DZ／T 0375-2021  岩溶碳循环调查与碳汇效应评价指南

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e）水文地质特征：水文地质结构，水动力条件和水化学特征，确定岩溶地下水系统的结构与边界， 分析地下水的补给、径流、排泄条件及空间展布

通信标准5.2岩溶碳循环过程调

岩溶碳循环过程调查内容包括： 碳酸盐岩溶解生成水体中的无机碳：在表层岩溶带中大气或土壤中CO2生成水体中的溶解无 机碳的过程中，调查大气或土壤中CO2、土壤类型、岩石成分等影响因子对不同碳酸盐岩的溶蚀 速率及其时空变化的影响； b） 无机碳在地下水中的迁移与变化：调查物理化学条件改变导致的溶解无机碳在地下岩溶含水介 质中的迁移及在洞穴、岩溶泉或地下河中的形态变化及通量； 碳在地表水中的迁移与变化：调查地表水体（河流、湖泊、水库)中碳的形态及动态特征、水生生 物将水体无机碳转化为有机碳的效率、碳沉积通量及沉积速率、水一气界面CO2交换通量、无 机碳和有机碳的来源，

建议收集自然地理、气象水文、区域地质、构造地质、水文地质、生态环境等资料。可收集社会经济概 况，水、土、岩、矿资源利用现状、发展规划及其他与碳循环相关的各种资料。 在降水量、流量数据不足时，建议建立观测站收集；在岩溶地下河管道介质、地下河分水岭地带等重 要或未查明地段，建议采用物探、钻探、示踪等方法，确定地下水系统的结构与边界。 综合分析收集的资料，认真总结影响岩溶流域碳循环的地球化学、地质学、生态环境学等各种因素， 明确碳循环调查重点问题

6.2岩石地球化学调查

宜考虑以四级或五级岩溶流域为单元，选择1条～2条典型地层剖面，以同比例尺地质图 的最小岩石地层单位为基本单元采集岩样。在采集岩样的同时，填写地质点野外调查记录卡 A中表A.1)。

6.2.2采样频度和时间

建议采样频度为1次/流域，在平水期进行

宜测定岩石的有效孔度、重力给水度、渗透系数（或渗透率)等参数，宜测试化学成分指 NazO、CaO、MgO、TiO2、Fe,O.、SiO，、S、酸不溶量、无机碳同位素。可在实验室进行相对溶解

6.3土壤地球化学调查

区域调查宜选择不同植被类型覆盖、不同土地利用方式下的土壤剖面，土壤采样点宜考虑与岩 地下水采样点相配合

重点调查区宜考虑有岩溶地下水系统的补给、径流、排泄区及不同的岩溶地貌部位的采样点。 在进行土样采集过程中，建议观察并记录采样点土壤类型、土地利用方式、植被类型、农药化肥使用 情况及采样点周围的环境，剖面厚度、分层及其质地、颜色、土层厚度等物理特征，按试坑（长1.2m，宽 0.8m，深1.2m）剖面采样，土层较薄时，剖面挖至母质层。采样建议分两种情况：一种按土壤发生层进 行采样，用于分析土壤化学元素含量；另一种以土壤深度为依据，每10cm采集一个土样，用于分析土壤 有机碳和无机碳及其随深度的变化情况 中表A.2

6.3.2采样频度和时间

建议采样频度为1次/年，在平水期进行

现场宜测定土壤水分、温度、电导率。实验室宜测定无机碳、营养元素（TN、TP、TK、速效氮、有效 磷、速效钾）、土壤总有机碳、溶解有机碳、有机碳同位素、盐基离子、铵态氮、硝态氮、其他土壤化学成分 （建议为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K,O、Na2O、MnO、P2Os、烧失量）、土壤pH、土壤物理性质（土 壤容重、粒度、机械组成）等。

