云南省泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查方法探討

李金亮

(云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院大理分院,云南 大理 671000)

泥炭沼澤是一種土壤中富含有機(jī)碳的特殊的濕地，其碳儲(chǔ)量在全球陸地碳儲(chǔ)量中占有較高的比例。我國(guó)泥炭地有機(jī)碳總儲(chǔ)量約 15.03億t,在各省和各氣候區(qū)分布不均勻,四川省(6.45億t)和云南省(2.91億t)泥炭地有機(jī)碳儲(chǔ)量最豐富,占總儲(chǔ)量的 62.29%[1]。2016年，云南省林業(yè)廳開(kāi)展了泥炭沼澤碳庫(kù)資源調(diào)查，目的是查清云南省泥炭沼澤現(xiàn)狀，建立云南省泥炭沼澤數(shù)據(jù)庫(kù)和管理信息平臺(tái)。加強(qiáng)泥炭沼澤保護(hù)與管理，履行《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》、《濕地公約》等國(guó)際公約或協(xié)定[2]。為泥炭沼澤的長(zhǎng)期保護(hù)、管理和合理利用提供基礎(chǔ)資料和決策依據(jù)。調(diào)查范圍是全省范圍內(nèi)面積≥1hm2的所有自然泥炭沼澤。

1 泥炭、沼澤、碳庫(kù)的概念

泥炭：動(dòng)植物死亡殘?bào)w在多水缺氧的狀態(tài)下緩慢形成的有機(jī)堆積層，是古代沼澤環(huán)境特有的產(chǎn)物。

沼澤：多水條件下形成的自然綜合體。

泥炭沼澤：具有一定泥炭積累 (厚度20cm以上) 的沼澤生境。

2 調(diào)查準(zhǔn)備

2.1 云南省泥炭沼澤碳庫(kù)摸底調(diào)查結(jié)果

將摸底采集的GPS坐標(biāo)點(diǎn)在ArcGis下進(jìn)行空間分析及影像判讀，全省538塊中：15塊坐標(biāo)有誤，占2.79% ；30塊濕地類型有誤， 5.58% ；493塊與影像基本一致，占91.63%。

2.2 影像數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

用“云南二類調(diào)查系統(tǒng)”桌面版軟件創(chuàng)建工程文件，選用西安80坐標(biāo)系。導(dǎo)入shp文件，將點(diǎn).shp及面.shp分別放入“點(diǎn)要素”和“面要素”圖層中(見(jiàn)圖1，以昆明市舉例)，將影像圖拷貝在“云南二類調(diào)查系統(tǒng)”桌面版軟件的影像文件下面；將創(chuàng)建的工程文件拷貝在“云南二類調(diào)查系統(tǒng)”桌面版軟件的數(shù)據(jù)文件下面。

2.3 外業(yè)平板電腦應(yīng)用學(xué)習(xí)

本次用平板電腦勾繪斑塊，需要學(xué)習(xí)平板電腦的應(yīng)用。

(1)用“云南二類調(diào)查外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”平板版軟件打開(kāi)工程文件。

(2)輸入GPS點(diǎn)坐標(biāo)，在GPS點(diǎn)圖層上創(chuàng)建點(diǎn)，錄入GPS點(diǎn)屬性，如：在“名稱”欄輸入點(diǎn)號(hào)(與GPS保存的點(diǎn)號(hào)一致)；“備注”欄輸入泥炭，如圖2所示：

圖1 創(chuàng)建工程文件

圖2輸入GPS點(diǎn)坐標(biāo)

(3)在“面要素”圖層上勾繪邊界，圖屬性錄入，如圖3

圖3 勾繪邊界

(4)計(jì)算面積：打開(kāi)面要素屬性表，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)“數(shù)字1”字段，點(diǎn)“圖形計(jì)算”。

