GB/T43932—2024巖溶流域碳循環監測及增匯評價指南國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T43932—2024 12規范性引用文件 1 14總則 1 26監測評價內容 3 48巖溶碳匯計量及增匯評價 79數據庫建設 910成果編制與提交 9附錄A(資料性)巖溶區類型及特征 附錄B(規范性)工作量定額 附錄C(資料性)巖溶流域監測指標和方法 附錄D(資料性)惰性有機碳測定 附錄E(規范性)成果報告編寫提綱 ⅢGB/T43932—2024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則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國自然資源部提出。本文件由全國自然資源與空間規劃技術委員會(SAC/TC93)歸口。本文件起草單位：中國地質科學院巖溶地質研究所、中國科學院亞熱帶農業生態研究所、中國科學院地球化學研究所。GB/T43932—2024巖溶流域碳循環監測及增匯評價指南術方法和成果編制的建議。本文件適用于降水作用下我國巖溶流域碳循環監測及增匯評價工作。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T12719礦區水文地質工程地質勘查規范GB/T14158區域水文地質工程地質環境地質綜合勘查規范(比例尺1:50000)GB/T14848地下水質量標準3.1流域內碳酸鹽巖面積不小于10%,賦存的地下水或地表水體中重碳酸根濃度不小于1mmol·L-且水化學類型為重碳酸根型的地表或地下水系的完整集水區單元。3.2巖溶碳循環karstcarboncycle學和生物作用下碳形態相互轉化和遷移的過程。3.33.4人工增匯artificailcarbonsinkincreasing氣或土壤中CO?的過程。4總則2GB/T43932—2024式及分布特征和通量。4.1.2建立巖溶地區碳循環及增匯數據庫，編制巖溶碳循環及碳匯效應圖件，評估巖溶碳循環過程中碳的源匯效應，計算典型流域巖溶碳匯強度，開展巖溶碳匯強度及增匯評價。4.1.3重點分析監測區巖溶碳匯的主控因子，優選增匯技術方法，服務國家和地方增匯需求。4.2總體考慮4.2.1在滿足工作區總體規律把握的基礎上，宜優先考慮在已開展區域地質、水文地質或環境地質調查的區域開展工作。4.2.2根據巖溶的出露條件和巖溶發育特點，將中國巖溶區劃分為南方巖溶區、北方巖溶區和青藏高原區(分布及特點見附錄A)。南方巖溶區地下水補給、徑流和排泄條件、水動力特征、水化學規律較復雜，區域水文地質條件發生明顯變化，生態環境問題突出，屬于復雜地區，其他兩類為簡單-中等地區。調查主要技術定額按照GB/T14158、GB/T12719及附錄B的規定執行。4.2.3調查監測以流域為單元展開，流域按面積大小分四級，分別為小于或等于20km2、大于20km2小于或等于500km2、大于500km2小于或等于10000km2和大于10000km2,根據流域級別確定監4.2.4充分參考歷史資料，符合質量要求的已有工作量可納入技術定額；再根據需要補充部署各項工作。4.2.5水文地質研究程度低的地區，調查點工作量按照附錄B規定要求部署；研究程度中等的地區，調查點工作量按70%部署；研究程度高的地區，調查點工作量按50%部署。調查區水文地質研究程度分區見表1。