文明研究院技术推广秦佳军男助理研究员江西省生态文明研究院技术推广袁银秋女助理研究员江西省生态文明研究院技术推广刘颖女助理研究员江西省生态文明研究院技术推广朱仔伟男高级工程师江西省林业科学院标准化制定标准的必要性和意义随着全球气候变化愈演愈烈，中国于2020年9月以负责任大国的担当向全世界宣布了力争2030前实现碳达峰、2060前实现碳中和的宏伟目标。在此背景下，《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、《2030年前碳达峰行动方案》、《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》等纲领性文件陆续印发，从国家层面对“双碳”工作进行顶层设计，亟需统筹能源生产端的脱碳、产业消费端的减排和生态固碳端的增汇。2022年7月，江西省印发了《江西省碳达峰实施方案》，“固碳增汇强基行动”被列为重点任务之一，特别强调了持续巩固和提升湖泊湿地生态系统碳汇能力的重要性和迫切性。鄱阳湖是全球典型的洪泛湿地、我国最大的淡水湖泊和江西省母亲湖，不仅在防洪抗旱、沟通航运、保护生物多样性等方面发挥着重要作用，而且具有很强的调节气候和固碳增汇潜力。因此，有必要探索和建立洪泛湖泊湿地碳汇方法学体系，扎实推进江西省碳达峰碳中和行动、科技支撑江西省生态优先绿色低碳发展走在全国前列。目前，生态系统碳汇估算方法主要包括清查法、涡度相关法、生态系统过程模型模拟法、大气反演法。清查法主要是基于不同时期的野外调查资料比较来估算生态系统碳汇强度，其优点在于能够直接测算样点尺度植被和土壤的碳储量，但是调查周期长、空间异质性强等局限。涡度相关法根据微气象学原理直接测定和估算区域尺度范围内的生态系统与大气间的净CO2交换量和净生态系统生产力（NEP），但是建立通量塔及维护成本较高，而且具有一定的观测误差和代表性误差。生态系统过程模型模拟法通过模拟生态系统碳循环的过程机制，对网格化的区域碳汇进行估算；大气反演法是基于大气传输模型和大气CO2浓度观测数据，结合人为源CO2排放清单以估算生态系统碳汇。生态系统过程模型模拟法和大气反演法需要直接观测数据作为验证，而且当前的估算结果具有较大不确定性。由此可见，前人已对生态系统碳汇估算方法开展了较为系统性的研究，方法较为成熟可行，但是不同估算方法的优缺点和不确定性来源均不尽相同。此外，以上研究主要是针对森林、草地和农田生态系统，尤其缺少洪泛湖泊湿地碳汇相关的方向学或监测技术标准。近年来，中国科学院南京地理与湖泊研究所鄱阳湖湖泊湿地综合研究站（简称“鄱阳湖站”）依托国家自然科学基金项目、江西省重点研发计划“揭榜挂帅”项目、江西省自然科学基金项目等，利用清查法、涡度相关法和生态系统过程模型模拟法等方法，围绕鄱阳湖湿地碳源汇开展了系统性地监测和评估工作，取得了系列研究成果。同时，鄱阳湖站正在承担的“十四五”科教基础设施“长江中游湖泊湿地碳汇监测子平台”，拟计划在鄱阳湖湿地新建两座通量塔，将大大提升鄱阳湖湿地碳汇监测能力。由于目前国内外仍然缺少针对洪泛湖泊湿地碳汇监测的方法学体系，因此有必要编制并申报《洪泛湖泊湿地碳源汇监测技术标准》，形成“可测量、可报告、可核查”的洪泛湖泊湿地碳汇监测标准，为深入落实《江西省碳达峰实施方案》提供强有力支撑。三、主要起草过程该技术规程于2022年获得江西省重点研发计划项目《鄱阳湖湿地生态系统碳汇计量与固碳增汇关键技术研究》支持开始研制，经过多年探索研究，2024年中国科学院南京地理与湖泊研究所联合多家机构提出制定《洪泛湖泊碳储量监测技术规程》地方标准计划。首先成立地方标准起草工作组，制定工作方案，启动标准项目工作，项目组通过调查研究，收集资料，完成了标准初稿的撰写，并于2024年11月提交江西省地方标准项目建议书，而后通过2024年第十一次地方标准立项评估会成功立项，并进一步对相关试验进行验证。四、制定标准的原则和依据，与现行法律法规、标准的关系本标准的制定遵循“科学性、先进性、统一性和可操作性”的原则，严格按照GB/T1.1-2020的编写要求起草，注重监测方法的实用性和数据结果的可比性，并与现行相关法律法规及标准体系保持衔接。