GBT 40053-2021 森林生态系统长期定位观测研究站建设规范

ICS65.020森林生态系统长期定位观测研究站建设规范国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T40053—2021 12规范性引用文件 13术语和定义 24森林生态站建设 34.1森林生态站功能区划 34.2森林生态站站址区主要基础设施建设 45森林生态系统水文要素观测场建设 5.1森林生态系统蒸散量观测场建设 5.2森林生态系统水量空间分配格局观测场建设 5.3森林生态系统配对集水区观测场建设与嵌套式流域观测场建设 6森林生态系统土壤要素观测场建设 6.1森林生态系统土壤理化性质观测场建设 6.2森林生态系统土壤有机碳储量观测场建设 6.3森林生态系统土壤呼吸观测场建设 6.4森林生态系统土壤酶活性及微生物观测场建设 6.5森林生态系统根际微生态区观测场建设 6.6森林生态系统冻土和降雪观测场建设 7森林生态系统气象要素观测场建设 7.1森林生态系统标准地面气象观测场建设 7.2森林生态系统梯度小气候观测场建设 7.3森林生态系统碳通量观测场建设 7.4森林生态系统温室气体观测场建设 7.5森林生态系统大气干湿沉降观测场建设 7.6森林生态系统负离子、痕量气体观测场建设 8森林生态系统生物要素观测场建设 8.1森林生态系统长期固定样地观测场建设 8.2森林生态系统物候观测场建设 8.3森林生态系统植被层碳储量观测场建设 8.4森林生态系统凋落物与粗木质残体观测场建设 8.5森林生态系统树木年轮观测场建设 9森林生态系统其他要素观测场建设 9.1森林生态系统氮循环观测场建设 IⅡGB/T40053—20219.2森林生态系统重金属观测场建设 9.3森林生态系统调控环境空气质量观测场建设 附录A(规范性)森林生态站观测设施建设 附录B(资料性)森林生态站仪器设备建设 ⅢGB/T40053—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由国家林业和草原局提出并归口。本文件起草单位：中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所。1GB/T40053—2021森林生态系统长期定位观测研究站建设规范1范围本文件规定了森林生态系统长期定位观测研究站建安工程、观测场设施、仪器设备等的建设内容和本文件适用于全国范围内的森林生态系统长期定位观测研究站建设。2规范性引用文件下列文件的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB5749生活饮用水卫生标准GB/T18883室内空气质量标准GB/T20000.1标准化工作指南第1部分：标准化和相关活动的通用术语GB/T33027森林生态系统长期定位观测方法GB/T35221地面气象观测规范总则GB/T35222地面气象观测规范云GB/T35223地面气象观测规范气象能见度GB/T35224地面气象观测规范天气现象GB/T35225地面气象观测规范气压GB/T35226地面气象观测规范空气温度和湿度GB/T35227地面气象观测规范风向和风速GB/T35228地面气象观测规范降水量GB/T35229地面气象观测规范雪深和雪压GB/T35230地面气象观测规范蒸发GB/T35231地面气象观测规范辐射GB/T35232地面气象观测规范日照GB/T35233地面气象观测规范地温GB/T35234地面气象观测规范冻土GB/T35237地面气象观测规范自动观测GB/T35377森林生态系统长期定位观测指标体系GB/T38582森林生态系统服务功能评估规范GB50003砌体结构设计规范GB50007建筑地基基础设计规范GB50009建筑结构荷载规范GB50011建筑抗震设计规范2GB/T40053—2021GB50015建筑给水排水设计规范GB50016建筑设计防火规范GB50034建筑照明设计标准GB50052供配电系统设计规范GB50054低压配电设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50140建筑灭火器配置设计规范GB50174电子信息系统机房设计规范GB50189公共建筑节能设计标准GB50222建筑内部装修设计防火规范GB50223建筑工程抗震设防分类标准GB50311综合布线系统工程设计规范GB50324冻土工程地质勘察规范GB50325民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50345屋面工程技术规范GB50346生物安全实验室建筑技术规范GB50352民用建筑设计统一标准GB50763无障碍设计规范GB50974消防给水及消火栓系统技术规范JTGB01公路工程技术标准LY/T1606森林生态系统定位观测指标体系LY/T1626森林生态系统定位研究站建设技术要求LY/T1873森林生态站数字化建设技术规范LY/T1952森林生态系统长期定位观测方法LY/T2241森林生态系统生物多样性监测与评估规范LYJ5104林区公路工程技术标准SL537水工建筑物与堰槽测流规范GB/T20000.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1括功能用房和辅助用房两部分。3.23.33GB/T40053—20213.4物联网+生态站internetofthings+fieldsite利用局部网络或互联网等通信技术把生态站的观测传感器、控制器、机器设备、人员和物体等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的生态站观测研究3.5基于物联网技术、智能技术和可视化技术等，对长期定位观测数据进行数字化采集与传输，将信息资源进行标准化、规范化等综合分析处理，构建数字化信息平台，并通过网络实现各种科学数据与信息共享，阐明森林生态系统发生、发展等演替过程的内在机制和自身动态平衡的长期连续观测站点。3.6观测场observationfield3.7配对集水区观测场建设constructionofpairedcatchmentobservationfield(3a～5a,包括丰水年和枯水年)。校正时段之后，可选择其中之一集水区进行各种内容的观测，保留另外一个集水区作为对照区，称作配对集水区观测。3.8嵌套式流域观测场建设constructionofnestedwatershedobservationfield大流域包含小流域，小流域内包含更小集水区的研究水文过程尺度转换的观测场所建设。3.9森林生态系统动态观测大样地建设constructionofdynamicobservationplotofforestecosystem在典型森林地段建立面积6hm²、用于观测和研究物种组成、空间分布格局、生物多样性动态变化的永久性固定样地。