表1調查區水文地質研究程度分區表研究程度高的地區研究程度中等的地區研究程度低的地區開展過1:50000或更大比例尺的水文地質專項調查工作；山區開展過1:50000或更大比例尺的區域地質調查工作；平原(盆地)區開展過第四紀地質調查工作開展過1:100000或1:200000區域水文地質調查工作，或開展過更大比例尺的水文地質勘查工作區域水文地質工作空白地區，或僅開展過1:200000以下小比例尺區域水文地質調查工作4.2.6常規水質分析包括簡分析和全分析。常規水質分析樣品數宜占水文地質點(機井、民井、泉及地表水體)的30%～50%,其中全分析樣宜達到水質分析樣的10%～20%。宜根據需要適當布置監測水4.2.7調查區內有高山峽谷、高原多年凍土、自然保護區、軍事管制區等特殊地區的技術定額，可根據實際情況確定，按照附錄B規定的最低監測密度為準。干預增匯措施調查、碳匯強度和通量分析及分區評價、圖件編制和數據庫建設等過程。巖溶碳循環監測及增匯工作流程見圖1。3GB/T43932—2024野外踏勘與工作區確定工作部署圖、水文地質圖、地貌與植被類型圖、[地利用、I壤類型圖等野外監測和過程監測碳地循表圖表編制寫植被生物量分區圖水生光合生物外源水土機收良生態環境修復水義地質特征土壤)植被地層構造地形地貌地衣水沉積地衣水水生植物轉化上城碳循環過程氣象條件數據庫平臺綜合成果數據庫增匯評價野外質量檢查與驗收和地釋表放水提遙感解譯地下水無機第一階段第二階段第一階段數據庫的交換果報6.1.4水文地質特征：地表水和地下水水動力條件和水化學特征，確定巖溶地下水系統的結構與邊4GB/T43932—20246.2.3地表水/地下水無機碳循環過程：溶解無機碳在地下巖溶含水介質中的遷移及在洞穴、巖溶6.2.4地表水CO?的交換和釋放過程：地表河流CO?的釋放/吸收通量及動態特征。6.2.6地表水沉積過程：湖泊、水庫有機碳無機碳的時空分布規律、底泥碳沉積通量、沉積速率及其來源。增量。下巖溶碳循環增強及碳匯增量。6.3.3調查和評價外源水引入巖溶區促進巖溶碳循環強度及碳匯增量。6.3.4調查和評價人工選育水生光合生物提升無機碳到有機碳的轉化效率，增加巖溶碳匯穩定性，降低水-氣界面CO?釋放。7技術方法7.1.2在巖溶地下河管道介質、地下河分水嶺地帶等重要或未查明地段宜采用物探、鉆探、示蹤等方碳循環監測重點過程和監測點布局。考慮以下幾個方面：考慮以下幾個方面：5GB/T43932—2024b)監測頻率：1年1次；c)監測方法：宜通過遙感解譯獲得，宜選擇云霧覆蓋少(云量小于10%)、多時相、可解譯性強的圍較小流域也可通過無人機解譯監測。考慮以下幾個方面：可使用自動化儀器監測土壤含水率、溫度和CO?濃度等參數(15min/次～30min/次);土壤呼吸可采用靜態箱收集-高效液相色譜測定法或土壤呼吸測定儀測定，也可收集已有的網站或考慮以下幾個方面：b)監測頻率：每年的枯水期和豐水期各監測1次；c)監測方法：挖土壤剖面埋放試片，土層較薄時，剖面挖至風化層即可；地上空氣中(距地面考慮以下幾個方面：b)監測頻率：每個流域在豐水期采樣1次；考慮以下幾個方面：b)監測頻率：采樣宜在每年的枯水期和豐水期各采集1次；c)監測方法：1)宜在現場測定pH6GB/T43932—2024集簡分析水樣；2)簡分析水樣包括用于分析主要陽離子和主要陰離子的水樣；主要測定鉀離子、鈉離子、3)全分析宜在簡分析基礎上增加二價鐵離子(Fe2+)、三價鐵離子、銨離子(NH?+)、鋁離子、NH?+、NO?-在現場進行測定或添加保護劑；4)水中溶解有機碳(DOC)、總氮(TN)、顆粒有機碳(POC)、碳氮比(TOC/TN)、惰性有機碳用NO?