云南省泥炭沼泽碳库调查方法探讨

李金亮

(云南省林业调查规划院大理分院,云南 大理 671000)

泥炭沼泽是一种土壤中富含有机碳的特殊的湿地，其碳储量在全球陆地碳储量中占有较高的比例。我国泥炭地有机碳总储量约 15.03亿t,在各省和各气候区分布不均匀,四川省(6.45亿t)和云南省(2.91亿t)泥炭地有机碳储量最丰富,占总储量的 62.29%[1]。2016年，云南省林业厅开展了泥炭沼泽碳库资源调查，目的是查清云南省泥炭沼泽现状，建立云南省泥炭沼泽数据库和管理信息平台。加强泥炭沼泽保护与管理，履行《联合国气候变化框架公约》、《湿地公约》等国际公约或协定[2]。为泥炭沼泽的长期保护、管理和合理利用提供基础资料和决策依据。调查范围是全省范围内面积≥1hm2的所有自然泥炭沼泽。

1 泥炭、沼泽、碳库的概念

泥炭：动植物死亡残体在多水缺氧的状态下缓慢形成的有机堆积层，是古代沼泽环境特有的产物。

沼泽：多水条件下形成的自然综合体。

泥炭沼泽：具有一定泥炭积累 (厚度20cm以上) 的沼泽生境。

2 调查准备

2.1 云南省泥炭沼泽碳库摸底调查结果

将摸底采集的GPS坐标点在ArcGis下进行空间分析及影像判读，全省538块中：15块坐标有误，占2.79% ；30块湿地类型有误， 5.58% ；493块与影像基本一致，占91.63%。

2.2 影像数据准备

用“云南二类调查系统”桌面版软件创建工程文件，选用西安80坐标系。导入shp文件，将点.shp及面.shp分别放入“点要素”和“面要素”图层中(见图1，以昆明市举例)，将影像图拷贝在“云南二类调查系统”桌面版软件的影像文件下面；将创建的工程文件拷贝在“云南二类调查系统”桌面版软件的数据文件下面。

2.3 外业平板电脑应用学习

本次用平板电脑勾绘斑块，需要学习平板电脑的应用。

(1)用“云南二类调查外业数据采集系统”平板版软件打开工程文件。

(2)输入GPS点坐标，在GPS点图层上创建点，录入GPS点属性，如：在“名称”栏输入点号(与GPS保存的点号一致)；“备注”栏输入泥炭，如图2所示：

图1 创建工程文件

图2输入GPS点坐标

(3)在“面要素”图层上勾绘边界，图属性录入，如图3

图3 勾绘边界

(4)计算面积：打开面要素属性表，鼠标右键点“数字1”字段，点“图形计算”。

3 调查方法

3.1 泥炭沼泽斑块调查

泥炭沼泽斑块是泥炭沼泽碳库调查、统计的基本单位。斑块边界的确定以泥炭沼泽土壤的物理特征(植物残体类型、颜色、纹理、松软度、密度等)、量化指标(腐殖质层的厚度、黏土含量、土壤有机碳含量等)以及指示性植物(如苔草、泥炭藓等)为依据，作为野外边界确定的参考[2]。特征不明显难以判断的，需进行土壤取样，根据样品检测结果判定泥炭沼泽及斑块边界[2]，具体步骤如下：

(1)确定泥炭沼泽及斑块边界调查：依据摸底调查数据、卫星影像和现地地形情况，首先用土钻确定有无泥炭分布，如果有泥炭分布，用平板二调软件调绘沼泽泥炭斑块的大致边界；再用土钻变坡点、边界拐点、地类交界处用测量并用GPS记录泥炭厚度≥30cm的拐点坐标，并修正边界。

(2)沼泽泥炭斑块泥炭厚度和水位测定：依据斑块面积，用土钻按规定点数在斑块内测定各点厚度，求泥炭厚度算术平均值。然后用钢卷尺测定水位。

(3)现状调查：调查地形、平均海拔、水源补给状况、积水状况、流入状况、流出状况、排水与复湿情况、植被类型、调查保护管理状况、受威胁情况这些因子并填写调查卡片。

3.2 植被调查

(1)确定斑块内的优势植物群系。

(2)设置群系样方：按乔木、灌木、草本、枯落物、藓类分层设置样方，进行植被因子调查。

(3)样地设置：乔木为半径11.29m圆形样地、灌木2m×2m方形样地、草本1m×1m方形样地、枯落物和藓类0.5m×0.5m方形样地。

(4)采集植物地上部分生物量：①乔木、枯死木对胸径5.0cm以上乔木进行每木检尺，量测胸径和树高；②灌木、草本、蕨类、藓类、枯落物采用收获法，分类采集地上部分生物量；③零星或散生的乔木、灌木：调查株(丛)数、胸(地)径、高度。

