本文件给出了我国岩溶流域碳循环监测及增汇评价工作的总体原则、工作流程、监测评价内容、技术方法和成果编制的建议。本文件适用于降水作用下我国岩溶流域碳循环监测及增汇评价工作。

07.060;13.020
CCS A44
中华人民共和国国家标准
GB/T439322024
岩溶流域碳循环监测及增汇评价指南Guidanceforthemonitoringofthekarst carbon cycle and the evaluationofenhanced carbon sink inkarstcatchment2024-04-25发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-08-01实施
1范围
规范性引用文件
3术语和定义
工作流程
监测评价内容
技术方法
岩溶碳汇计量及增汇评价
数据库建设
10成果编制与提交
附录A（资料性)岩溶区类型及特征附录B（规范性）工作量定额
附录C（资料性）岩溶流域监测指标和方法附录D（资料性）情性有机碳测定，.附录E(规范性）
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参考文献
GB/T43932—2024
GB/T43932—2024
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本文件起草单位：中国地质科学院岩溶地质研究所、中国科学院亚热带农业生态研究所、中国科学院地球化学研究所。
本文件主要起草人：市
曹建华、黄芬、白晓永、岳跃民、杨慧、张春来、肖琼、孙平安、于爽、王培、康志强、张连凯、章程、朱同彬、何师意、张强、李建鸿、刘文。II
1范围
岩溶流域碳循环监测及增汇评价指南GB/T43932—2024
本文件给出了我国岩溶流域碳循环监测及增汇评价工作的总体原则、工作流程、监测评价内容、技术方法和成果编制的建议，
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GB/T12719矿区水文地质工程地质勘查规范GBT14158区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范（比例尺1：50000）GB/T14848地下水质量标准
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
karstcatchment
岩溶流域
流域内碳酸盐岩面积不小于10%，赋存的地下水或地表水体中重碳酸根浓度不小于1mmol-L且水化学类型为重碳酸根型的地表或地下水系的完整集水区单元。3.2
karstcarboncycle
岩溶碳循环
在岩溶流域中，碳酸盐岩风化溶解消耗大气或土壤中的二氧化碳(CO2）形成无机碳，并在物理、化学和生物作用下碳形态相互转化和迁移的过程。3.3
岩溶碳汇karstcarbonsink
通过岩溶碳循环吸收大气或土壤中的二氧化碳，并储存于水体中的过程、活动或机制。3.4
artificail carbon sink increasing人工增汇
通过实施人工造林种草、土壤改良、引入外源水、水生植物培育等活动，促进岩溶作用吸收更多的大气或土壤中CO2的过程。
4总则
4.1概述
4.1.1调查岩溶流域地质、水文等结构特征；监测岩溶碳循环过程中碳的来源、迁移、转化过程、赋存形GB/T43932—2024
式及分布特征和通量。
4.1.2建立岩溶地区碳循环及增汇数据库，编制岩溶碳循环及碳汇效应图件，评估岩溶碳循环过程中碳的源汇效应，计算典型流域岩溶碳汇强度，开展岩溶碳汇强度及增汇评价。4.1.3重点分析监测区岩溶碳汇的主控因子，优选增汇技术方法，服务国家和地方增汇需求。4.2总体考虑
4.2.1在满足工作区总体规律把握的基础上，宜优先考虑在已开展区域地质、水文地质或环境地质调查的区域开展工作。
4.2.2根据岩溶的出露条件和岩溶发育特点，将中国岩溶区划分为南方岩溶区、北方岩溶区和青藏高原区（分布及特点见附录A)。南方岩溶区地下水补给、径流和排泄条件、水动力特征、水化学规律较复杂，区域水文地质条件发生明显变化，生态环境问题突出，属于复杂地区，其他两类为简单-中等地区。调查主要技术定额按照GB/T14158、GB/T12719及附录B的规定执行。4.2.3调查监测以流域为单元展开，流域按面积大小分四级，分别为小于或等于20km2、大于20km2小于或等于500km2、大于500km2小于或等于10000km2和大于10000km2，根据流域级别确定监测指标，具体见附录C
4.2.4充分参考历史资料，符合质量要求的已有工作量可纳入技术定额；再根据需要补充部署各项工作。