4森林生态站建设4.1森林生态站功能区划应符合GB/T38582、GB/T35377、GB/T33027、LY/T1952、LY/T1873、LY/T1626和LY/T1606的有关规定，确定森林生态站工程项目的建设内容，同时满足下列条件：c)应充分了解当地生态区位重要性、森林类型特点、观测和研究重点，站址区和观测区功能布局e)站址区和主要观测区距离不宜过远。森林生态站建设地点符合以下条件：4GB/T40053—2021a)应按照相关部门批复的建设地点进行建设；b)建设地点应是建站单位产权关系明确的土地和林地，保障森林生态站长期使用；c)应建设在人为因素影响较小的林区；d)应考虑各种观测设施和仪器设备布设的可行性；森林生态站分区建设包括站址区建设、观测区建设和辅助区建设。具体如下：b)观测区建设：观测区内与水、土、气、生等生态要素有关的各观测场及仪器设备的建设相关内容见附录B;4.2森林生态站站址区主要基础设施建设站址区划满足以下条件：a)站址选择在主观测区附近；c)应减少林地占用，提高土地利用效率；e)调查水源位置及可靠性；f)站址选择应与当地总体发展规划密切结合。站址功能区划应确定以下内容：a)确定站址位置及围墙；b)确定进站道路接引点和路径；c)确定站址区主要出入口位置及连接各观测区出入口位置；d)确定水源地及供水管线走径、取水设施及建筑(构)物；e)确定森林生态站排水设施、排放点位置及排水管走径；f)确定森林生态站综合实验楼位置；g)确定综合实验楼消防栓、消防器材位置；h)确定各级电压进出线方位，确定进出线回路、走廊宽度及变电装置位置。和相对位置。b)竖向布置：确定站址区建(构)筑物、道路、场地的设计标高及在竖向上的相互关系和相对位置。5GB/T40053—2021综合实验楼建设满足以下要求：a)应经过有设计和施工资质的部门进行专门设计和施工；需求；d)综合实验楼耐火等级应符合GB50016和GB50222的有关规定；e)综合实验楼抗震能力应符合GB50223和GB50011的有关规定。综合实验楼建设内容如下：a)综合实验楼为框架、砖混结构和钢木结构等，其建筑总面积大于1200m²为宜，不少于基本参数设计如下：c)平面轴线尺寸：依据综合实验楼初步设计以及初步设计建筑物名称建筑面积平面轴线尺寸m×m主体m耐火等级防火分区主体结构数量分区面积综合实验楼6GB/T40053—2021b)地面：应采用地砖地面和防滑地砖地面(卫生间);f)墙体：应采用240#厚页岩烧结普通砖外墙和120#厚页岩烧结普通砖内墙；结构设计满足如下条件：筑材料等。给排水及消防建设满足如下条件：c)生活排水：生活排水量按90%生活用水量计算，生活污水经化粪池局部处理后排入污水管网，d)消防设计：按GB50016的规定及当地森林火灾特点，应配置消火栓消防系统、自动喷水灭火系统及建筑灭火器，建筑物中按中危险级A类火灾设置手提式磷酸铵盐型干粉灭火器。供电系统建设应满足如下条件：及网络系统设施的建设；a)根据实际情况采用不同类别的室内空调环境设计标准；7GB/T40053—2021b)室内空气质量各项指标应符合GB/T18883的规定；c)应有与室外空气直接对流的窗户、洞口或设置机械通风设施；d)自然通风的房间，其通风开口面积应不小于房间地板面积的1/20;e)室内建筑材料和装修材料所产生的室内环境污染物浓度限量应符合GB50325的规定；f)采暖可根据当地实际情况，无法集中供暖的地区各房间冬夏季均采用分体式空调进行温湿度控制；g)宿舍配置电热水器应安装保证使用安全的装置，应符合GB50015的规定。综合实验室建筑规定如下：a)应符合GB50346的规定；b)涉及化学试剂、有害气体或有害物质等，应确保实验人员的安全和实验室周围环境的安全；c)综合实验室应自成一区，设置在综合实验楼一端或一侧，与建筑物其他部分可相通；d)综合实验室的清洁度级别为1级。装饰材料规定如下：a)应根据腐蚀性情况选择装饰材料；b)应采用无缝的防滑耐腐蚀地面；给排水建设如下：a)给水管材可采用不锈钢管、铜管或无毒塑料管；b)排水管材应采用不锈钢或聚丙烯管材、管件，污染水和低污染水不应直接通过下水道排入地地点；a)应保证用电的可靠性，采用独立双路电源供电，应设置第三电源(如不间断电源、发电机组等);b)电源应设置漏电检测报警装置，电源插座应注意防水；c)用电设备应有可靠的接地系统；d)配电管线应采用金属管敷设，穿过墙和楼板的电线管应加套管，套管内应采用不收缩、不燃烧材料密封；e)设置应急照明设备。排风系统建设如下：GB/T40053—2021a)排送风应区别普通办公室的换风，依据风路和气体走向；c)排风系统建设时应根据所要求正负压不同，设计风量和换风次数。仪器设备建设内容应包括实验室操作台、高柜、通风设备、样品前处理设备、常规理化分析仪器设辅助设施建设如下：a)站址区建设应配套给水系统、生活污水排水系统、实验室废水排水系统、雨水排水系统、室外消防栓等；b)综合实验楼前的场地宜进行平整、硬化。a)站址区应配置野外样品制作、晾晒处理场；b)处理场大小应根据站址区实际情况设计。观测区道路建设如下：a)观测区道路应利用已有各级公路、防火道路、巡护路等；b)观测区道路应进行专门规划设计；c)在陡岩、急弯、沿河路段应设置道路规格如下：a)观测区道路设计速度应符合JTGB01的有关规定，设计速度为20km/h,受限路段设计速度采用15km/h,回头曲线路段设计速度采用10km/h;b)观测区道路的路基宽度(包括车道和路肩宽度)应设置为单车道，路面宽度不小于3m,单侧路肩宽度不小于0.5m;c)观测区道路每隔1km应设置1个错车道，错车道路基宽度大于6.5m,有效长度不小于20m;d)林区和山区连续长陡下坡路段，危及运行安全处应设置避险车道；e)停车视距、会车视距、最小圆曲线半径、最小坡长、不同纵坡的最大坡长、竖曲技术指标，应符合JTGB01和LYT5104的有关规定；f)尽量避免桥涵建设，需要建设桥涵时宜采用标准跨径、技术型，单车道路段桥面宽度不小于4.5m;当桥梁宽度小于路基宽度时，桥头引道应设置渐变路段，单侧渐变长度不小于20m。89GB/T40053—2021道路技术如下：a)观测区道路主要供野外观测机动车辆及少量外来车辆行驶，应采用四级公路或等外路标准；b)观测区道路土方路基采取就地取土的方式，应选择黏性土、砂性土等做路基填料；4.2.6物联网十生态站管理系统建设机房建设要求如下：c)机房面积为15m²~25m²,分为主机及服务器区域、数据存储区域、网络设备区域、数据监控区域；数据监控区域与其他区域隔断分离；d)应配备UPS(不间断电源);e)机房建设面积超过40m²的建设标准，应符合GB50174的规定。4.2.6.2数字化森林生态站硬件设施作为应用程序服务器。