-氮氧同位素；研究無機碳、有機碳來源宜采用無機碳(δ13Cpc)和顆粒有機碳硫來源宜采用硫穩定同位素；6)地下水的保存、送檢要求和測樣方法可按照GB/T14848進行；7)可用加利法(Galy法)區分硅酸鹽巖和碳酸鹽巖風化來源，用質量平衡法區分碳酸、硫酸考慮以下幾個方面：b)監測時長：監測持續時間宜不少于1個水文年；c)監測方法及頻率：水位宜采用自記水位儀監測；對地下水動態變化劇烈的區域，選擇2次~河流、泉水及自流井，流量觀測宜與地下水水位監測同步；水質監測每月進行1次～2次水質簡分析；暴雨過程每1h～2h進行水質簡分析；地表和地下水水溫監測可每月進行1次~7.5地表水CO?的交換和釋放過程監測考慮以下幾個方面：采集1次，共2次/年；在變化較大區域建議每年的豐、平、枯水期采集，其中豐水期2次，共4次/年；分的濃度梯度并運用菲克(Fick)定律計算；流域面積較小時也可采用靜態箱收集-實驗室測定法。考慮以下幾個方面：7GB/T43932—2024b)監測頻率：宜2次/年，分別在豐水期和枯水期采集；生生物量；利用水質儀現場監測水中溶解氧的日變化，取水生植物樣測試TOC/TN比值，有氧估算法或無機碳同位素法計算水生植物轉化無機碳為有機碳的通量(FAoc)和比例。7.7地表水沉積過程監測考慮以下幾個方面：b)監測頻率：宜在平水期采集，共1次/流域；c)監測方法：水深小于20m宜取樣測定沉積物中有機碳含量、有機質穩定碳同位素、總氮、鉛-及沉積速率，宜采用二元模式法獲得沉積物內源有機碳沉積通量(Fsoc)。7.8人工增匯方式控制試驗NPP等指標，對比歷史數據，評價不同治理措施的植被恢復效果。7.8.2采集不同土壤改良方式，如有機肥、農家肥、生物炭基肥等改良的0cm～15cm表層土壤，埋放標準溶蝕試片，對比土壤改良方式的試片溶蝕速率，評價不同土壤改良措施的碳匯效益。土壤測定的指標同7.3.3。7.8.3選擇流域內小生境相同的人工造林、種草、種果等不同石漠化治理與未治理的巖溶區土壤，不同土壤改良方式的土壤，利用土壤水收集裝置，同時開展碳酸鹽巖溶蝕試驗，參考相關溶蝕試驗計算碳匯的方法，以土壤水化學成分為佐證，對比不同人工增匯方式的增匯效應。土壤水測定pH、Ca2+、Mg2+外源與巖溶混合水和純巖溶水的流程上采集水樣，測定簡分析。監測外源水水量動態變化和水文地球化學指標，與巖溶水混合后的溶蝕能力。利用同尺度的水化學徑流法計算外源水的增匯量。開展外源水和巖溶水灌溉的模擬試驗，埋放標準溶蝕試片監測溶蝕速率。7.8.5對于面積大于500km2的流域，選取流域內固碳效率較高的水生植物品種進行培育，設置不同的溫度、水動力和HCO?-濃度的梯度試驗，監測水化學、溶解氧及無機碳同位素的變化，測定指標同7.6c)。8巖溶碳匯計量及增匯評價8.1巖溶碳匯通量和強度計量溶蝕試片法在不同流域尺度均適用，水化學法在不同流域尺度存在差別，巖溶碳匯強度為巖溶碳匯通量除以面積。具體見表2。GB/T43932—2024表2不同流域面積巖溶碳匯計量方法流域面積S/km2計算方法S≤20通量F=0.031536×Q×[HCO?]H?co?×44/61強度C=F/S20<S≤500通量F=Fprc+FAoc=0.031536×Q×([HCO3]H?co?×44/61+[AOC],×44/12)強度C=F/S500<S≤10000;通量F=Fpc+FAoc+Fsoc=0.031536×Q×([HCO?]H?Co?×44/61+[AOC]。×44/12)+Fsoc強度C=Cpc+CAoc+Csoc=Fpc/S+FAoc/S+Fsoc/S?0.031536——流域碳匯量，單位為噸二氧化碳每年(tCO?·a-1);—-—流域碳匯強度，單位為噸二氧化碳每平方千米年(tCO?