4.2.5水文地质研究程度低的地区，调查点工作量按照附录B规定要求部署：研究程度中等的地区，调查点工作量接70%部署：研究程度高的地区，调查点工作量接50%部署。调查区水文地质研究程度分区见表1。
表1调查区水文地质研究程度分区表研究程度高的地区
开展过1:50000或更大比例尺的水文地质专项调查工作；山区并展过1：50000或更大比例尺的区域地质调查工作；平原(盆地)区开展过第四纪地质调查工作研究程度中等的地区
开展过1：100000或1：200000区域水文地质调查工作，或开展过更大比例尺的水文地质勘查工作
研究程度低的地区
区域水文地质工作空白地区，或仅开展过1:200000以下小比
例尺区域水文地质调查工作
4.2.6常规水质分析包括简分析和全分析。常规水质分析样品数宜占水文地质点（机井、民井、泉及地表水体）的30%～50%，其中全分析样宜达到水质分析样的10%～20%。宜根据需要适当布置监测水点全分析、污染分析、同位素分析等样品分析。4.2.7调查区内有高山峡谷、高原多年冻土、自然保护区、军事管制区等特殊地区的技术定额，可根据实际情况确定，按照附录B规定的最低监测密度为准。5工作流程
岩溶流域碳循环监测及增汇工作流程宜包括：编制工作方案、流域结构调查、碳循环过程监测、人工干预增汇措施调查、碳汇强度和通量分析及分区评价、图件编制和数据库建设等过程。岩溶碳循环监测及增汇工作流程见图1。
资料收集
流域结构调查
数据库
遥患解译
调查准备
野外踏勘与工作区确定
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设计书编制与审批
工作部署图、水文地质图、地貌与植被类型图、土地利用、土壤类型图等野外监测
碳循环发生条件
和过程监测
文地顺
数据库平台
原始资料数据
综合成果数据库
6监测评价内容
监测前调查内容
气象条件
土城碳都环过程
翻献秋想下无
翡栽然。·自交
城表水沉积
实际材料图、野外调查记录、送样测试报告成果产出
图表编制
必编：岩溶流域动态碳库储量分布图选编：碳酸盐岩落蚀速率、土壤CO，浓度植被生物量分区图
附表：岩落碳汇增汇技术布置表境
图1岩溶碳循环监测及增汇工作流程图人工干预措施
增汇评价
61.1地形地貌：高程、坡度、地貌类型、岩溶形态，查明空间分布及组合特征。光
镀默龈
量检查与险收
6.1.2地层构造：岩石组合特征、碳酸盐岩分布及石膏、硫化物、煤系地层分布情况，查明岩石地球化学和构造类型、部位特征。
61.3土壤/植被：土壤类型、土层厚度，植被群落类型、组成，查明生态环境特征。6.1.4水文地质特征：地表水和地下水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。3
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碳循环发生条件和过程监测
6.2.1碳循环发生条件：气温、降水量、潜在蒸发量、风力和太阳辐射、植被净初级生产力(NPP)、土地利用类型变化等因子，分析其动态变化特征。6.2.2土壤碳循环过程：土壤呼吸、大气和土壤CO2浓度、溶蚀试片溶蚀量。6.2.3地表水/地下水无机碳循环过程：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/地下河的碳形态变化、通量及来源。6.2.4地表水CO2的交换和释放过程：地表河流CO2的释放/吸收通量及动态特征。6.2.5地表水水生植物转化过程：地表河流有机碳与无机碳的转变通量及动态特征。6.2.6地表水沉积过程：湖泊、水库有机碳无机碳的时空分布规律、底泥碳沉积通量、沉积速率及其来源。
3人工干预措施增汇评价
6.3.1调查和评价人工造林、种草生态环境修复、地表生物碳汇增加，促进地下岩溶碳循环强度及碳汇增量。
6.3.2调查和评价有机肥、农家肥、生物炭基肥等土壤改良措施的土壤质量提升、土壤碳循环增强，土下岩溶碳循环增强及族汇增量
6.3.3调查和评价外源水引入岩溶区促进岩溶碳循环强度及碳汇增量6.3.4调查和评价人工选育水生光合生物提升无机碳到有机碳的转化效率，增加岩溶碳汇稳定性，降低水-气界面CO2释放。
7技术方法
7.1岩溶流域结构调查
7.1.1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。7.1.2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宜采用物探、钻探、示踪等方法，确定地下水系统的结构与边界。7.1.3综合分析收集的资料，总结影响流域碳循环的地球化学、地质学、生态环境学等各种因素，明确碳循环监测重点过程和监测点布局。7.2碳循环发生条件监测
7.2.1气象条件
考虑以下几个方面：