服务器要求如下：1)服务器均应具备10bit/s以太网[IEEE(电气和电子工程协会)802.3ae]光接口；2)数据库服务器和应用程序服务器的内存容量应不低于16G,硬盘容量不低于2T并做磁盘冗余RAID(磁盘阵列)方案，双CPU、4核心、单核主频不低于1.8GHz;3)Web(互联网)服务器内存容量大于8G,硬盘容量大于1T,双CPU、4核心、单核主频大b)应配置42U及更大型标准化机柜1个；c)数据存储设备总容量应不少于12T,初始容量不低于2T;d)路由器设备应具备千兆光纤接口、千兆以太接口、WAN(广域网)接口，可远程管理；e)二/三层交换机，8端口及以上，其中千兆接口不少于4个，可远程管理；f)无线路由器应支持2.4GHz及5GHz两个传输频带宽度，支持802.1la/b/g/g)工控KVM切换器应满足6台及以上设备的管理需要，支持1080P及以上信号传输；GB/T40053—2021h)应建立防火墙等小型网络安全设备；当有线和无线网络均不能覆盖或动力线不能铺设的偏远地，为保障具有重要经济价值、科学价值和国家安全价值的数据观测不受影响，宜使用数据采集车或者点对点无线电通信传输模式。要求如下：a)采集车应至少一台；b)采集车应有较强的防盗和防破坏措施，工作人员不在现场时可连续工作2个月或2个月以上；c)采集车上配备保障仪器设备应连续工作3个月或3个月以上的充足电力；d)采集车上应配备个人电脑级别或以上的计算机一台，并能自动、持续地收集采集车上或采集车周围传感器发回的无线或有限信号；e)采用点对点无线电通信传输模式，可以不受网络覆盖信号的影响。通过点对点无线电通信把数据传输到有网络信号覆盖的区域。异地容灾备份与全国范围内数据共享建设如下：c)如灾害致使数据服务器软硬件损害、数据丢失时，能从容灾备份“云端”服务器上完全复原数据；d)所传输各类型数据，应遵守全国范围内一致的数据格式标准，包括数据容错机制，并遵守一致的数据传输协议。数据管理软件设施建设内容包括操作系统、数据库管理系统、Web容器、对外服务门户网站以及数据处理集成软件等。操作系统包括操作系统类型和性能。要求如下：a)操作系统类型：应采用商业操作系统或开源操作系统；b)操作系统性能：操作系统应稳定可靠，可支撑数据库管理系统、Web容器、数据传输等软件和功能。数据库管理系统包括数据库管理系统类型和性能。要求如下：a)数据库管理系统类型：应采用商业数据库管理系统或开源数据库管理系统；4.2.6.3.4Web容器Web容器包括容器类型和性能。建设如下：GB/T40053—2021a)Web容器类型：应采用商业Web容器或开源Web容器；b)Web容器性能：对客户端请求响应迅速，单个数据查询的响应时间在1秒以内，支持300用户或以上的并发访问。a)门户网站功能如下：4)服务主管单位：在权限控制的基础上，主管部门能实时或批量地获取本站的全部或部分b)门户网站性能如下：1)并发用户数量：支持1000用户或以上的并发访问；现漏洞具有补救措施；3)连续无故障时间：平均故障率在1次/每月或以下；章制度标识等；标识内容包括以下几个方面：民族地区还可增加当地文字；GB/T40053—2021d)观测区标识：介绍观测区特点及观测区各观测场布局；标识位置如下：a)标牌标识设置：站址区入口或综合实验楼大门两侧；b)站址区宣传标识设置：进入站址区的道路两侧，标识醒目；c)楼层标识：应布设在楼层或走道；d)功能标识：如森林土壤实验室，其标识牌应设置在实验室门上沿的墙上；e)引导标识和消防安全疏散标识：主要出入口、消防安全通道口等处；f)仪器设备标识：贴在相应的仪器设备上；g)各种规章制度标识：结合综合实验楼和综合实验室的功能区划应粘贴在相应位置；h)观测区简介标识：应设置在各固定样地的边缘位置。标识建设要求如下：a)标识系统基本色调、式样、材质无具体要求，但应选取c)野外使用的标识系统多采用埋地安装，严格要求标牌的稳定性；d)生态站标牌标识的统一尺寸规定为：100cm×80cm,用不锈钢拉丝材料制作。5森林生态系统水文要素观测场建设5.1森林生态系统蒸散量观测场建设和多个林分蒸散量的观测数据，掌握典型森林植被类型的水文动态变化规律及森林生态系统水文时空分布格局，为研究森林生态系统的水分耗散及水分利用效率提供基础数据。5.1.2单木树干液流量观测场建设地点选择如下：a)应选择在观测区典型林分内，要求地势平坦；GB/T40053—2021建设要求如下：a)观测场面积：大小应为30m×30m;c)样木选择：应根据样地林木分布的径阶范围，选择不同径阶的样木，也可根据树种、生长状况、健康水平进行样木选择，每个径阶选择2株～3株样木，每个林分选择8株或8株以上样木作为单木树干液流的观测样木。所选样木直径≥3cm时，宜采用组织热平衡系统(TissueHeatBalance-THB),俗称插针式液流计；而样木直径<3cm时，宜采用茎干热平衡系统(StemHeatBalance-SHB),俗称包裹式液流计。5.1.3林分蒸散量观测场建设见本文件5.1.2.1,同时与水量空间分配格局观测场、森林配对集水区和嵌套式流域观测场在同一观测区。见本文件5.1.2.2。应配置称重式蒸渗系统。5.1.4多个林分蒸散量观测场建设地点选择如下：a)观测场的下垫面应均一，且有代表性；b)光径路线的附近不能有大型障碍物；c)光径路线通过的地方不能有河流和湿地，发射端与接收端之间的光路应当≤5km;d)观测场附近有电源或者方便安装太阳能板，电压要求稳定；e)测量路径长度应包含或覆盖单木树干液流和单个林分蒸散量观测点所在的典型林分。综合观测塔应由取得国家建塔资质的公司专门设计、建造及施工。根据林分高度选择不同高度观建设内容应包括近红外光(工作波长0.67μm～0.94μm)闪烁仪、发射器、接收器、信号GB/T40053—20215.2森林生态系统水量空间分配格局观测场建设定量研究林冠截留率、凋落物持水能力、土壤的渗透和涵蓄能力，对森林生态系统不同层次水量空间分配格局及水量平衡分析，揭示森林生态系统水文要素的时空规律，为研究森林植被的涵养水源功能提供基础数据。5.2.2森林降水再分配观测场建设地点选择如下：建设要求如下：b)每木检尺：见本文件5.1.2.2;c)样木选择：观测树干径流的样木应采用径阶标准木法，首先调查观测场内所有树木的胸径，按胸径对树木进行分级(2cm～4cm为一个径级),从各级林木中选取2株～3株树形和树冠中等的标准木，每个林分选择8株或以上标准木作为树干径流的观测。设施及仪器设备建设内容见表2。表2森林降水量再分配观测场设施及仪器建设建设内容设施及仪器设备林外降水量观测仪器自动雨量计和激光雨滴谱仪穿透降水量观测仪器集水槽和自动雨量计树干径流量观测仪器自动雨量计和树干径流收集槽枯枝落叶层截留量观测仪器精密电子天平林外降水量观测设施及仪器设备建设如下：a)观测设施及仪器安装地点选择：安装在森林降水再分配观测场周边的林外或林中空地。林外安装地点应放置在离林缘距离约等于树高1倍～2倍处，林中空地面积至少20m×20m;也可架设在森林小气候观测塔的上b)观测设备建设：1)采用全自动雨量计或标准雨量筒测定林外降水量。仪器水平放置在指定地点，可自制铁GB/T40053—20212)上述同一位置，也可放置激光雨滴谱仪，观测降水量、降水强度、降水速度、降水粒径大小及分布谱图。