·km-2·a-1);——巖溶地下水徑流量，單位為升每秒(L·s-1);——流域面積，單位為平方千米(km2);——單位轉換系數，無量綱；[HCO3]H?CO?——碳酸溶蝕碳酸鹽巖產生的溶解無機碳，單位為毫克每升(mg·L-1);Fpic——流域內碳酸溶蝕碳酸鹽巖產生的無機碳匯，單位為噸二氧化碳每年(tCO?·a-1);FAoc——流域內源有機碳匯通量，單位為噸二氧化碳每年(tCO?·a-1);Fsoc——湖泊或水庫內源有機碳沉積通量，單位為噸二氧化碳每年(tCO?·a-1);Cpic——流域無機碳匯強度，單位為噸二氧化碳每平方千米年(tCO?·km-2·a-1);CAoc——為流域內源有機碳匯強度，單位為噸二氧化碳每平方千米年(tCO?·km-2·a-1);Csoc——為流域內源有機質沉積強度，單位為噸二氧化碳每平方千米年(tCO?·km-2·a-1);[AOC],——流域內源有機碳濃度，單位為毫克每升(mg·L-1);S?——流域內湖泊/水庫的面積，單位為平方千米(km2);44,12———CO?和C的原子量，無量綱。8.2巖溶碳匯增匯評價8.2.1巖溶作用強度主控因子評價以地理信息系統技術為時空數據分析平臺，采用空間因子分析及多元統計分析等方法，結合多年多流域巖溶碳循環監測(6.1、6.2)結果，計算巖溶流域多年碳動態儲量及碳通量(8.1)。通過模型的空間關對巖溶流域碳循環的影響，評價不同區域巖溶作用強度主控因子。8.2.2人工干預增加巖溶碳匯評價評價方法如下：a)人工造林種草、土壤改良、引入外源水等人工增匯措施評價采用對比法，利用碳酸鹽巖溶蝕試片法對比實施和未實施人工干預措施、人工增匯控制試驗的巖溶碳匯強度差值，評估增匯效果，碳酸鹽巖溶蝕量采用標準試片法計算；b)水生植物培育人工增匯評價采用直接計算法，包括溶解氧計算、無機碳濃度和同位素計算。89GB/T43932—20249數據庫建設9.1數據庫平臺開展數據庫平臺建設，建立監測數據庫，實現數據儲存。監測數據庫建設要求如下：a)數據庫具備詳細設計及技術文檔、元數據；c)遵循數據庫建設相關規范，數據規范化處理、加載與更新；d)地理空間數據采用國際上通用的地理信息系統(GIS)數據格式和平臺建設；e)支持可擴展標記語言(XML)數據交換格式；f)定期或不定期進行數據更新。數據類型分為基礎數據產品、原始數據產品、加工數據產品三大類：b)原始數據包括監測站基本信息、原始監測數據等；9.2原始資料數據研究成果。整理、匯編各類資料，對各類量化數據進行統計和相關分析，編制專項和綜合圖表。9.3綜合成果數據庫9.3.1巖溶碳匯監測數據庫以地理信息系統平臺為基礎建庫。9.3.2數據庫中的地理數據采用國家基礎地理信息中心數據庫數據修編建庫。9.3.3地質專業圖層數據主要根據西南巖溶空間數據庫、巖溶石山地下水及生態地質環境調查成果和本次監測資料修編。土壤分布、植被類型等專業圖層根據已有的圖件及遙感解譯成果修編。9.3.4外部數據庫建設包含可以應用的全部監測和收集獲得的資料。建立地質構造圖、地貌圖、地下編寫數據庫建庫報告。10成果編制與提交10.1.1所有圖件均數字化(矢量圖),地理底圖采用國家地理信息中心所建的地理底圖綜合空間數據庫數據。分解。10.1.3必編成果圖件(表)為巖溶流域動態碳庫儲量分布圖、巖溶碳匯增匯技術布置表。選編圖件，可GB/T43932—2024根據監測區實際情況選擇，如碳酸鹽巖溶蝕速率分區圖、土壤CO?濃度分布圖、植被生物量分布圖等。10.1.4碳儲量分布圖是反映巖溶流域碳循環的性質(源、匯)和強度的成果圖件。基本內容包括：模數等內容；c)巖溶流域碳匯強度分區。