在编制过程中，全面参考了国家和行业现行标准，包括《湿地分类》（GB/T24708-2009）、《湿地术语》（GB/T43624-2023）、《水质湖泊和水库采样技术指导》（GB/T14581-1993）、《重要湿地监测指标体系》（GB/T27648-2011）、《国家重要湿地确定指标》（GB/T26535-2011）、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）、《河流流量测验规范》（GB50179-2015）、《水质溶解氧的测定碘量法》（GB7489-87）、《湖泊水域面积及流域植被覆盖变化监测技术规范》（CH/Z3024-2022）、《区域地下水位监测网设计规范》（DZ/T0271-2014）、《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166-2004）、《水质采样技术指导》（HJ494-2009）、《土壤有机碳的测定燃烧氧化-非分散红外法》（HJ695-2014）、《土壤有机碳的测定燃烧氧化-滴定法》（HJ658-2013）、《土壤有机碳的测定重铬酸钾氧化-分光光度法》（HJ615-2011）、《水质总有机碳的测定燃烧氧化-非分散红外吸收法》（HJ501-2009）、《全国生态状况调查评估技术规范—湿地生态系统野外观测》（HJ1169-2021）、《湿地生态系统定位观测指标体系》（LY/T1707-2007）、《湿地生态系统定位观测技术规范》（LY/T2898-2017）、《湖泊湿地生态系统定位观测技术规范》（LY/T2901-2017）、《湿地生态系统定位观测指标体系》（LY/T2090-2013）、《土壤检测第4部分：土壤容重的测定》（NY/T1121.4-2006）、《卫星遥感植被监测技术导则》（QX/T188-2013）以及《湿地碳汇监测技术规程》（DB36/T1865-2023），确保了本标准与现行规范的系统性和协调性。主要条款的说明本标准涵盖了洪泛湖泊的多个关键碳库，包括植被、土壤、以及水体本身。洪泛湖泊的典型特征为水位变幅显著，形成季节性淹没的洲滩，致使碳循环过程尤为复杂。因此，需明确区分永久性积水区、间歇性积水区和季节性积水区等不同水文情境；同时，针对季节性淹水特征，明确不同碳库的采样频次。本标准强调综合运用遥感技术与实地测量方法，实现了从二维表面到三维湖泊的碳储量精准估算。（一）监测对象选取及分区分带必要性基于洪泛湖泊的特性和碳循环机制，本标准选取了洪泛湖泊三大碳库作为监测对象，包括水体、植被和土壤碳库。三者构成完整碳循环：植被光合固碳→碳分配至土壤沉积→水体溶解碳迁移，协同反映鄱阳湖“洪水-枯水”交替下的碳汇功能，为生态保护提供科学依据。水体碳库动态显著：鄱阳湖水位年变幅超10米，丰枯期水体体积剧变，导致溶解性与颗粒态碳储量（TOC/TIC）波动剧烈，时空异质性高，需实时监测以捕捉碳通量变化。植被分带固碳核心：洪泛湖泊洲滩湿地植被按水文梯度分带现象显著，湿生生植物和沉水植被生物量差异大，且退水后裸露植物残体会释放碳，需分季节、分植被群落实地采样监测分析，量化植被固碳量。土壤碳库长期稳定：季节性淹水区土壤（如露滩）与常年积水区沉积物储存鄱阳湖主要碳储量，尤其碟形湖底泥有机碳含量高，分层采样可评估深层碳封存潜力，避免碳释放风险。水体、植被和土壤碳库的监测需要针对不同水深、区域、海拔带以及水分条件进行精细化区分，这主要是由于碳循环过程受到物理、化学和生物因素的强烈影响，而这些因素在空间和时间上存在高度异质性。水体碳库的溶解/颗粒碳易受水文波动影响，需动态监测。植被碳库碳储量在不同植被带差异显著（如湿生植物带碳汇能力较强），体现了淹水适应性。土壤碳库，常年淹水区以沉积有机碳为主，季节性露滩以土壤无机碳为主。水体碳库监测强调不同水深和不同区域的覆盖，主要源于水体物理结构、生物地球化学过程的垂直分层和空间分异。水体在垂直方向上常形成热分层，这导致水温、密度、光照和溶解氧等存在显著梯度。这些物理条件直接影响了碳的形态、转化和输送。例如，温水层光照充足，藻类光合作用旺盛，可能大量吸收二氧化碳（CO2），使该层呈现CO2不饱和或欠饱和状态；而静水层光线微弱甚至无光，以有机质降解为主的呼吸作用占主导，CO2浓度显著升高。同时，不同水深的光照和氧气条件，决定了主导的生物学过程。表层水体的藻类活动对颗粒有机碳（POC）和溶解有机碳（DOC）的浓度有主要控制作用。中层和深层水体则是有机质降解和矿化的主要场所，这个过程消耗氧气、产生CO2，并伴随着营养盐的释放。研究表明，水体中POC的垂向分布并非均匀，可能存在指数衰减、幂函数衰减等多种类型。