c)林外降水量水质观测仪器建设：1)在全自动雨量计、标准雨量筒或激光雨滴谱仪的位置，应配置水样采集装置；2)水样采集装置使用玻璃、瓷、塑料等不影响水质监测的器皿，并以1mm滤网封口滤掉果、枝、花瓣等杂物，采样容器可使用直径20cm圆形器皿；3)取样时可引流到200mL的塑料容器(聚四氟乙烯、聚乙烯)或玻璃容器(石英、硼硅)中。5.2.2.3.3穿透降水量观测设施及仪器设备建设穿透降水量观测设施及仪器设备建设如下：a)安装地点应选在森林降水再分配观测场内。b)观测设施及仪器安装：1)森林降水再分配观测场内，随机或垂直等高线布设5个～6个槽式受雨器。槽式受雨器需安装在树冠下，避免安装在林窗位置，受雨器口高出林地地面60cm。槽式受雨器的一端底部留出水口，出水口处连接数据采集器。2)观测场内，根据样地形状及面积，安装全自动雨量计，在样地中画出方格线，在方格网的交点均匀布设装置。c)规格及安装：根据当地实际降水量，自制长2m或3m、上口宽20cm、三角形尖底的槽式受雨器，其一段底部留有一出水口，另焊接一段延长管，插入一段软型水管，插入数据采集器的入水口中。槽式受雨器的材质可使用镀锌铁皮、工程塑料等，见图1。a)槽式受雨器平面图b)槽式受雨器立面图图1槽式受雨器示意图GB/T40053—2021d)穿透降水水质观测仪器安装：1)穿透降水水质采样装置可放置在槽式受雨器旁，围绕着一些树木摆放(围树采样),或在观测场内系统摆放(样地采样)。每个观测场应布设10个～15个采样装置，并以1mm滤2)槽式受雨器材质应不影响水质测定(如：不使用镀锌铁皮材质的槽式受雨器),可专门使用一个槽式受雨器用于接收雨水，并引流到10L～20L的塑料容器中(聚四氟乙烯、聚乙烯);3)取样见本文件5.1.2.2。树干径流量观测设施及仪器设备建设如下：a)观测设施及仪器安装地点选择：在森林降水再分配观测场内的样木上。b)观测设施及仪器安装：1)取直径为2cm～3cm的聚乙烯橡胶管，长度依据样木的树高和胸径选定，采用锋利刀具在聚乙烯橡胶管直径1/3位置沿着45°将其切开，保留2/3聚乙烯橡胶管待用；2)在选定的样木上，将聚乙烯橡胶管开口向上，从树干胸高直径处开始向下呈螺旋形缠绕在刮平树皮的样木树干周围，做成截水槽，树干缠绕时与水平面成30°,缠绕树干2圈～3圈后用钉子固定，并用密封胶将接缝处封严；3)将聚乙烯橡胶管的末端伸入集水装置的进水口中进行观测，并用密封胶带将导管固定于进水口，也可直接连接全自动雨量计观测，见图2。图2树干径流装置示意图c)树干径流水质观测设施建设应采用聚乙烯橡胶管观测树干径流雨收集的雨水直接进行水质分析。枯枝落叶层截留量观测设施及仪器设备建设如下：GB/T40053—2021a)观测设施及仪器安装地点选择：在森林降水再分配观测场，可安置在槽式受雨器旁，共放置5个～6个漏斗式量水装置。b)枯枝落叶层截留量观测设施及仪器建设：1)自制直径50cm的不锈钢漏斗，漏斗桶形边宽15cm,漏斗桶形与下部三角形相接处平铺一层1mm不锈钢滤网，漏斗出口处直径为3cm～4cm;2)用铁架固定漏斗式量水装置，距地面60cm;3)漏斗出口引入地面上的集水装置中进行人工观测，或引入全自动雨量计记录；4)漏斗式量水装置需先行安装，自然落叶，观察和森林降水再分配观测场内枯枝落叶厚度、分解程度一致时再安装记录仪器；5)也可在森林降水再分配观测场周边选择枯枝落叶样方，截取原位枯枝落叶层放入漏斗式c)枯枝落叶层截留水质观测设施建设：漏斗式量水装置出水口引入地面上集水装置中的雨水用于水质分析，也可使用漏斗式量水装置承接雨水用于水质分析。图3枯枝落叶截留装置示意图5.2.3地表径流量及水质观测场建设地点选择应满足以下条件：的障碍物。c)地表径流观测场整个坡面应有一致性、无急剧转折的坡度，坡向也应一致，植被覆盖和土壤特征一致；可采用1:200或1:500,或1:1000(视坡地长度而定)比例尺，等高线间距采用0.25m～0.5m对所选坡地段进行地形测量。地表径流观测场设施建设如下：a)地表径流观测场建设规格：宽5m,与等高线平行，水平投影长20m,水平投影面积100m²,平面图见图4。GB/T40053—2021四界墙径流小风集水槽引水槽集水槽坡度不小于6%;引水槽坡度不小于4%;接流池内的圆圈为拐头、阀闸等排水结构。b)地表径流观测场布设：1)沿坡从上至下应分别设置相互平行的上侧拦水墙，相互平行的左侧拦水墙和右侧拦水墙，形成平行四边形框架，设置围埂，围埂总深度50cm,高出地面25cm;围埂需采用工程塑2)地表径流场下部应为径流出流断面，出流断面处设置集水槽，采用不锈钢挡板过滤果、枝、花瓣、凋落物等杂物，集水槽采用直径约为20cm的PVC管，用锋利刀具沿PVC管切开3cm缝隙，用于导流并防止地表径流场外降水流入。固定。4)集水槽中间或一侧出水口，安装引水槽进行引流，确保引水槽与集水槽、接流池对接严密无缝隙，承接全部地表径流场的出水。引水槽将集水槽从地表径流场收集的降水引入接集水槽=6%引水槽!4%i表示坡度。5)接流池最底端设置直径3cm的出水口，接流池出水口承接地表径流进行观测，也可与全6a)接流池正面图b)接流池侧面图白动雨量计雨水收集管金属支架GB/T40053—2021白动雨量计雨水收集管金属支架c)地表径流水质观测设施安装：5.2.3.3地表径流观测场仪器设备建设仪器设备建设如下：a)观测地表径流量主要仪器有大容量全自动雨量计；b)地表径流观测场附近应安装便携式自动气象站，用于配套观测。5.2.4坡地水量平衡及水质观测场建设地点选择如下：a)地点选择见本文件5.1.2.1。b)坡地水量平衡观测场地点选择应说明土壤剖面特征。应在坡地水量平衡观测场附近的开阔坡地上沿着坡地长度均匀设置三个土壤剖面，其深度不小于1m,进行土壤结构等试验。另需进行土壤渗透性等试验以确保坡地水量平衡场建设后能分层截留土壤壤中流。5.2.4.2坡地水量平衡观测场设施建设坡地水量平衡观测场布设如下：a)坡地水量平衡观测场中地表径流观测建设见本文件5.2.3.2;b)围埂建设总深度应到不透水层；c)根据土壤发生层或林地根系分布情况分为3层：表层、中层、底层，底层根据实际情况可继续细分土壤接水层，每层平行设置4根导管，4根导管汇成1根导管进行引流；d)按照分层情况采用有升降腿铁支架把每层水全部引流到指定的测量装置，接水装置上层应与外界降水隔离，见图7。混凝土挡墙雨水收集室遮雨棚图7坡地水量平衡观测场示意图GB/T40053—2021e)垂直面接水处理：将已分好的土壤层内插入PVC板，插入深度10cm,PVC板另一端伸入到有开口的PVC管，PVC管用放到铁支架上，接水时一段稍倾斜于观测反方向，便于引流到测量装置，泥沙量多时可在PVC管内放置一些石头子或管内布设过滤网；f)地表径流、壤中流和基流的集水槽分开设置；g)建设2m²~5m²观测房，将每层水通过PVC管引流到观测房内的测量装置(见图8),测量装置为接流池，也可直接安装全自动雨量计进行观测；全白动雨量计图8观测房内接水装置安装示意图h)水质观测设施安装：可人工收集各层土壤壤中流用于水质分析。