云南省泥炭沼澤碳庫調查方法探討

李金亮

(云南省林業調查規劃院大理分院,云南 大理 671000)

泥炭沼澤是一種土壤中富含有機碳的特殊的濕地，其碳儲量在全球陸地碳儲量中占有較高的比例。我國泥炭地有機碳總儲量約 15.03億t,在各省和各氣候區分布不均勻,四川省(6.45億t)和云南省(2.91億t)泥炭地有機碳儲量最豐富,占總儲量的 62.29%[1]。2016年，云南省林業廳開展了泥炭沼澤碳庫資源調查，目的是查清云南省泥炭沼澤現狀，建立云南省泥炭沼澤數據庫和管理信息平臺。加強泥炭沼澤保護與管理，履行《聯合國氣候變化框架公約》、《濕地公約》等國際公約或協定[2]。為泥炭沼澤的長期保護、管理和合理利用提供基礎資料和決策依據。調查范圍是全省范圍內面積≥1hm2的所有自然泥炭沼澤。

1 泥炭、沼澤、碳庫的概念

泥炭：動植物死亡殘體在多水缺氧的狀態下緩慢形成的有機堆積層，是古代沼澤環境特有的產物。

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 調查準備

2.1 云南省泥炭沼澤碳庫摸底調查結果

將摸底采集的GPS坐標點在ArcGis下進行空間分析及影像判讀，全省538塊中：15塊坐標有誤，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 影像數據準備

用“云南二類調查系統”桌面版軟件創建工程文件，選用西安80坐標系。導入shp文件，將點.shp及面.shp分別放入“點要素”和“面要素”圖層中(見圖1，以昆明市舉例)，將影像圖拷貝在“云南二類調查系統”桌面版軟件的影像文件下面；將創建的工程文件拷貝在“云南二類調查系統”桌面版軟件的數據文件下面。

2.3 外業平板電腦應用學習

本次用平板電腦勾繪斑塊，需要學習平板電腦的應用。

(1)用“云南二類調查外業數據采集系統”平板版軟件打開工程文件。

(2)輸入GPS點坐標，在GPS點圖層上創建點，錄入GPS點屬性，如：在“名稱”欄輸入點號(與GPS保存的點號一致)；“備注”欄輸入泥炭，如圖2所示：

圖1 創建工程文件

圖2輸入GPS點坐標

(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)計算面積：打開面要素屬性表，鼠標右鍵點“數字1”字段，點“圖形計算”。

3 調查方法

3.1 泥炭沼澤斑塊調查

泥炭沼澤斑塊是泥炭沼澤碳庫調查、統計的基本單位。斑塊邊界的確定以泥炭沼澤土壤的物理特征(植物殘體類型、顏色、紋理、松軟度、密度等)、量化指標(腐殖質層的厚度、黏土含量、土壤有機碳含量等)以及指示性植物(如苔草、泥炭蘚等)為依據，作為野外邊界確定的參考[2]。特征不明顯難以判斷的，需進行土壤取樣，根據樣品檢測結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查：依據摸底調查數據、衛星影像和現地地形情況，首先用土鉆確定有無泥炭分布，如果有泥炭分布，用平板二調軟件調繪沼澤泥炭斑塊的大致邊界；再用土鉆變坡點、邊界拐點、地類交界處用測量并用GPS記錄泥炭厚度≥30cm的拐點坐標，并修正邊界。

(2)沼澤泥炭斑塊泥炭厚度和水位測定：依據斑塊面積，用土鉆按規定點數在斑塊內測定各點厚度，求泥炭厚度算術平均值。然后用鋼卷尺測定水位。

(3)現狀調查：調查地形、平均海拔、水源補給狀況、積水狀況、流入狀況、流出狀況、排水與復濕情況、植被類型、調查保護管理狀況、受威脅情況這些因子并填寫調查卡片。

3.2 植被調查

(1)確定斑塊內的優勢植物群系。

(2)設置群系樣方：按喬木、灌木、草本、枯落物、蘚類分層設置樣方，進行植被因子調查。

(3)樣地設置：喬木為半徑11.29m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、枯死木對胸徑5.0cm以上喬木進行每木檢尺，量測胸徑和樹高；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：調查株(叢)數、胸(地)徑、高度。

(5)清洗、稱質量(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時)，分類稱量鮮質量(總質量)。②從中抽取一部分，再稱質量(樣品質量)③將樣品分類裝入樣品袋(中號或小號布袋)。

(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地下總生物量90%。

(7)清洗稱質量(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，稱鮮質量(總質量)。②隨機抽取一部分樣品，再稱質量(樣品質量)。③將樣品裝入樣品袋(中號或小號布袋)。

3.3 土壤調查

土壤調查包括土壤容重、有機碳含量、黏土含量、可溶性有機碳(DOC)、pH、分解度、泥炭類型、泥炭厚度、水位、土壤有機碳總量等10項指標，其中，土壤容重、有機碳含量、黏土含量、可溶性有機碳(DOC)、pH等5項指標通過試驗室對土壤樣品檢測分析獲得；泥炭厚度和水位、分解度、泥炭類型等4項指標通過外業調查獲得。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，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穩定劑(稀硫酸水)。

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

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

(5)調查泥炭分解度、調查泥炭類型。

4 統計匯總

4.1 斑塊信息統計

(1)建立基本數據庫，統一數據庫結構。包括泥炭沼澤斑塊編碼、外業調查碼、地理位置、坐標、地形、海拔、斑塊面積、自然環境狀況、保護管理及受威脅情況、植被調查因子、土壤調查因子、植物生物量、植物碳庫、土壤碳庫等所有調查、統計信息及測算結果。

(2)整理斑塊信息填入數據庫，每個斑塊形成一條記錄。

4.2 碳庫匯總

根據調查成果，將各泥炭沼澤斑塊群系及其對應面積、生物量調查樣方大小、數量以及土壤調查采樣點數量、經緯度坐標、土壤取樣剖面狀況，群系名稱、生物量各組分碳含量與碳庫等進行分類統計與匯總，對土壤的容重、有機碳含量、碳庫進行統計與匯總。

5 云南省泥炭沼澤碳庫調查成果

通過上述內容，云南省泥炭沼澤碳庫調查成果(1) 基礎地理信息圖：包括省界、縣(市、區)界線、保護地界線、居民點、河流、公路、鐵路。(2)泥炭沼澤分布圖:在基礎地理信息圖基礎上，疊加各泥炭沼澤斑塊的編碼、樣方、采樣點.(3)泥炭沼澤碳庫分布圖:在基礎地理信息圖基礎上，疊加碳庫總量信息，以不同顏色分級各泥炭沼澤的碳庫總量。(4)云南省泥炭沼澤碳庫調查報告。

[1] 劉子剛,王銘,馬學慧.中國泥炭地有機碳儲量與儲存特征分析[J].中國環境科學,2012,32(10)：1814-1819

[2] 云南省林業廳.云南省泥炭沼澤碳庫調查實施細則 [S].2014

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

[4] 王樹軍.黑龍江省林口林業局沼澤土及泥炭土成土過程與理化特征分析[J],林業勘察設計，2016,178(2):91-92

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

[6] 樊祥義.吉林省泥炭沼澤現狀分析與評價[J].林業勘察設計，2017(1)：26-27