3 調(diào)查方法

3.1 泥炭沼澤斑塊調(diào)查

泥炭沼澤斑塊是泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)的基本單位。斑塊邊界的確定以泥炭沼澤土壤的物理特征(植物殘?bào)w類型、顏色、紋理、松軟度、密度等)、量化指標(biāo)(腐殖質(zhì)層的厚度、黏土含量、土壤有機(jī)碳含量等)以及指示性植物(如苔草、泥炭蘚等)為依據(jù)，作為野外邊界確定的參考[2]。特征不明顯難以判斷的，需進(jìn)行土壤取樣，根據(jù)樣品檢測(cè)結(jié)果判定泥炭沼澤及斑塊邊界[2]，具體步驟如下：

(1)確定泥炭沼澤及斑塊邊界調(diào)查：依據(jù)摸底調(diào)查數(shù)據(jù)、衛(wèi)星影像和現(xiàn)地地形情況，首先用土鉆確定有無(wú)泥炭分布，如果有泥炭分布，用平板二調(diào)軟件調(diào)繪沼澤泥炭斑塊的大致邊界；再用土鉆變坡點(diǎn)、邊界拐點(diǎn)、地類交界處用測(cè)量并用GPS記錄泥炭厚度≥30cm的拐點(diǎn)坐標(biāo)，并修正邊界。

(2)沼澤泥炭斑塊泥炭厚度和水位測(cè)定：依據(jù)斑塊面積，用土鉆按規(guī)定點(diǎn)數(shù)在斑塊內(nèi)測(cè)定各點(diǎn)厚度，求泥炭厚度算術(shù)平均值。然后用鋼卷尺測(cè)定水位。

(3)現(xiàn)狀調(diào)查：調(diào)查地形、平均海拔、水源補(bǔ)給狀況、積水狀況、流入狀況、流出狀況、排水與復(fù)濕情況、植被類型、調(diào)查保護(hù)管理狀況、受威脅情況這些因子并填寫(xiě)調(diào)查卡片。

3.2 植被調(diào)查

(1)確定斑塊內(nèi)的優(yōu)勢(shì)植物群系。

(2)設(shè)置群系樣方：按喬木、灌木、草本、枯落物、蘚類分層設(shè)置樣方，進(jìn)行植被因子調(diào)查。

(3)樣地設(shè)置：?jiǎn)棠緸榘霃?1.29m圓形樣地、灌木2m×2m方形樣地、草本1m×1m方形樣地、枯落物和蘚類0.5m×0.5m方形樣地。

(4)采集植物地上部分生物量：①喬木、枯死木對(duì)胸徑5.0cm以上喬木進(jìn)行每木檢尺，量測(cè)胸徑和樹(shù)高；②灌木、草本、蕨類、蘚類、枯落物采用收獲法，分類采集地上部分生物量；③零星或散生的喬木、灌木：調(diào)查株(叢)數(shù)、胸(地)徑、高度。

(5)清洗、稱質(zhì)量(地上部分生物量)，并裝袋：①分類樣品用水清洗干凈并自然陰干(地上部分植株帶有泥土?xí)r)，分類稱量鮮質(zhì)量(總質(zhì)量)。②從中抽取一部分，再稱質(zhì)量(樣品質(zhì)量)③將樣品分類裝入樣品袋(中號(hào)或小號(hào)布袋)。

(6)采集植物地下部分生物量：挖掘灌木、草本(蕨類)、蘚類、層間植物等地下部分生物量，收集到的地下生物量超過(guò)地下總生物量90%。

(7)清洗稱質(zhì)量(地下部分生物量)，并裝袋：①將地下部分用水清洗干凈(用篩眼大小為2mm的篩子清洗)并陰干，稱鮮質(zhì)量(總質(zhì)量)。②隨機(jī)抽取一部分樣品，再稱質(zhì)量(樣品質(zhì)量)。③將樣品裝入樣品袋(中號(hào)或小號(hào)布袋)。

3.3 土壤調(diào)查

土壤調(diào)查包括土壤容重、有機(jī)碳含量、黏土含量、可溶性有機(jī)碳(DOC)、pH、分解度、泥炭類型、泥炭厚度、水位、土壤有機(jī)碳總量等10項(xiàng)指標(biāo)，其中，土壤容重、有機(jī)碳含量、黏土含量、可溶性有機(jī)碳(DOC)、pH等5項(xiàng)指標(biāo)通過(guò)試驗(yàn)室對(duì)土壤樣品檢測(cè)分析獲得；泥炭厚度和水位、分解度、泥炭類型等4項(xiàng)指標(biāo)通過(guò)外業(yè)調(diào)查獲得。具體步驟如下：