应配置全自动雨量计，便携式自动气象站等。5.2.5土壤水分观测场建设地点选择如下：a)可在地表径流观测场或坡地水量平衡观测场周边选择样地；b)样地选择应考虑林地不同坡向、坡位。建设要求如下：a)观测样地面积10m×10m,每个样地内设置3个观测点，观测点沿样地对角线均匀分布；b)根据土壤层最大土层深度确定测量深度；c)安装土壤水分观测管，把时域反射仪的探头放入观测管内，分别测量不同深度土壤含水量。GB/T40053—20215.3森林生态系统配对集水区观测场建设与嵌套式流域观测场建设被分布格局、造林和采伐、土地利用、水土保持措施等因素对径流过程的影响，确定地下水动态变化因素，为揭示流域尺度内森林生态系统对集水区和径流的调蓄作用及理解森林流域的水文过程机理和累积效应提供科学依据。集水区地点选择如下：a)集水区及嵌套式流域植被、土壤、气候、立地因素及环境等自然条件应具有代表性。b)集水区地形外貌和基岩应完整闭合，分水线明显，地表分水线和地下分水线一致，集水区的出水口宽度宜狭窄。c)集水区域的基岩应不透水，不应选取地质断层带上、岩层破碎或有溶洞的地方。配对集水区地点选择如下：件相似，且两个集水区的面积大小应接近；b)应按照标准配对集水区试验方法，同时进行观测3a～5a(作为校正时期),在校正时段之后，可嵌套式流域地点选择如下：a)应充分根据自然界地形地貌的不同层次结构，选择大流域包含小流域，小流域内包含更小的集b)利用遥感等技术获取嵌套式流域植被分布、地形、地貌特征；c)嵌套式流域内无人为干扰。测流堰槽地点选择应满足以下条件：a)测流堰槽建设在嵌套式流域出水口卡口处；c)应选择在河道顺直、河床稳定的地方；d)应选择在交通便利、便于施工的地方；e)勘察测流堰槽控制河段的基础条件，如洪水归槽、漫滩、支流汇入和回水顶托及洪枯水位变幅涨落等；GB/T40053—2021可能的冲击情况。堰型选择如下：a)根据河段边界条件选择测流堰槽堰型；b)根据所选测流堰槽主要技术性能的相互适应性进行比较后确定测流堰槽堰型，如测流幅度、灵c)较小流域采用测流槽，不同测定范围的测流方法见表3。表3测流方法测流方法测流量的范围(L/s)备注最小最大断面测流最大无限制测流槽小巴歇尔槽6大巴歇尔槽专门设计可达90000三角槽30000专门设计可再提高测流堰矩形和梯形(大)矩形和梯形(小)5三角形120°12000三角形90°三角形45°抛物线形放射形0.06堰板建设要求如下：a)宜选择三角堰、三角矩形复合堰和梯形堰。三角堰适用于流量相对较小的测量，三角矩形复合堰和梯形堰适合于流量相对较大的测量。以三角堰为例，三角堰的建造示意见图9;加工形成的圆介水位零点三角堰口的侧边延长线水位GB/T加工形成的圆介水位零点三角堰口的侧边延长线水位单位为毫米水流方向水位流量较小时，水位较低A—A——铁板厚度；j——堰板嵌入渠道墙的部分；p-—堰板底边到三角堰口的高度；图9三角堰板示意图b)测流堰槽堰口角度为90°,堰口高度是堰口宽度的0.5倍且堰口钢板要光滑、平整，厚度保证c)三角堰的中心线应与渠道的中心线重合；d)堰板应竖直，安装在渠道的中轴线上；e)三角堰的水位零点应在三角堰的侧边的延长线的交点上，见图10;有效液位高度有效液位高度水渠墙体液面p——堰板底边到三角堰口的高度。图10堰的水位零点示意图GB/T40053—2021f)仪表的探头应安装在上游距离堰板0.5m～1.0m的位置。堰的水头测定装置建设要求如下：a)水头的测定装置应为一竖井，在堰槽侧壁上开孔，连接竖井；b)堰与井的连接管直径为10mm～30mm;c)堰槽壁开孔处要安装护网，防止泥沙进入连接管；小孔的位置距离堰板4倍～5倍最大堰水头(hmax),距堰口下边缘及堰槽底面的尺寸应大于50mm,小孔的中心线应与堰槽壁垂直，堰的水头测定装置示意图见图11。图11堰的水头测定装置示意图a)堰槽整体钢筋水泥浇注，施工时应下挖河道到基岩；b)进口收缩段上游应有长度不小于5倍河宽的行近河槽，起到平稳水流作用；c)上游河段槽前应有10m²~20m²净水区，保证水流平稳，水流自由流入槽内；f)堰板上游位置应有消力池，采用浆砌石；g)堰槽两侧边墙互相平行，底坡向下游倾斜坡度为3:8;出口段底面向上游倾斜呈1:6的逆坡；h)堰板下游应有径流缓缓流过的堰槽，堰槽下游端出水口为扇形，防冲击垫层用铁丝网罩罩住大型石块防止堰槽出水口下方冲蚀，见图12。26乃1GB/T40053—2021乃1单位为毫米39002000C950.900,900240039002000CA词Ac)在测井中放置水位计。b)可利用测流堰槽板前沉沙池取样，以观测整个森林配对集水区与嵌套式流域泥沙。泥沙观测取样步骤如下：a)地表径流观测场或坡地水量平衡观测场，每次降水后测量接流池中水量，将接流池泥沙搅拌，应配置泥沙采样器等。GB/T40053—20215.3.5地下水水位观测井建设地点选择如下：a)能控制该集水区或流域地下水动态特征为原则；b)利用已有的井、泉和勘探钻孔作为地下水位观测井；c)在地形平坦的地段选择受人为因素影响较小的井，井深应达到历年最低水位以下3m～5m,保证枯水期照常观测。建设要求如下：a)井壁和井口应坚固，采用石砌且水泥加固；b)井底无严重淤塞，井口设置水位观测基点，进行高程观测；c)自流井为观测点时，如压力水头不高，可接高井管，直接观测静水管的高度；如压力水头过高，d)选择有实测井深资料，井底沉积物少，水位反应灵敏的地区；e)井孔结构应清楚，滤水管位置能控制主要观测段的含水层。见本文件5.3.3.4中测流堰槽仪器设备建设。地点选择如下：b)将选择的降雨量观测点(离散点)自动连成三角形，形成泰森多边形，每一个多边形内包含着一个降雨量观测点。仪器设备建设如下：a)人员可及的区域，应安装全自动雨量计；b)山高路远的地方，在每一个选定的降水量观测点应安装无线传输雨量器。地点选择如下：a)森林配对集水区每一个降水量观测点附近选择水质观测点；b)在嵌套式流域测流堰槽附近选择水质观测点。GB/T40053—20216森林生态系统土壤要素观测场建设6.1森林生态系统土壤理化性质观测场建设长期、定位观测森林生态系统土壤发育状况及其理化性质的动态变化情况。分析森林生态系统土壤与植被和环境因子之间的相互影响过程，为深入研究森林生态系统各生态学过程与森林土壤之间的相互作用，为充分认识土壤在森林生态系统中的功能提供科学依据。地点选择如下：a)选择不同森林类型下的林地土壤，在具有典型优势种组成的区域，采集的样品具有代表性；c)减少土壤异质性影响，选点时应避免地形(如高度、坡度等)使局部土壤性质发生变化的区域。