6.4碳酸盐岩溶蚀速率调查

6.4.1溶蚀试片埋放点的选择

建议选择在不同地层岩性及地貌部位，如山顶、山腰、洼地、亚口等，并考虑不同植被类型覆盖 电利用方式，埋放点宜考虑与岩样、土样、水样采样点配套。布点位置建议控制地下水系统的补 排泄区。

6.4.2采样频度和时间

考虑枯水期、丰水期、平水期水文和土壤中CO，动态特征，建议在每年的1月、4月、7月和11 奖样，采样频度为4次/年

6.4.3埋放方法和埋放时间

3中B.3，填写溶蚀试验野外记录卡片（见附录A

6.5大气或土境中CO，浓度调查

建议选择在不同地层岩性及地貌部 并考虑不同的植被类型覆盖、不 同土地利用方式。宜考虑岩溶地下水系统的补 地貌部位的测试点。非岩溶 区宜选择对应的2个以上测试点进行对比。

6.5.2采样频度和时间

考虑枯水期、丰水期、平水期水文特征，变化较小区域，建议在每年的1月、7月进行采样，采样频度 为2次/年；变化较大区域，建议在每年的1月、4月、7月和11月进行采样，采样频度为4次/年。

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用CO2测试泵和测试管检测，每10cm测定一次土壤中CO，浓度，土深超过1m时，测量至1m；重点调 查区从表层到基岩挖试坑，按每10cm埋CO2收集和测试装置，回填原位土壤15d后，定时用CO2测试 泵和测试管检测不同层位CO2浓度，了解土壤中CO2动态。填写CO2测试野外记录卡片（见附录A中 表A.4）。 6.5.3.2土一气界面CO2逸出通量：宜采用容器收集一气相色谱法测定。 6.5.3.3大气中CO2：从0m4.5m，按每0.5m间隔测定。填写CO2测定野外记录卡片（见附录A 中表A.4）

6.6.1遥感反演植被生物量

草地和农作物生物量遥感反演可采用经验统计方法，可 曾强型植被指数（EVI)、土壤调节植被指数（SAVI)等。在生物量较低的草地或农田宜使用NDVI；在生 勿量不高且土壤裸露较多时宜使用SAVI；在植被生物量较高时宜使用EVI。 森林地上生物量的遥感反演宜采用融合机载激光雷达（LiDAR）和光学遥感数据统计方法。具体实 见方法可包括： a）通过野外实验获取LiDAR数据及森林地上生物量观测数据； 利用LiDAR提取的森林结构形态参数（如点云高度/密度），构建这些参数与地面实测的森林地 上生物量之间的统计关系； 构建LiDAR提取的森林结构参数与对应光学影像特征参数（如影像纹理、植被指数）之间的统 计关系，以大尺度覆盖的光学影像为桥梁，获取区域尺度的森林地上生物量

6.6.2地面植被样方调查验证

a）农作物和草地生物量宜通过破坏性的收获法获取，在一个大的区域（如30m×30m）内可布设5 个1m×1m的样方（4个位于角点，一个位于对角线的交叉点上），利用收获法得到每个样方的 生物量，取5个样方生物量的平均值作为真值验证遥感数据反演的对应像元的生物量。 b 森林地上生物量可采用每木检尺的方法获取，在一片长势相对均一的森林区域，选择一块标准 样地（其大小可以与遥感影像像元的空间分辨率相对应），测量该样地内每棵树的胸径和树高。 利用前人已经建立的不同树种胸径或树高与森林地上生物量之间的统计关系，计算得到样地生 物量作为遥感影像单个像元所对应的真实森林地上生物量。 C 填写植物群落野外调查记录卡片（见附录A中表A.5）、乔木层野外样方调查记录卡片（见附录 A中表A.6）、灌木层野外样方调查记录卡片（见附录A中表A.7)和草本层野外样方调查记录 卡片（见附录A中表A.8）

