DZ/T 0375-2021《岩溶碳循环调查与碳汇效应评价指南》标准全文与要点

标准概况

《岩溶碳循环调查与碳汇效应评价指南》（DZ/T 0375-2021）由自然资源部发布，2021年8月19日发布、2021年11月1日实施。指南由全国自然资源与空间规划标准化技术委员会（SAC/TC93）归口
指南引言指出：碳酸盐岩风化溶解消耗大气或土壤中CO₂，并随水流经过迁移、转化等一系列动态过程，积极参与全球碳循环，产生短时间尺度碳汇效应。中国碳酸盐岩分布面积约344.6万平方千米，约占国土面积的三分之一，其中岩溶碳汇量与森林碳汇量处于相同数量级。

术语与调查分区

• 岩溶流域：碳酸盐岩面积不小于10%、重碳酸根浓度不小于1mmol/L、水化学类型为重碳酸根型的地表或地下水系的流域范围
• 岩溶碳循环：岩溶流域中碳酸盐岩风化溶解消耗大气或土壤CO₂形成水中无机碳，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
• 岩溶碳汇效应：通过碳酸盐岩溶蚀作用，将消耗的大气或土壤CO₂以溶解无机碳（DIC）、溶解有机碳（DOC）和惰性有机碳（RDOC）等形式保留或固定在水圈、生物圈中的过程和通量
• 岩溶碳汇通量：单位时间内岩溶碳循环产生的碳汇量（t/a）；岩溶碳汇强度：单位面积、单位时间内的碳汇量[t/(km²·a)]。
  调查分为1:50000重点调查区（主要部署于具有区域代表性的岩溶流域）和1:250000一般调查区，具体技术定额参考DZ/T 0282-2015执行。

  调查内容

  碳酸盐岩风化溶解消耗CO₂发生条件调查

  包括气候条件（气温、降水量、蒸发量、太阳辐射）、地形地貌（高程、坡度、地貌类型、岩溶形态）、地层构造（岩石组合、碳酸盐岩分布及石膏、硫化物、煤系地层分布）、土壤植被（土壤类型、物理化学属性、土地利用方式、植被群落类型与生物量）、地下水补给径流排泄条件等。

  岩溶碳循环过程调查

  包括碳酸盐岩溶蚀速率及其时空变化、无机碳在地下水中的迁移与变化（洞穴、岩溶泉、地下河中的形态变化及通量）、碳在地表水中的迁移与变化（水一气界面CO₂交换通量、水生生物固碳效率、碳沉积通量及沉积速率、无机碳和有机碳来源）。

  野外调查与监测要点

• 岩石地球化学调查：以四级或五级岩溶流域为单元选择1~2条典型地层剖面，平水期采样、1次/流域；测定有效孔隙度、重力给水度、渗透系数及K₂O、Na₂O、CaO、MgO、TiO₂、Fe₂O₃、SiO₂、S、酸不溶量、无机碳同位素等。
• 土壤地球化学调查：按试坑（长1.2m、宽0.8m、深1.2m）剖面采样，按土壤发生层取样，1次/年平水期；测定无机碳、TN、TP、TK、总有机碳、溶解有机碳、有机碳同位素等。
• 碳酸盐岩溶蚀速率调查：溶蚀试片埋放点选择不同地层岩性及地貌部位（山顶、山腰、洼地、垭口），兼顾不同植被和土地利用方式，控制补给、径流、排泄区，采样频度4次/年。
• CO₂浓度调查：土壤中CO₂按每10cm深度间隔测定一次（土深超过1m测量至1m）；大气中CO₂从0m~4.5m按每0.5m间隔测定；变化较小区域每年1月、7月采样2次/年，变化较大区域1月、4月、7月、11月采样4次/年。
• 植被生物量调查：遥感反演（草地和农作物低生物量用NDVI、土壤裸露较多用SAVI、高生物量用EVI；森林地上生物量采用机载激光雷达LiDAR与光学遥感融合的统计方法）＋地面样方验证（农作物草地收获法5个样方、森林每木检尺法）。
• 岩溶洞穴动态监测：宜选择包气带洞穴（顶板薄、地表植被覆盖好）和有地下河发育的洞穴；监测洞内外气温、湿度、CO₂含量、滴水滴速滴量、水温、电导率、pH、Ca²⁺、HCO₃⁻含量及碳同位素组成；暴雨监测在降雨前1天直至降雨结束后3~5天取样，每1~2天监测一次。
• 水文地球化学调查：地表河流宽度≤50m布1条垂线、50~100m布2条、>100m布3条；水深≤5m距上层0.5m布1个样点、5~10m布2个、>10m布3个（上中下混合）；每年1月、4月、7月、11月采样4次/年；现场测定流量、水温、电导率、pH、Ca²⁺、HCO₃⁻。
• 水-气界面CO₂交换通量调查：河流选择上中下游控制断面、湖泊选择进水区湖心区出水区、水库选择库首库中库尾；2次/年或4次/年。
• 水生植物固碳效率调查：2次/年（1月、7月），测定水生植物TOC/TN值和δ¹³C值。
• 沉积物碳含量储量调查：1次/流域平水期，测定有机碳含量、有机质稳定碳同位素、TN、²¹⁰Pb和¹³⁷Cs，用同位素计算碳沉积通量、沉积速率及内源有机碳比例。
• 动态监测：重点流域安装自动化在线多参数水化学监测仪，记录频次建议枯水期2h一次、平水期1h一次、丰水期0.5h一次、洪水事件15min一次；人工监测1次/月、雨季加密到每10天一次；暴雨监测从降雨前2小时到降雨结束后2小时（或洪峰过后），每15分钟记录一组数据。