观测场布设如下：a)确定采样区之后，根据不同森林类型、地形、土壤水分、肥力等特征，设置0.1hm²~1hm²样地，样地面积和形状取决于调查区域的微地形、坡位、坡向、林分特点等，为20m×20m、30m×30m;b)如调查林分在一个坡面上，样地可在同一等高线或同一等高线的±50m范围内布设；c)确定观测场位置和大小后，利用罗盘仪进行观测场布设，四角埋设条石或PVC管作为标记，四边用绳圈进行围护作为观测场边界；d)观测场四个角用GPS确定观测场地理位置、海拔高度；并在地形图上标注样地的位置(样地生境要素描述);e)每个观测场内设置3个～5个剖面；f)破坏性调查不能在固定样地内进行，所有野外试验均设置在样地外。选择典型地段挖掘土壤剖面，大小要求2m(长)×1m(宽)×1m(深),土层薄的土壤应挖到基岩。挖掘剖面时应注意以下几点：a)剖面的观察面应垂直并向阳面；b)挖掘的表土和底土应分别堆在土坑的两侧，不允许混乱，观察完后分层填回；c)观察面的上方不应堆土或走动，以免破坏表层结构。如在土壤取样过程中不进行土壤剖面观察，只取土壤样品，可采用此方法。土钻采样点数量确定同剖面点数量。土壤采样点示意图见图13。GB/T40053—2021×××X××××××XX×××Xa)适当的b)不适当的c)不适当的图13土壤采样点分布示意图土钻取样注意事项如下：b)根据土壤采样深度，选择合适的土钻延长杆的规格和数量；c)利用土钻采样时应依次从表层土壤取样开始，并根据采样土层厚度自上向下逐层采样，并根据土壤不同取样层将土样分袋收集与标记，带回实验室处理。6.1.4.1野外观测仪器设备建设应配置采集土壤样品所需的采样工具以及土样预处理的工具和材料。6.1.4.2室内分析仪器设备建设6.2森林生态系统土壤有机碳储量观测场建设长期、连续、定位观测森林生态系统土壤有机碳储量，建立土壤碳库清单，评估其历史亏测算土壤碳固定潜力，进一步深入研究森林生态系统碳循环，为合理评价土壤质量和土壤健康、正确认识森林土壤固碳能力提供基础依据。见本文件5.1.2.1。见本文件5.1.2.2。GB/T40053—2021见本文件6.1.4.1。应配置测定土壤有机碳所需的实验设备和实验耗材。6.3森林生态系统土壤呼吸观测场建设长期、定位观测根系呼吸、微生物呼吸和动物呼吸等三个生物学过程，了解各生物学过程在土壤总呼吸中的比例及其时空变化特征，分析不同组分CO₂释放速率的控制因子，为了解土壤碳释放规律，测算生态系统土壤碳的年际通量以及预测气候变化条件下土壤动物、根系、微生物对土壤碳释放格局的影响提供科学依据。观测区信息表。同时，观测场符合以下条件：a)应选择在观测区典型森林类型林地内；b)土壤呼吸观测场应选择在未经人为扰动的区域；c)按照科学问题研究实际要求选择土壤呼吸观测场。观测样地建设要求如下：地段设置样地；b)根据研究目的，样地面积宜为20m×20m、30m×30m、50m×50m、100m×100m,样地所在位置坡度小于5°;c)样地四角埋设混凝土条石或PVC管标记；d)应采用GPS记录样地地理位置、海拔高度，并在地形图上标注样地的位置(样地生境要素描);e)应进行每木检尺、土壤本底值调查等。土壤呼吸观测样地中，随机布设土壤总呼吸观测点。无根土壤呼吸观测点建设如下：a)距离每个土壤总呼吸测定点3m处应设置1m×1m样方；GB/T40053—2021b)样方四周应挖壕沟深至植物根系分布层以下约1m;c)将所有根切断，在壕沟内用硬质海绵、石棉瓦等材料隔离；d)用剪刀除去样方内所有活的植物体并确保整个观测期地表没有活的植被覆盖，然后将壕沟重新填平；e)6个月～12个月后，待样方内活的根系彻底分解死亡成为无根样方，且土壤理化条件相对稳定后在样方内安置土壤呼吸环进行无根土壤呼吸的测定。无动物土壤呼吸观测点建设如下：a)土壤总呼吸测定点3m位置应选择1m×1m的小样方，作为土壤动物呼吸的观测点；b)开始观测前10d～15d,土壤0cm～15cm深度处随机埋置卫生球，并在土壤表面撒一层卫c)土壤呼吸测定前15min～30min,在已经布设卫生球的小样方内设置3排9根电棒，电棒标准为500mm×9mm,每两根电棒之间间隔12.5cm,电棒之间用220V电压电线连接，在电击样方时，将电棒插入土壤中15cm,利用电击的办法驱逐土壤中的蚯蚓、蚂蚁等；d)在上述卫生球十电棒形成无动物样方内安置土壤呼吸环，进行无动物土壤呼吸的测定；e)卫生球和电棒的位置应位于土壤呼吸环周围，不能破坏土壤环内的土壤。土壤呼吸观测方法及仪器设备如下：a)土壤呼吸主要观测仪器，见表4。表4土壤呼吸观测方法及观测仪器观测方法观测仪器叶室法光合作用测量仪、土壤呼吸室静态箱红外气体分析仪法静态采样箱、气相色谱仪动态箱红外气体分析仪法土壤呼吸环、红外线气体分析仪b)土壤呼吸辅助设备收集袋等。静态密闭箱建设步骤如下：a)应选择地势平坦的采样点，将基座提前24h～48h嵌入表层土壤中，深度为3cm～5cm,不破坏原来土壤物理结构，剪除样方中地表以上的植物活体部分，保持钢圈基座在整个测定期间位置不变，降低土壤表层破坏带来的干扰；b)基座材料为钢圈；形状为空芯正方形，尺寸为外圈55.5cm,内圈48.5cm;GB/T40053—2021c)密闭箱尺寸为49.5cm(长)×49.5cm(宽)×44.5cm(高);d)由导管通过密闭箱侧壁上的进出气孔和红外线气体分析仪相连，进行土壤呼吸测定。动态气室建设步骤如下：a)应选择地势平坦的测量点，将土壤呼吸环提前24h～48h埋入土壤。b)圈底部埋入土壤2.5cm～3.0cm,埋入地下部分留有直径为0.5cm的4个圆孔，利于环内外土壤水热交换。c)地面上留有1.0cm～2.5cm,修剪呼吸环内所有植物，保证土壤环内没有绿色植物，砸实外圈土壤以防漏气，并保持土壤呼吸环在整个测定期间位置不变，降低土壤表层破坏带来的d)土壤呼吸环材料应为PVC管，应根据实际配置土壤呼吸环的数量。6.4森林生态系统土壤酶活性及微生物观测场建设长期观测土壤酶活性和微生物对凋落物分解、养分释放、能量动态调控的过程与机制，了解森林生态系统中地上部分与地下部分之间相互联系，掌握酶活性和微生物在物质循环与能量流动过程中的地位和作用，为土壤生物多样性保护提供理论与数据支撑。地点选择如下：a)在观测区主要森林类型的林分内，随机设置土壤酶活性及微生物观测场；b)采用GPS对监测样地准确定位，并在地形图上标注样地的位置(样地生境要素描述)。土壤酶活性及微生物观测场建设满足以下条件：a)在观测区主要森林类型的林分内，应将林地区域划分成网格，每个网格编上号码，在决定样地数量后，随机抽取规定数量的样地，其对应的网格号即为样地设置位点；b)样地大小应为20m×20m,样地数量应大于10个。见本文件6.1.4.1。GB/T40053—20216.5森林生态系统根际微生态区观测场建设长期定位观测根际微生态区土壤理化指标、生物学指标、根系形态因子及微生物类群活性，探索林木细根生长动态及其周转规律，研究植物根系拓扑结构，揭示植物根系与环境因子间的关系，为实现根际微生态区的调控和优化提供基础。