6.7岩溶洞穴动态监测

减7.1监测网布置基本

岩溶洞穴监测点宜选择包气带洞穴和有地下河发育的洞穴，包气带洞穴宜选择顶板薄、地表植被覆 盖好的洞穴。

6.7.2监测内容和监测

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5.9.2采样频度和时间

6.9.3测定指标和方法

6.10水生植物固碳效率调查

6.10.1测试点选择

地表河流宜选择上、中、下游控制断面；湖泊宜选择进水区、湖心区、出水区；水库宜选择库首、库中、 库尾。

6.10.2采样频度和时间

采样频度建议2次/年，分别在1月、7月进行

6.10.3测定指标和方法

宜在典型河流设置水生植物采集样方，定性描述水生植物类型、名称、数量，计算水生生物生物量 采样测试水生植物的TOC/TN值和13C值。填写水生植物野外调查记录卡片（见附录A中表A.13） 水生植物岩溶碳汇通量计算参见附录D。

6.11沉积物碳含量储量调查

6.11.1测试点选择

6.11.2采样频度和时间

采样频度建议1次/流域，在平水期进行。

6.11.3测定指标和方法

宜取样测定沉积物中有机碳含量、有机质稳定碳同位素、TN、210Pb和137Cs。可用同位素计算地表水 体（河流、湖泊、水库）沉积物中碳沉积通量和沉积速率，以及沉积物中内源有机碳的比例。

6.12地表水和地下水动态监测

6.12.1地下水岩溶碳汇过程动态监测

地下水动态监测网的布置宜考虑控制区域地下水动态变化规律，建议按不同地下水系统，地下水的

补给、径流、排泄区，外源水的汇流区以及人类活动影响地带（矿区、居民地），不同含水层（组），不同土地 利用方式等设置监测点，形成监测网络

6.12.1.2监测内容和监测频率

重点流域建议安装自动化在线多参数水化学监测仪，实现在线监测水的温度、pH、电导率、流量（水 位）、溶解氧、降雨量等指标。根据水文情况设置记录频次，建议枯水期2h1次，平水期1h1次，丰水期 0.5h1次，洪水事件15min1次。仪器供电充足的情况下可设置为每15min记录1组数据。 人工监测：建议1次/月，在雨季加密到每10d一次，同时采样。 暴雨监测：建议从降雨前2h开始采样直到整场降雨结束后2h（或洪峰过后）。每15min记录1组 数据（仪器自动记录）；每1h或2h记录1次，同时采样（人工记录）。现场监测指标宜包括水温、pH、 HCO3含量、电导率、溶解氧、流量（水位）、气温、降雨量等；采样监测指标宜包括碳同位素、碳形态及碳 含量（POC、DOC)等

6.12.2地表水岩溶碳汇过程动态监测

2.1监测网布置基本要

地表水监测点宜与水文观测站，或与具有水质在线监测功能的站点相配套，布置在河流入口、出口 汇流交叉处，水库、湖泊的人口、中部和出口段

2.2监测内容和监测步

主要河流、湖泊、水库建议安装自动化在线多参数水化学监测仪，可实现在线监测水温、pH、电导率、 流量（水位）、溶解氧、气温、降雨量等指标。监测间隔建议设置为每15min记录1组数据。建议远程数 据实时传输。没有实时传输条件时，可利用自动记录数据存储器，设置好记录时间间隔，保障1月～2月 的监测数据的储存，通过电缆用笔记本现场下载数据。 洪水监测：建议从洪峰来临前2h开始采样直到洪峰结束后2h。每15min记录1组数据（仪器自动 记录）；每1h或2h记录1次，同时采样（人工记录）。现场监测指标宜包括水温、pH、HCO含量、电导 率、流量（水位）、降雨量、溶解氧等：采样监测指标宜包括碳同位素、碳含量（POCDOC)等

7流域岩溶碳汇通量评价

7.1.1碳酸盐岩溶解速率：不同影响因素下碳酸盐岩的溶解速率及分区 7.1.2源汇分析：流域内碳源和碳汇的来源、比例及通量。 7.1.3碳汇效应：流域内子单元碳汇强度和总通量