a）布点原则：主要气候类型区和降雨带分别布点；b)
监测频率：15min/次或30min/次监测方法：宜收集已有的生态及环境监测气象站数据，当精度达不到要求时，可安装全自动小c
型气象站点获取数据，指标包括气温和降水量，可包括潜在蒸发量、风力和太阳辐射、大气CO2浓度等。
7.2.2植被NPP、土地利用类型变化、河流蒸发量考虑以下几个方面：
布点原则：全覆盖：
b）监测频率：1年1次；
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监测方法：宜通过遥感解译获得，宜选择云雾覆盖少（云量小于10%）、多时相、可解译性强的遥感数据，植被生长旺盛期，植被NPP也可通过样方调查法获得或收集已有样方数据计算，范围较小流域也可通过无人机解译监测。7.3土壤碳循环过程监测
7.3.1大气和土壤CO2浓度、土壤呼吸考虑以下几个方面：
a）布点原则：依次按不同地层岩性、植被类型、土地利用方式及地貌部位如山顶、山腰、洼地、垭口等进行布点，空间上宜在地下水系统的补给、径流、排泄区均有分布；监测频率：考虑枯水期、丰水期水文和土壤CO2动态特征，宜在每年的枯水期和丰水期各监b）
测1次：
监测方法：大气、土壤CO2浓度宜用顶空瓶收集-高效液相色谱测定，可用CO2仪直接测定，c）
也可使用自动化仪器监测土壤含水率、温度和CO2浓度等参数（15min/次30min/次）；土壤呼吸可采用静态箱收集-高效液相色谱测定法或土壤呼吸测定仪测定，也可收集已有的网站或数据库发布的数据。
7.3.2溶蚀试片
考虑以下几个方面：
布点原则：同7.3.1a)；
监测频率：每年的枯水期和丰水期各监测1次：b)
监测方法：挖土壤剖面埋放试片，土层较薄时，剖面挖至风化层即可；地上空气中（距地面c)
100cm)、地表、土下20cm、土下50cm各埋放一组，每组3片；埋放时，挖与试片大小相符小槽，把试片插进槽内；利用称重法计算溶蚀量；现场宜测定土壤水分、温度、电导率。7.3.3土壤理化性质
考虑以下几个方面：
a）布点原则：同7.3.1a)；
b）监测频率：每个流域在丰水期采样1次：监测方法：在埋放溶蚀试片时采集土壤样品，实验室宜测定土壤容重，酸碱值(pH)，无机碳、有c
机碳含量及有机碳稳定同位素，可测定营养元素（全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾）、盐基离子、铵态氮、硝态氮、其他土壤化学成分（宜为二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、氧化锰、氧化磷、氧化硫)和烧失量等7.4地表水/地下水无机碳循环过程监测7.4.1常规水质监测
考虑以下几个方面：
a）布点原则：依据地下水补给、径流、排泄分带规律，沿地下水径流方向，按水化学面采集水样：b）监测频率：采样宜在每年的枯水期和丰水期各采集1次：监测方法：
1)宜在现场测定pH、水温、电导率、溶解氧、钙离子(Ca2+)、碳酸氢根离子(HCO3-）及溶性总固体(TDS）等指标；地下水动态监测点初次观测时采集全分析水样，观测期内定解
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集简分析水样：
简分析水样包括用于分析主要阳离子和主要阴离子的水样：主要测定钾离子、钠离子、Ca+、镁离子(Mg+)、氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子、硝酸根离子(NO3-）、HCO3\、有机碳、游离CO2、总硬度、总碱度、总酸度等指标全分析宜在简分析基础上增加二价铁离子(Fe2+)、三价铁离子、铵离子(NH4+)、铝离子、3
氟离子、亚硝酸根离子(NO）、溴离子、碘离子、锂、锶、锌、硒、铜、汞、镉、钡、铬(六价)、铅、钻、钒、钼、锰、镍、碑、银、磷酸根、偏硼酸、可溶性二氧化硅、耗氧量等指标，其中，F+、NH4+、NO2-在现场进行测定或添加保护剂：4)水中溶解有机碳(DOC)、总氮(TN)、颗粒有机碳(POC)、碳氮比(TOC/TN)、惰性有机碳(ROC)含量，情性有机碳的测定见附录D;5
根据研究区水文地质条件和需要解决的具体问题，选用对应同位素方法：研究氮来源宜采用NO3-氮氧同位素；研究无机碳、有机碳来源宜采用无机碳（813Cpic)和颗粒有机碳（813Cpoc)稳定同位素；地下水补给来源宜采用氢氧稳定同位素；研究地下水的形成环境和硫来源宜采用硫稳定同位素；6）地下水的保存、送检要求和测样方法可按照GB/T14848进行；7)可用加利法(Galy法)区分硅酸盐岩和碳酸盐岩风化来源，用质量平衡法区分碳酸、硫酸和硝酸等的溶蚀比例，计算碳酸溶解碳酸盐岩形成的岩溶无机碳汇通量(Fpic)。7.4.2岩溶地下水和地表水动态监测考虑以下几个方面：