地点选择如下：a)观测场应选择在观测区典型林分内，地势平坦；b)植被分布应均匀，无病虫害；根际土壤理化指标观测场建设要求如下：a)观测场面积：大小应为30m×30m;c)每木检尺：见本文件5.1.2.2;d)在观测场内选择标准木，分4个～8个方向，剪下直径<2mm的细根群；e)收集从根系上脱落的土壤颗粒，标为非根际土，取500g装入无菌纸袋中；f)收集紧紧黏附在根系表面，距根面约1mm～4mm的土壤，标为根际土，连根取500g装入无菌纸袋中。根际土壤生物学指标观测场建设要求见本文件5.1.2.1。6.5.3.3根际土壤根系形态指标观测场建设要求根际土壤形态根系指标观测场建设要求如下：a)微根管应安装在根际土壤理化指标观测场标准木根部。b)按照45°角安装微根管，预埋设的深度通过管洞的长度与安装角度进行三角函数计算得出。c)使用微根管专用打孔工具挖一个与微根管直径接近的管洞，大于微根管直径1mm～2mm,并达到确定深度，然后将微根管插入洞中。钻取管洞和放入微根管时，减少对管壁周围土壤的干扰，确保土壤与管壁的接触达到最紧密。d)微根管埋入根际后，露出地面部分先封一层黑色胶带，然后加封一层黄色胶带，用塑料盖封口。e)微根管安装好7个月后开始采集图像，为保证微根管在同一位置进行多次观察、重复采样，在管壁上做记号。GB/T40053—2021见本文件6.1.4.2。6.6森林生态系统冻土和降雪观测场建设关系，为研究森林及气候变化对冻土和降雪的影响提供依据。地点选择如下：a)观测场选择在观测区典型林分内，应通过踏勘、调查、搜集资料确定具体观测地点，根据GB50324规定；b)地面自然状态未受干扰，地势平坦；c)应根据冻土指示植物初步判断冻土发育状况确定观测地点；冻土深度观测场建设要求如下：a)观测场面积：大小应为30m×30m;b)使用冻土器观测冻土深度，冻土器应安装在观测场内有自然覆盖物的地段；c)如有深层地温观测，可安置在地温表周边；d)冻土器外管和内管的“0”刻度线要平齐，并与地表在同一水平面上，采用钻孔法将冻土器垂直埋入土中；e)套管埋放后，把管壁四周与土层之间的空隙用细土充填；f)根据当地可能出现的最大冻土深度，采用长度规格适宜的冻土器。冻土地温观测场建设要求如下：a)观测样地面积应为2m×2m,在观测样地设置下垫面温度(裸露地表土壤温度)、浅层地温(距320cm深度处土壤温度)观测点，地面及浅层地温观测点应尽设置在林地阳坡；GB/T40053—2021b)地面温度表、地面最高温度表和地面最低温度表应水平安放在冻土地温观测场中央，顺序自北温度计埋入土中后不留空隙；c)浅层地温表应放置在地面最低温度表的西边，相距20cm～50cm,先划出安装位置，然后挖d)在地温表北面相距40cm,顺东西方向自制一块木质踏板用于观测时行走，踏板宽30cm,长e)深层地温表应安装在带有铜底帽的管形保护框内；f)在观测样地南侧，另选3m×2m样地，自东向西，由浅而深，表间相隔50cm,采用钻孔及钻g)在地温表北面相距40cm,顺东西方向自制木制观测台架，不干扰地面，踏板宽30cm;土壤冻融过程观测场建设要求如下：a)观测样地面积应为6m×6m,在林中空地或林缘外，避开建筑物；微波辐射计探测场地周围的建筑物、树木和其他遮挡物边缘与探测场地的距离应大于遮挡物高度的10倍以上；b)微波辐射计探测场地应远离水库、江河湖海等大型水体，距离在3000m以上；c)微波辐射计探测场地周围5m内不能有高过辐射计接收机的植物、堆放物或临时建筑；d)微波辐射计探测场地离铁路路基直线距离应大于200m;离公路路基直线距离应大于30m;e)微波辐射计探测场地1000m范围内，不能有微波源。如：移动通信发射塔、无线电干扰台等。降雪观测场建设满足如下条件：c)在样地中安置宜6个降雪槽，降雪槽为1m×1m的正方形木槽，深度为20cm,离地50cm,降雪槽边缘均为45°的棱状；e)雪温度直接使用温度计测量，采集一定量的雪，用温度计测量雪温度；f)在林外空地设置自动气象站，同步观测整个冬季降雪情况；g)应采用太阳高度测量装置测量太阳高度，将挡光片插入观察筒卡槽上，承光片的卡槽插入观察筒有卡槽的一端，并把承光片沿折痕折成90°,把观察筒对准太阳，当承光片上有一方形光斑仪器设备建设如下：a)冻土地温观测应使用地温表、冻土器；GB/T40053—2021b)冻土含水量观测使用仪器设备见本文件6.1.4.1;c)冻土冻融过程观测应使用微波辐射计；d)地表粗糙度观测应使用粗糙度板；e)降雪量观测应使用降雪槽或者全自动降雪测定设备；f)降雪厚度观测应使用插钎；g)雪面反射率应使用反射率测定仪进行测量；h)雪粒直径观测可用放大镜、光学显微镜或电子显微镜观察；i)融雪期径流量观测宜采用测流堰槽、流速仪测定。7森林生态系统气象要素观测场建设7.1森林生态系统标准地面气象观测场建设气象资料，了解典型区域气象因子变化规律，揭示影响森林植被生长发育的关键气象因子及为研究森林对气候响应提供基础数据。地点选择如下：a)观测场设在能较好地反映本地较大范围的气象要素特点的地方，避免局部地形的影响。观测地方。避开地方性雾、烟等大气污染严重的地方。观测场四周障碍物的影子应不会投射到日照和辐射观测仪器的受光面上，附近没有反射阳光的物体；b)观测场周围观测环境发生变化后应进行详细记录。新建、迁移观测场或观测场四周的障碍物发生明显变化时，测定周围各障碍物的方位角和高度角，绘制地平圈障碍物遮蔽图。观测场设施建设内容如下：a)观测场面积：大小应为25m(南北向)×25m(东西向),有辐射观测的面积应为35m×25m,受条件限制的高山站和无人站，观测场大小以满足仪器设备的安装为原则。b)围栏：观测场四周应设立明确的标志。在容易受到人畜影响的气象观测站，其四周应设置约锈钢等)。栅条宽度小于8cm,栅条的间距大于10cm。围栏四周高度应一致且水平。只在围栏立柱处建设基座，基座宽度、高度均为15cm～20cm。观测场围栏的门开在北面。c)场内草本：场地应保持有均匀草层(不长草的地区例外),草高小于20cm,对草层的养护，不对观测记录造成影响，场内不准种植作物。d)地沟与小路：观测场内小路宽50cm,小路下面根据电缆铺设应挖掘地沟。盖板以可活动的钢筋水泥预制板或石材铺设，以结实、美观、耐用为宜。盖板可高出观测场地面约5cm。地沟深50cm、宽26cm,地沟两边砌砖墙，砖墙宽度为12cm,内墙和地沟沟沿用水泥砂浆抹平，沟沿与观测场地面平齐或不高出3cm,沟底使用混凝土垫层，厚度为5cm。e)观测场标识：在观测场外的进门处应设置测站标牌，标牌使用亚光不锈钢或其他材料制作。标f)地理标志：观测场几何中心位置应设置中心地理标志，用大理石或其他石材制作，大小为方位分别标注N、E,并镌刻经纬度和海拔高度。h)观测场避雷装置：观测场安装避雷针，具体安装要求应符合GB50057的规定，将观测场仪器设备放置在直击雷防护区内。i)观测场灯光：观测场内不宜安装装饰灯。为夜间观测方便，应在部分仪器旁安装采光灯(冷光源，功率不超过25W),地沟内铺设地下供电线缆。观测场内仪器设施的布置要注意互不影响，便于观测操作。