  流域岩溶碳汇通量评价

  评价内容包括：碳酸盐岩溶解速率（溶蚀试验）、源汇分析（碳酸溶蚀碳酸盐岩比例、水-气界面CO₂交换通量、流域内源有机碳、沉积物碳沉积速率及来源、流域无机碳输出量）、碳汇效应（利用GIS以地层岩性为主要依据，考虑地形地貌、水文地质及气象、植被、土壤等条件划分子单元，进行碳汇强度计算，根据流域源汇分析结果计算流域碳汇通量）。

  图件编制与成果提交

  基础图件包括地形地貌图、水系图、植被类型图、岩石类型图、岩溶碳循环调查实际材料图等；成果图件以岩溶流域碳汇强度分布图为必编图件。图件宜数字化，地理底图采用国家地理信息中心1:50000地理底图空间数据库、2000国家大地坐标系、高斯-克吕格投影。成果报告编写提纲见附录K，报告评审后按评审意见修改，最终报审批单位审查认定。

  知识点总结

  1. 岩溶碳汇是“岩石圈参与碳循环”的特殊碳汇类型，中国约三分之一的国土面积为碳酸盐岩分布区，碳汇潜力与森林碳汇相当，是双碳目标下不容忽视的固碳途径。
  2. 岩溶碳汇的实质是“碳酸盐岩溶解消耗CO₂→以DIC/DOC/RDOC形式固定于水圈与生物圈”，评价碳汇通量的关键是把各个迁移转化环节的量算清楚。
  3. "1:50000重点调查区＋1:250000一般调查区"的分区工作模式，兼顾了调查精度与成本控制。
  4. 碳汇通量评价是“溶解速率＋源汇分析＋子单元划分”的组合计算：溶蚀试验给出岩溶作用强度，源汇分析给出各环节通量，GIS子单元划分实现空间化。
  5. 动态监测（枯水期2h、平水期1h、丰水期0.5h、洪水15min）的加密设计，专门用于捕捉暴雨洪水事件中岩溶碳汇的脉冲式变化——这正是岩溶碳循环最活跃、最关键的时段。

     适用读者

     本指南适用于地质调查与碳循环研究机构、岩溶地质研究与监测人员、自然资源主管部门碳汇管理工作者，以及从事生态系统碳汇核算、气候变化应对和生态修复工程评价的相关人员。

     文件获取

     本指南为自然资源部发布的行业标准，全文包括总则、调查内容、野外调查与监测、碳汇通量评价、图件编制、成果报告及附录A~K（调查表格式、溶蚀试验方法与计算、饱和指数与CO₂分压计算公式、水生植物碳汇通量计算、碳酸溶蚀溶解无机碳、水-气界面CO₂交换通量估算、内源有机碳、沉积物碳沉积速率及来源、流域无机碳输出量、碳汇强度及通量、成果报告编写提纲）。需要完整电子文档的读者可通过下方资源获取。

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