GB/T 43932-2024《岩溶流域碳循环监测及增汇评价指南》国家标准全文与要点

标准概况

GB/T 43932-2024《岩溶流域碳循环监测及增汇评价指南》是中华人民共和国国家标准，由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会于2024年4月25日发布，自2024年8月1日起实施，由自然资源部提出、全国自然资源与空间规划技术委员会（SAC/TC93）归口

标准定位

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，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。岩溶碳汇是全球碳循环研究的前沿领域：碳酸盐岩风化溶解过程消耗大气和土壤中的CO₂并随水体迁移储存（“岩溶作用碳汇”），我国岩溶区面积约344万平方公里（约占国土面积三分之一），岩溶碳汇是“地质碳汇”的重要组成——本指南是我国首个岩溶流域碳循环监测与增汇评价的国家标准，为岩溶碳汇的监测、计量和增汇技术提供规范依据，服务国家"双碳"（碳达峰、碳中和）目标。

核心术语

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⁻¹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。
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。
岩溶碳汇。 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。
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。

总则

概述。 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、赋存形式及分布特征和通量；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；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。
总体考虑。 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；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；调查监测以流域为单元展开，流域按面积大小分四级：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（见附录C）；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；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按70%部署、研究程度高的地区按50%部署（研究程度分区见标准表1——开展过1:50000或更大比例尺水文地质专项调查为高、开展过1:100000或1:200000区域水文地质调查为中、区域水文地质工作空白或仅开展过1:200000以下小比例尺调查为低）；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；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。

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。

监测评价内容

监测前调查内容。 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）；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）；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）；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）。
碳循环发生条件和过程监测。 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。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。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。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。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。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。
人工干预措施增汇评价。 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；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、地下岩溶碳循环增强及碳汇增量；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；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。

技术方法

岩溶流域结构调查。 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；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。
碳循环发生条件监测。 气象条件：主要气候类型区和降雨带分别布点；监测频率15min/次或30min/次；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。植被NPP、土地利用类型变化、河流蒸发量等按“全覆盖”等原则布点监测。此外按附录C规定土壤碳循环、地表水/地下水无机碳、地表水CO₂交换、水生植物转化、沉积过程等各项监测指标和方法。
岩溶碳汇计量及增汇评价。 根据监测数据计算岩溶碳汇强度和通量（水化学法——根据重碳酸根浓度和水流量计算无机碳通量等），开展碳汇强度分区评价和人工增汇效果评价。

数据库建设与成果编制

数据库建设。 建立岩溶流域碳循环及增汇数据库（监测数据、图件、评价成果的规范化入库管理）。
成果编制与提交。 编制岩溶碳循环监测及增汇评价成果报告（报告编写提纲见附录E）、图件和数据库成果并提交。

知识点总结

"岩溶碳汇"的地质固碳机制。 岩溶碳汇的化学基础是碳酸盐岩的风化溶解反应：CaCO₃+H₂O+CO₂→Ca²⁺+2HCO₃⁻——大气/土壤CO₂溶于水形成碳酸、溶蚀碳酸盐岩，碳以重碳酸根（HCO₃⁻）形态进入地下水/地表水并被输送储存——"岩石圈-水圈-大气圈"之间的碳转移使岩溶作用成为天然的地质碳汇过程；岩溶流域的定义（碳酸盐岩面积≥10%、重碳酸根≥1mmol/L且水化学类型为重碳酸根型）从水文地质上圈定了岩溶碳汇工作的对象——"碳以无机碳（DIC）形态迁移"是岩溶碳汇区别于森林碳汇（有机碳）的核心特征。
"碳来源-迁移-转化-通量"的链式监测内容。 监测评价内容按岩溶碳循环的全链条设计：监测前调查（地形地貌、地层构造、土壤植被、水文地质——查清碳循环发生的“结构条件”）、碳循环发生条件监测（气温降水NPP土地利用——查清“驱动因子”）、过程监测（土壤呼吸和溶蚀试片溶蚀量——"碳进入“环节；地表水/地下水无机碳迁移——”碳输送“环节；地表水CO₂交换释放、水生植物转化、沉积过程——”碳去向“环节）——”源头条件-过程环节-去向通量"的完整链条监测，使碳汇计量（输入输出平衡）建立在全过程数据基础上；溶蚀试片（标准碳酸盐岩试片野外埋设、测定溶蚀量）是岩溶作用速率监测的直接手段。
"人工增汇"的四种技术途径。 标准给出人工增汇评价的四类干预措施：人工造林种草（增加地表生物碳汇、促进地下岩溶碳循环——植被提高土壤CO₂浓度、增强溶蚀）、土壤改良（有机肥/农家肥/生物炭基肥——提升土壤有机碳和土壤CO₂、增强土壤碳循环和岩溶作用）、外源水引入（增加溶蚀所需水分和CO₂来源）、水生光合生物培育（提升无机碳到有机碳转化效率、增加碳汇稳定性、降低水-气界面CO₂释放）——"增汇途径按碳循环环节分类"：地表（造林种草、土壤改良）、水动力（外源水）、水化学（水生生物转化）——为岩溶区增汇实践（岩溶碳汇交易、生态补偿）提供可评价的技术途径。
"流域分级+研究程度定额"的工作部署方法。 总则的总体考虑给出科学的部署方法：流域按面积分四级（≤20、20-500、500-10000、>10000km²）确定监测指标密度；按水文地质研究程度（高/中/低）部署调查点工作量（低100%、中70%、高50%——研究程度高的地区利用已有资料、减少重复调查）；常规水质分析样占水文地质点30%-50%、全分析占水质样10%-20%——"按流域规模和研究程度差异配置工作量"既保证监测代表性又避免浪费，是地质调查类标准（与GB/T 14158、GB/T 12719衔接）部署工作的通行方法。

适用读者

本指南适用于地质调查单位和科研机构（岩溶碳汇监测与评价），自然资源和生态环境管理部门（碳汇调查、生态补偿、双碳工作），岩溶区水资源和环境监测机构，碳汇计量与交易相关单位，以及高校地质学、水文地质、碳循环与全球变化、环境科学专业师生。

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