(5)清洗、称质量(地上部分生物量)，并装袋：①分类样品用水清洗干净并自然阴干(地上部分植株带有泥土时)，分类称量鲜质量(总质量)。②从中抽取一部分，再称质量(样品质量)③将样品分类装入样品袋(中号或小号布袋)。

(6)采集植物地下部分生物量：挖掘灌木、草本(蕨类)、藓类、层间植物等地下部分生物量，收集到的地下生物量超过地下总生物量90%。

(7)清洗称质量(地下部分生物量)，并装袋：①将地下部分用水清洗干净(用筛眼大小为2mm的筛子清洗)并阴干，称鲜质量(总质量)。②随机抽取一部分样品，再称质量(样品质量)。③将样品装入样品袋(中号或小号布袋)。

3.3 土壤调查

土壤调查包括土壤容重、有机碳含量、黏土含量、可溶性有机碳(DOC)、pH、分解度、泥炭类型、泥炭厚度、水位、土壤有机碳总量等10项指标，其中，土壤容重、有机碳含量、黏土含量、可溶性有机碳(DOC)、pH等5项指标通过试验室对土壤样品检测分析获得；泥炭厚度和水位、分解度、泥炭类型等4项指标通过外业调查获得。具体步骤如下：

(1)挖土壤剖面。

(2)取土壤水样:剖面挖到30cm深时，采集一矿泉水瓶土壤水溶液(取样前用土壤水溶液涮矿泉水瓶2次)，加入1mL稳定剂(稀硫酸水)。

(3)取土壤容重样：环刀在泥炭土壤坡面的上、中、下各采集1个泥炭土环刀样品，将土样放入自封袋密封好(每个环刀样放一个自封袋)。

(4)取检土壤测样：取6钻(每钻间隔小于50cm)混合均匀，分装两袋，每袋1 000g(一袋检测样、一袋备份样)，如果6钻重量不够，就再取3钻。

(5)调查泥炭分解度、调查泥炭类型。

4 统计汇总

4.1 斑块信息统计

(1)建立基本数据库，统一数据库结构。包括泥炭沼泽斑块编码、外业调查码、地理位置、坐标、地形、海拔、斑块面积、自然环境状况、保护管理及受威胁情况、植被调查因子、土壤调查因子、植物生物量、植物碳库、土壤碳库等所有调查、统计信息及测算结果。

(2)整理斑块信息填入数据库，每个斑块形成一条记录。

4.2 碳库汇总

根据调查成果，将各泥炭沼泽斑块群系及其对应面积、生物量调查样方大小、数量以及土壤调查采样点数量、经纬度坐标、土壤取样剖面状况，群系名称、生物量各组分碳含量与碳库等进行分类统计与汇总，对土壤的容重、有机碳含量、碳库进行统计与汇总。

5 云南省泥炭沼泽碳库调查成果

通过上述内容，云南省泥炭沼泽碳库调查成果(1) 基础地理信息图：包括省界、县(市、区)界线、保护地界线、居民点、河流、公路、铁路。(2)泥炭沼泽分布图:在基础地理信息图基础上，叠加各泥炭沼泽斑块的编码、样方、采样点.(3)泥炭沼泽碳库分布图:在基础地理信息图基础上，叠加碳库总量信息，以不同颜色分级各泥炭沼泽的碳库总量。(4)云南省泥炭沼泽碳库调查报告。

[1] 刘子刚,王铭,马学慧.中国泥炭地有机碳储量与储存特征分析[J].中国环境科学,2012,32(10)：1814-1819

[2] 云南省林业厅.云南省泥炭沼泽碳库调查实施细则 [S].2014

[3] 王刚.泥炭沼泽碳库研究初探[J].林业科技情报,2015,47(3):6-7

[4] 王树军.黑龙江省林口林业局沼泽土及泥炭土成土过程与理化特征分析[J],林业勘察设计，2016,178(2):91-92

[5] 赵星财.黑龙江省泥炭沼泽生物量和碳库调查浅析[J].防护林科技,2016(11):70-71

[6] 樊祥义.吉林省泥炭沼泽现状分析与评价[J].林业勘察设计，2017(1)：26-27