溶解有机碳（DOC）的稳定碳同位素组成也会随深度增加而变化。水体的河口区、湖湾区、近岸带等区域，通常是陆源有机碳和营养物质输入的主要通道。这些区域的碳动态强烈受到流域人类活动（如农业、污水排放）和自然过程（如径流、土壤淋溶）的影响，常表现出更高的碳和营养盐负荷。开阔水域、库湾、航道等不同区域的水流速度、扰动强度、再悬浮作用差异巨大。强扰动区域（如主要航道）会搅动沉积物，可能将埋藏的有机碳重新释放至水体，甚至进入大气。而相对静水区域则更有利于颗粒物的沉降和碳的埋藏。针对鄱阳湖植被碳储量监测需分带进行，主要基于其独特的洪泛水文节律与植被生态适应性：水文梯度驱动植被分异：鄱阳湖水位年变幅超10米，形成显著的高程梯度，不同高程带植被对淹水时长/深度响应迥异。湿生植物带（如苔草）仅耐受短期淹水，而沉水植物带（如苦草）需长期覆水，不同植被类型区域碳积累能力差异显著。固碳策略与生物量动态分化：湿生/挺水植物带（苔草、芦苇）生物量集中于地上部分，枯水期快速生长固碳，但退水后易分解；浮叶/沉水植物带（菱、黑藻）以水下生物量为主，碳存储更稳定，但丰水期才达峰值。针对鄱阳湖土壤碳储量监测需分带进行，主要基于其洪泛水文节律驱动的土壤碳库空间异质性。淹水时长主导碳形态转化：常年淹水区（如主湖槽）处于厌氧环境，沉积物有机碳分解缓慢，无机碳（如碳酸盐）积累显著；季节性露滩（如洲滩湿地）经历干湿交替，好氧条件下有机碳矿化加速，但碟形湖退水后新淤泥沙可封存新鲜有机质。露滩土壤垂向分层明显，表层（0–10cm）受氧化作用碳损失率高，深层（40–100cm）厌氧环境碳封存稳定——不分层采样将低估碳储量。对水体、植被和土壤碳库进行分层、分区域、分带和分水分状况的精细化监测，是准确评估区域乃至全球碳收支、理解碳循环过程、预测气候变化反馈的关键。分带监测可量化“淹没-暴露”循环下各单元的碳汇/源功能，为湿地修复（如苔草带保碳）与水位调控提供精准数据支撑。忽略这些内在异质性，可能会严重低估或高估某些过程的碳汇/源强度，引入巨大的不确定性。未来的监测网络设计和模型构建，都需要充分考虑并整合这些多维度的信息。（二）分区分带设计和观测频次设计依据​​基于鄱阳湖"洪水一片、枯水一线"的典型洪泛特征，碳库采样设计紧扣其剧烈水文节律与地貌单元分异。分层依据主要考虑水体按水深（表/中/底）捕捉碳垂向梯度（如悬浮颗粒沉降）；沉积物/土壤分5层（0-100cm）反映洲滩淹露交替形成的有机碳埋藏层。分区策略主要考虑覆盖主航道、碟形湖、入江口，因水文动力差异导致碳通量空间分异（如五河输入区富颗粒碳）；区分常年淹没区（深水沉积）与季节性洲滩（苔草-芦苇带土壤），因淹水时长直接控制碳矿化速率。分带设计主要考虑植被按水分适应性分4带（湿生→沉水），每带10样地，匹配鄱阳湖洲滩高程梯度——枯水期（12-3月）露滩时集中采样湿生带，丰水期（7-9月）沉水植被带扩张。动态时序：采样窗口锚定水文相位（枯水期洲滩裸露采土壤，退水初期（9月）测沉水生物量），规避洪水干扰，确保样点可及性与数据代表性。植被监测频次：湿生植物带：5月（春草期生物量峰值）+12月（秋草期生物量峰值）；挺水植物带：枯水期（12–3月）+丰水期（7–9月）；浮叶/沉水植物带：仅丰水期（7–9月）——因枯水期水域退缩无法采样。土壤/沉积物统一在枯水期采样：水位低于多年均值，确保露滩区域可及性及样品代表性。对土壤碳库，尤其是湿地土壤，区分常年淹水区和季节性淹水区至关重要，因为水分饱和程度（淹水频率和持续时间）是控制土壤碳分解、转化和稳定性的最关键因素之一。水体监测动态调整频次：依据季节性水域面积变化增减采样点（如丰水期扩大网格密度）。（三）洪泛湖泊碳储量区域估算该标准在采用遥感技术与实地测量相结合的方法上，具有坚实的科学依据和显著的实践特色，主要源自洪泛湖泊的独特水文动态与生态复杂性。洪泛湖泊如鄱阳湖的水位季节变化剧烈（如丰水期、枯水期），导致植被分布带（如湿生、挺水、浮叶和沉水植物带）的空间格局频繁变动，若仅依赖实地采样，难以实现全湖覆盖且成本高昂；遥感技术（如Landsat-8/9或Sentinel数据）凭借其大范围、高频次监测优势，可获取植被指数（如NDVI），提供时空连续的数据基础，而实地测量（如样点生物量采集和碳含量测定）则作为地面真值，确保遥感模型的校准精度，以解决尺度转换问题，避免单一方法导致的代表性偏差。特色上，该方法体现了多层次的创新集成：一是动态适应性，采样点