7.2.1碳酸盐岩溶解速率可采用溶蚀试验，参见附录B。 7.2.2源汇分析宜包括无机碳中碳酸溶蚀碳酸盐岩比例，参见附录E；水一气界面CO2交换 附录F；流域内源有机碳，参见附录G；沉积物碳沉积速率及来源，参见附录H；流域无机碳输 附录I。

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7.2.3碳汇效应：宜利用GIS以地层岩性为主要依据，考虑地形地貌、水文地质条件以及气象、植被、土 壤等环境条件，划分子单元，进行碳汇强度计算。根据整个流域源汇分析结果，计算流域碳汇通量。计算 方法参见附录工。

，，石容恢值环调省图件用基图件车利成果图件组成 3.1.2基础图件和成果图件比例尺建议为1：50000，选编成果图件依据实用性选定比例尺，也可作为 必编成果图件的镶图， 3.1.3所有图件均宜数字化，地理底图宜采用国家地理信息中心1:50000地理底图空间数据库数据 2000国家大地坐标系、高斯一克昌格地图投影

3.2.1基础图件可包括地形图、地质图、水文地质图、遥感影像图、地貌图、土地利用分区图、土壤类型 图、植被类型图、岩石类型图、岩溶碳循环调查实际材料图。可根据实际情况合并或分解。 8.2.2除岩石类型分布图、岩溶碳循环调查实际材料图外，基础图件宜引用现有图件，根据任务需要进 行适当修编。

8.3.1建议岩溶流域碳汇强度分布图为必编成果图件。

4岩溶碳循环调查实际材料图

a）第一层次：地理背景。由地形类、水系类、境界类、交通类、居民地等图层构成。 b 第二层次：调查工作程度分区 C) 第三层次：调查工作。表示完成的实际工作量。由地面调查线路、调查点、部面线、采样点、实验 测试、监测工程等图层组成。

8.5岩溶流域碳汇强度分布图

8.5.1碳汇强度分布图是反映岩溶流域碳循环的性质（源、汇）和强度的成果图件。 8.5.2碳汇强度分布图基本内容如下。 a）第一层次：主要表示与岩溶碳循环相关的地理、气象因子，由地形类、水系类及降雨量、气温等值 线等图层构成。 b） 第二层次：主要表示与岩溶碳循环相关的地质、水文地质条件，如岩性分布、岩溶发育程度、水化 学特征及地下水径流模数等内容。 c）第三层次：岩溶流域碳汇强度分区

9成果报告编写、评审与提交

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9.1.1成果报告宜充分利用已有资料，全面反映调查和测试所取得的成果。

9.1.1成果报告宜充分利用已有资料，全面反映调查和测试所取得的成果。 9.1.2报告宜做到内容简明扼要，重点突出，论据充分，结论明确，附图、附件齐全。 9.1.3成果报告编写提纲参见附录K。

9.2.1报告评审依据项目任务书、设计书、设计审查意见书、野外验收意见书及有关

2.1报告评审依据项目任务书、设计书、设计审查意见书、野外验收意见书及有关标准和要求进 2.2报告评审后应根据评审意见认真修改，最终报告报送审批单位审查认定

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表A.1至表A.13给出了岩溶碳循环调查中所需要的表格

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表A.1地质点野外调查记录卡片（续）

表A.2土壤点野外调查记录卡片（续）

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表A.4CO，测试野外记录卡片

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表A.5植物群落野外调查记录卡片（续）

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给排水标准规范范本DZ/T0375—2021

表A.6乔木层野外样方调查记录卡片

表A.7灌木层野外样方调查记录卡片

表A.8草本层野外样方调查记录卡片

表A.9岩溶洞穴环境野外调查记录卡片（续）

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矿山标准规范范本表A.11地下水野外记录卡片（续）