a）布点原则：按地下水系统或地表水流域统筹部署；能控制工作区地下水动态变化规律：区域性河流按上、中、下游部署流量监测点或建设简易水文站，与地下水转换频繁的地段宜加密监测；泉水按不同类型、不同含水层(组)及流量大小分别布置监测点：监测时长：监测持续时间宜不少于1个水文年：b
监测方法及频率：水位宜采用自记水位仪监测：对地下水动态变化剧烈的区域，选择2次9
3次暴过程，采用自记水位仪开展高频率监测，监测频率宜不低于30mim/次：水量监测对于河流、泉水及自流并，流量观测宜与地下水水位监测同步：水质监测每月进行1次～2次水质简分析；暴雨过程每1h～2h进行水质简分析；地表和地下水水温监测可每月进行1次2次，并与水位、流量同步观测，监测雨季、旱季及降雨时期岩溶碳汇的动态变化。7.5地表水C02的交换和释放过程监测考虑以下几个方面：
a）布点原则：地表河或地下河出口断面宜选择上、中、下游控制断面：湖泊(含地下水补给源)宜选择进水区、湖心区、出水区；水库（含地下水补给源）宜选择库首、库中、库尾：b)
监测频率：考虑枯水期、丰水期、平水期水文特征，在变化较小区域宜每年的枯水期和丰水期各采集1次，共2次/年：在变化较大区域建议每年的丰、平、枯水期采集，其中丰水期2次，共4次/年；
c）监测方法：现场宜测定采样点的流量、水温、电导率、pH、Ca2+含量、HCO3-含量、水面上方风速、水面CO2浓度，采集水样进行简分析；水-气界面CO2释放量可采用空气和水体内气体成分的浓度梯度并运用菲克(Fick）定律计算；流域面积较小时也可采用静态箱收集实验室测定法。
7.6地表水水生植物转化过程监测考虑以下几个方面：
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a）布点原则：地表河宜选择上、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：
监测频率：宜2次/年，分别在丰水期和枯水期采集；b)
c）监测方法：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，计算水生生物量；利用水质仪现场监测水中溶解氧的日变化，取水生植物样测试TOC/TN比值，有机碳S13C值；取水样测试水温、电导率、pH、Ca+含量、HCO3-含量和S13Cpc值；可采用溶解氧估算法或无机碳同位素法计算水生植物转化无机碳为有机碳的通量(FAoc)和比例。7.7地表水沉积过程监测
考虑以下几个方面：
a）布点原则：同7.6a)；
监测频率：宜在平水期采集，共1次/流域：b)
监测方法：水深小于20m宜取样测定沉积物中有机碳含量、有机质稳定碳同位素、总氮、铅c)
210(210Pb)和-137(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及沉积速率，宜采用二元模式法获得沉积物内源有机碳沉积通量(Fsc)。7.8人工增汇方式控制试验
7.8.1基于遥感解译的土地利用方式，提取人工造林、种草、种果等不同石漠化治理面积、叶面积指数NPP等指标，对比历史数据，评价不同治理措施的植被恢复效果。7.8.2采集不同土壤改良方式，如有机肥、农家肥、生物炭基肥等改良的0cm15cm表层土壤，埋放标准溶蚀试片，对比土壤改良方式的试片溶蚀速率，评价不同土壤改良措施的碳汇效益。土壤测定的指标同7.3.3。
7.8.3选择流域内小生境相同的人工造林、种草、种果等不同石漠化治理与未治理的岩溶区土壤，不同土壤改良方式的土壤，利用土壤水收集装置，同时开展碳酸盐岩溶蚀试验，参考相关溶蚀试验计算碳汇的方法，以土壤水化学成分为佐证，对比不同人工增汇方式的增汇效应。土壤水测定pH、Ca2+、Mg+和HCO3－浓度，样品量多时可测定简分析。7.8.4针对有外源水输入的岩溶流域，调查碎屑岩的分布范围、位置，监测外源水的流量，沿纯外源水、外源与岩溶混合水和纯岩溶水的流程上采集水样，测定简分析。监测外源水水量动态变化和水文地球化学指标，与岩溶水混合后的溶蚀能力。利用同尺度的水化学径流法计算外源水的增汇量。开展外源水和岩溶水灌溉的模拟试验，埋放标准溶蚀试片监测溶蚀速率。7.8.5对于面积大于500km2的流域，选取流域内固碳效率较高的水生植物品种进行培育，设置不同的温度、水动力和HCO3－浓度的梯度试验，监测水化学、溶解氧及无机碳同位素的变化，测定指标同7.6c)。
8岩溶碳汇计量及增汇评价
8.1岩溶碳汇通量和强度计量
溶蚀试片法在不同流域尺度均适用，水化学法在不同流域尺度存在差别，岩溶碳汇强度为岩溶碳汇通量除以面积。具体见表2。
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