具体如下：a)高的仪器设施应安置在北边，低的仪器设施应安置在南边；3m,仪器距观测场边缘护栏应大于3m;c)仪器应安置在紧靠东西向小路南面，观测员从北面接近仪器；d)北回归线以南的地面气象观测站观测场内仪器设施的布置可根据太阳位置的变化进行灵活掌握，使观测员的观测活动尽量减少对观测记录代表性和准确性的影响，见图14。25m风塔图14标准地面气象观测场平面布局图e)观测场各部件布设与安装观测场内各部件的布设和安装应符合GB/T35221、GB/T35222、GB/T35223、GB/T35224、7.2森林生态系统梯度小气候观测场建设了解林内气候因子梯度分布特征及不同森林植被类型的小气候差异，揭示各种类型梯度小气候形成过程中的特征及其变化规律，为研究下垫面的小气候效应及其对森林生态系统的影响提供数据支持。GB/T40053—2021地点选择如下：面能反映生态系统的特征和季节变化的特点；b)不能跨越两个林分，注意避开道路、河流及人为活动等影响；c)观测样地的形状为正方形或长方形，地势应较平缓。林分面积≥50m×50m或观测场地内林木胸径(DBH)≥4cm的株数≥200株。观测场建设要求如下：a)观测场面积：大小应为25m×25m;b)观测场标识：观测场外的进门处设置测站标牌，标牌使用亚光不锈钢或其他材料制作，大小应高和观测内容；c)降水较多的地区，四周可修建排水沟。观测塔为拉线式三角塔，塔体及其横杆的颜色应涂为银白色或浅灰色，高度为高出林冠层5m,塔身为分体结构，连接方式为法兰螺栓连接，塔座与基础买件的连接方式为螺栓连接，塔身与塔座的连接方式为绞接。固定方式为三角拉线形式。避雷方式为接地网形式。建设要求如下：a)应按照设计要求确定底座基础位置和拉线基础位置。基础位置定位后，开始挖基础坑(塔基础、拉线基础等),具体尺寸要严格遵照设计要求，基础要高于水平面10cm以上(防止雨季积水加速腐蚀设备),基础坑挖好后开始浇筑塔基础埋件，浇筑混凝土标号为C30。塔基础埋件放置要求要水平(用水平尺进行测量),拉线基础埋件要顺着拉线方向放置。基础浇筑完毕要敷上塑料进行保湿。b)观测塔水泥底座：至少为1m×1m,位于观测场中央或稍偏下风侧，为防雷、防鼠，防水和安装、维修方便，自动气象站的电缆应传入电缆管内，电缆管应安置在地沟内。地沟要求便于排水、通风，两侧应砌砖墙，砖墙壁上预设安置电缆管的金属支架(或金属挂钩),为防止电缆被给水浸泡，安置电缆的金属支架(或金属挂钩)距离沟底的高度大于30cm;小路路面采用水泥盖板，地沟建在小路下面，地沟宽度为30cm,沟的深度以便于安装电缆和防止大雨后积水为宜。c)接地网要按照设计要求制作，接地网要沿着不妨碍其他设施的方向进行敷设，埋深大于100cm(要结合现场地质的导电情况而定，导电性好可浅一点，导电性差需深埋一些)。d)待基础强度完全达到标准后，开始进行塔体安装，首先将塔座与基础地脚连接固定好，将分段塔体进行组装，组装时应在法兰连接面均匀涂抹导电膏再进行紧固。塔体组装好后开始安装拉线，拉线应采用钢绞线，按照电力或通讯外线线杆的拉线方法制作。拉线安装好再进行就位吊装，现场条件允许时可用随车吊，既方便运输同时也能用于吊装塔体。如现场条件不允许机械作业，采用捧杆配合拉线的方法进行立塔，塔体就位后用拉线进行调整，将塔体调整到要求e)塔体安装结束后，进行连接接地装置。连接时，应在连接处涂抹导电膏后进行紧固。接地网连GB/T40053—2021接工作结束后，进行接地电阻测量，检测是否符合设计要求，如不符合要求要对接地网进行调整，直至符合要求再对接地网进行填埋。传感器安装满足如下原则：a)安装在专用的观测塔上，应尽量避开伸臂和支架的影响，安装在主风向的扇形区内；b)安装位置应小于塔体最大断面的1.5倍；c)两套相同传感器安装应互成180°方向；d)传感器应加相应的防护罩；e)根据观测研究需要，可以选择安装氧化亚氮和甲烷等温室气体观测传感器。仪器安装见表5,仪器布设见图15。表5梯度小气候观测塔传感器安装位置和高度安装位置和高度传感器(均配备1个)冠层上3m风向传感器、风速传感器、空气温湿度传感器、辐射传感器冠层中部风速传感器、空气温湿度传感器、辐射传感器距地面1.5m风速传感器、空气温湿度传感器、辐射传感器地被层风向传感器、风速传感器、空气温湿度传感器、辐射传感器地面以下5cm土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤热通量传感器地面以下10cm土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤热通量传感器地面以下20cm土壤水分传感器、土壤温度传感器地面以下40cm土壤水分传感器、土壤温度传感器GB/T40053—2021标引序号说明：1——风向传感器；3——风速传感器；4——空气湿度传感器；5——降水(雨量、雨强和降水类型);6——土壤热通量；图15梯度小气候观测塔布设示意图7.3森林生态系统碳通量观测场建设长期连续定位观测典型森林生态系统植被-大气界面的CO₂及水热通量并掌握其动态变化规律，分析森林生态系统碳源/汇的时空分布特征，探讨森林生态系统碳收支和水热平衡过程及其对环境变化的响应，为深入研究森林生态系统中的碳循环过程及其调控机理提供科学依据。地点选择满足的要求：面能反映生态系统的特征和季节变化的特点；41GB/T40053—2021d)风向应相对稳定；e)植被在上风向应有足够的水平纵深；够长(50m～300m)。若盛行风不明显，观测塔可建在观测场林分的中央附近。观测塔高度最低电源应采用国家电网的商用电源，并配置备用电源和稳压设备。在偏远地方无商用电源时可考虑使用专用发电机或太阳能供电。具体建设见本文件7.2.3.2。碳通量观测塔仪器布设和安装如下：a)涡度相关测量系统的传感器应固定在通量层内。b)观测高度与风浪区的比率确定为1:100,在下垫面均一的情况下，仪器安装高度应为冠层高度的1.5倍。e)CO₂/H₂O分析仪探头稍倾斜，CO₂/H₂O分析仪和超声风速仪感应面选在同一高度，相距f)超声风速仪与CO₂/H₂O分析仪各自的控制部分的电缆接头应为防水插头，安装时注意电缆g)数据采集器和电池应设置在专门的机箱中。安装数据采集器时，为避免机箱体积过大对风场h)空气温度-湿度传感器探头应安装在防太阳辐射罩内，防太阳辐射罩应固定在支架上，位于主i)超声风速仪、CO₂/H₂O分析仪应通过数据线与数据采集器连接。GB/T40053—20217.4森林生态系统温室气体观测场建设长期定位观测森林生态系统温室气体浓度、温室气体排放量及动态变化，掌握森林生态系统温室气生和消耗的过程机理。地点选择如下：a)温室气体观测场应选择在观测区典型林分内，应在综合观测塔附近，要求地势平坦，采用“品”字形设置3个重复对照样地；观测场建设满足如下条件：a)应在已选定的典型林分内设置温室气体观测场；垂直等高线设置3条～5条样线；c)在样线上选择具有代表性的地段，采用罗盘仪、测绳或皮尺设置正方形或长方形标准样地，大小应为30m×30m;d)样地四角埋设条石或PVC管标记、周边绳圈，并用GPS确定样地地理位置、海拔高度等信息；e)每木检尺：见本文件