(1)挖土壤剖面。

(2)取土壤水樣:剖面挖到30cm深時(shí)，采集一礦泉水瓶土壤水溶液(取樣前用土壤水溶液涮礦泉水瓶2次)，加入1mL穩(wěn)定劑(稀硫酸水)。

(3)取土壤容重樣：環(huán)刀在泥炭土壤坡面的上、中、下各采集1個(gè)泥炭土環(huán)刀樣品，將土樣放入自封袋密封好(每個(gè)環(huán)刀樣放一個(gè)自封袋)。

(4)取檢土壤測(cè)樣：取6鉆(每鉆間隔小于50cm)混合均勻，分裝兩袋，每袋1 000g(一袋檢測(cè)樣、一袋備份樣)，如果6鉆重量不夠，就再取3鉆。

(5)調(diào)查泥炭分解度、調(diào)查泥炭類型。

4 統(tǒng)計(jì)匯總

4.1 斑塊信息統(tǒng)計(jì)

(1)建立基本數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。包括泥炭沼澤斑塊編碼、外業(yè)調(diào)查碼、地理位置、坐標(biāo)、地形、海拔、斑塊面積、自然環(huán)境狀況、保護(hù)管理及受威脅情況、植被調(diào)查因子、土壤調(diào)查因子、植物生物量、植物碳庫(kù)、土壤碳庫(kù)等所有調(diào)查、統(tǒng)計(jì)信息及測(cè)算結(jié)果。

(2)整理斑塊信息填入數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)斑塊形成一條記錄。

4.2 碳庫(kù)匯總

根據(jù)調(diào)查成果，將各泥炭沼澤斑塊群系及其對(duì)應(yīng)面積、生物量調(diào)查樣方大小、數(shù)量以及土壤調(diào)查采樣點(diǎn)數(shù)量、經(jīng)緯度坐標(biāo)、土壤取樣剖面狀況，群系名稱、生物量各組分碳含量與碳庫(kù)等進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)與匯總，對(duì)土壤的容重、有機(jī)碳含量、碳庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與匯總。

5 云南省泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查成果

通過(guò)上述內(nèi)容，云南省泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查成果(1) 基礎(chǔ)地理信息圖：包括省界、縣(市、區(qū))界線、保護(hù)地界線、居民點(diǎn)、河流、公路、鐵路。(2)泥炭沼澤分布圖:在基礎(chǔ)地理信息圖基礎(chǔ)上，疊加各泥炭沼澤斑塊的編碼、樣方、采樣點(diǎn).(3)泥炭沼澤碳庫(kù)分布圖:在基礎(chǔ)地理信息圖基礎(chǔ)上，疊加碳庫(kù)總量信息，以不同顏色分級(jí)各泥炭沼澤的碳庫(kù)總量。(4)云南省泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查報(bào)告。

[1] 劉子剛,王銘,馬學(xué)慧.中國(guó)泥炭地有機(jī)碳儲(chǔ)量與儲(chǔ)存特征分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2012,32(10)：1814-1819

[2] 云南省林業(yè)廳.云南省泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查實(shí)施細(xì)則 [S].2014

[3] 王剛.泥炭沼澤碳庫(kù)研究初探[J].林業(yè)科技情報(bào),2015,47(3):6-7

[4] 王樹(shù)軍.黑龍江省林口林業(yè)局沼澤土及泥炭土成土過(guò)程與理化特征分析[J],林業(yè)勘察設(shè)計(jì)，2016,178(2):91-92

[5] 趙星財(cái).黑龍江省泥炭沼澤生物量和碳庫(kù)調(diào)查淺析[J].防護(hù)林科技,2016(11):70-71

[6] 樊祥義.吉林省泥炭沼澤現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì)，2017(1)：26-27