10.1.5根據已有的巖溶流域碳匯強度及碳匯增匯評價結果，結合流域尺度巖溶碳匯主要影響因子，提出巖溶增匯技術分區和布置表。10.2成果報告編制10.2.1成果報告宜充分利用已有資料，全面反映調查和測試所取得的成果。10.2.3成果報告按照附錄E規定的內容進行編寫。10.3.2報告評審后根據評審意見認真修改，最終報告報送審批單位審查認定。(資料性)表A.1給出了不同巖溶類型區面積及巖溶動力條件特征。表A.1中國巖溶類型區面積及巖溶動力條件巖溶類型區面積水熱條件巖溶水循環方式植被狀況分布區域南方巖溶區56.48濕熱多雨，年均溫15℃以上，年雨量大于1000mm地下河為主石漠化、稀少的常綠闊葉林貴州、廣西、滇東、滇中、重慶、湘西、湘中、鄂西、川東、廣東、福建、海南島、臺灣等北方巖溶區32.58水熱區域變化大，以半干旱、半濕潤為主，年雨量多在800mm以下巖溶大泉為主針闊葉混交林和草灌木山東、山西、河北、天津、北京、黑龍江、遼寧、內蒙古、青海、甘肅、新疆等青藏高原區55.60寒冷濕潤，年均溫5℃左右，年降水量800mm左右地表河水高山草甸西藏、川西、滇西等GBGB/T43932-2024口 (規范性)工作量定額表B.1規定了巖溶流域碳循環監測及固碳增匯評價每百平方千米工作量。表B.1巖溶流域碳循環監測及固碳增匯評價每百平方千米工作量流域面積類別觀測點個水點個地質點個土壤點個個個個個個S≤20南方區40～5020～30—40～808～10其他區20～3020<S≤500南方區80～12020～2520～504～5其他區40～608～108～10500<S≤10000南方區0.5～0.60.4～0.80.5～30.4～0.80.4～0.8其他區0.5～10.2～0.30.2～0.40.2～1.50.2～0.40.2～0.4S>10000南方區0.2～0.30.05～0.10.2～0.40.05～0.10.2～0.40.2～0.40.1～0.2其他區0.5～10.1～0.20.02～0.030.1～0.20.02～0.030.1～0.20.1～0.20.05～0.030.5～1注：“—”代表不部署。GB/T43932—2024(資料性)巖溶流域監測指標和方法巖溶流域監測指標和方法見表C.1。表C.1巖溶流域監測指標和方法一覽表序號監測內容監測方法流域面積1氣象條件安裝氣象站資料收集法2植被NPP、土地利用類型變化、河流蒸發量遙感解譯法無人機解譯3大氣、土壤CO?濃度頂空瓶收集-高效液相色譜測定土壤CO?儀自動化儀器測定4溶蝕量溶蝕試片法5土壤理化性質人工取樣十實驗室測定6常規水質監測現場滴定十實驗室測定7地下水、地表水水位、水溫動態監測自記水位儀8地下水、地表水水質動態監測人工取樣十實驗室測定9地表水CO?的交換和釋放人工取樣監測十Fick定律計算人工取樣監測十靜態箱收集-實驗室測定地表水水生植物轉化人工取樣監測十溶解氧估算法人工取樣監測十無機碳同位素法湖泊水庫碳沉積過程二元模式同位素計算法注：“—”代表不監測。(資料性)惰性有機碳測定D.1測定方法使用原位微生物分解水樣中生物可降解的DOC,而后殘留的不可降解即是ROC。D.2樣品采集與測試采樣時采集TOC和DOC樣品檢測作為本底值。現場使用ROC樣品采集裝置采集樣品，樣品采集3份平行樣，并使用微孔孔徑為0.22μm的聚醚砜膜過濾掉其中不可溶解的POC,僅剩下DOC。在3份平行樣品中等量加入少量原位微生物，室溫(20℃)避光(棕色瓶)培養不同天數后測定其DOC含量，精度為0.01mg·L-1。選擇含量穩定以后不再變化的天數作為ROC的培養時間，含量穩定以后的DOC濃度即為ROC的量。GB/T43