DB1331T 090-2024雄安新区农田土壤碳汇核算技术规程

DB1331/T090-2024雄安新区农田土壤碳汇核算技术规程TechnicalregulationforfarmlandsoilcarbonsinkaccountinginNewArea 3 雄安新区农田土壤碳汇核算技术规程本规程确定了河北雄安新区农田土壤碳汇核算方法，本标准适用于河北雄安新区范围内的农田土壤(水浇地、旱地、果园)碳下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引GB/T33760基于项目的温室气体减排量评估技GB/T32722土壤质量土壤样品长DB42/T2204湖沼湿地温室气体通量HJ658土壤有机碳的测定燃烧氧化-滴定法HJ615土壤有机碳的测定重铬酸钾氧化农田植物群落通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在农田土壤理措施而增加的非二氧化碳温室气体排放当量。3.3农田土壤温室气体排放量Greenhousegasemiss3.4二氧化碳当量carbondioxideequiva3.10土壤碳密度soilorganiccarbon单位面积固定深度（0-30cm）土壤有机碳碳含量，农田土壤耕种前的碳密度为土壤本底碳密度。在同一块田地上，有顺序地轮换种植不同作物的种植方式。3.14绿肥greenmanure提供作物肥源或培肥土壤的作物。增施外源的有机物质或有机物料，能够在达到稳定后提高土壤碳储量，包括增施符合标准的有机肥、生物有机肥、有机源土壤调理剂、有机源生物腐植酸肥料及外源秸秆等。3.16基线年baselineyear核算期的起始年，一般为核算年20年前。核算农田土壤碳汇的年份。3.18非二氧化碳温室气体non-CO2greenhousegases除去二氧化碳外的其他温室气体，本标准中指农业生产过程中产生的甲烷和氧化亚氮两类温室气体。4核算方法4.1一般要求宜选取持续采用土壤有机质提升耕作管理措施3年及以上的农田进行核算。土壤碳汇核算方法分为实测法和估算法，前者依据检测的非二氧化碳温室气体排放量、土壤无机碳，以及土壤有机质或土壤有机碳含量计算，优先使用。后者依据已公开发表的不同土壤固碳及温室气体排放数据计算，如第三次全国土壤普查资料、中国土种数据库、《中国土种志》(1～6册)、《中国土壤》等，适用于非二氧化碳温室气体排放量、土壤无机碳和有机质含量数据无法获得的情况。4.2土壤碳汇核算——实测法4.2.1方法原理根据土壤有机碳、无机碳含量与土壤容重计算核算期内土壤耕层中总碳库的变化量，计算核算期内土壤碳库年度变化量。根据农田氧化亚氮、甲烷2种温室气体排放量，计算农田活动期间非二氧化碳温室气体排放当量，计算核算期内农田温室气体年度非二氧化碳排放当量。4.2.2参数值测定4.2.2.1土壤样品制备土壤样品采集时一般采用“S”形布点采样，采样点分布要保证均匀，从总体上控制整个采样区，避免耕作、施肥等农艺措施和田埂、沟边等特殊部位产生误差。样品采集应按GB/T36199-2018、GB/T36197-2018和NY/T1121.1―2006的规定执行，样品制备和保存应按GB/T32722-2016和NY/T1121.1―2006的规定执行。4.2.2.2土壤容重的测定应按NY/T1121.4―2006的规定执行。4.2.2.3土壤有机质含量的测定应按NY/T1121.6―2006的规定执行。4.2.2.4土壤有机碳含量的测定应按HJ615―2011、HJ658―2013或HJ695―2014的规定执行。4.2.2.5非二氧化碳温室气体排放量的测定监测、分析方法参照DB42/T2204-2024的第5、6节或其它相关方法的规定执行。4.2.3农田土壤碳汇农田土壤碳汇由核算期内农田土壤固碳量减去土壤非二氧化碳温室气体排放当量计算得到。∆c=∆c1−∆c2(1)∆c——农田土壤碳汇，单位为吨二氧化碳/年(tCO2e·a-1)；∆c1——农田土壤总碳库年度变化量，单位为吨二氧化碳/年(tCO2e·a-1)；∆c2——农田土壤非二氧化碳温室气体排放当量，单位为吨二氧化碳/年(tCO2e·a-1)；4.2.4农田土壤固碳4.2.4.1土壤真实碳密度土壤真实碳密度ScDact按式(2)或(3)计算，取平行分析结果的算术平均值为计算结果。ScDact，i=（OMi×0.58+Ici）d×BDi×0.1(2)或ScDact，i=（Oci+Ici）×d×BDi×0.1(3)ScDact，i——第i年土壤真实碳密度（万tC·km-2OMi——第i年土壤有机质含量（g·kg-1Oci——第i年土壤有机碳含量（g·kg-1Ici——第i年土壤无机碳含量（g·kg-1d——土壤耕层深度，取值30，单位为厘米(cm)；BDi——第i年土壤容重（g·cm-30.58——土壤有机碳与土壤有机质的转化系数，无量纲；0.1——单位换算系数，无量纲。4.2.4.2土壤固碳农田土壤总碳库年度变化量∆C1按式(4)计算，取平行分析结果的算术平均值为计算结果。STCi=SCDact，i×A×0.01(5)∆C1——农田土壤有机碳库年度变化量，单位为吨二氧化碳/年(tCO2e·a-1)；STCT——评估年的土壤总碳库，单位为吨碳(tC)；STC0——基线年的土壤总碳库，单位为吨碳(tC)；T——评估年与基线年间的时间跨度，一个单独核算期的年数，单位为年(a)；——二氧化碳与碳的转换系数，无量纲；A——农田土地面积，单位为公顷(hm2)；0.01——单位换算系数，无量纲，1hm2=0.01km2；STCi——第i年土壤总碳库，单位为吨碳(tC)；SCDact，i——第i年土壤真实碳密度（万tC·km-2）。4.2.5农田土壤非二氧化碳温室气体排放土壤非二氧化碳温室气体排放当量∆C2按式(6)计算，取平行分析结果的算数平均值为计算结mjn∆C2——农田土壤非二氧化碳温室气体排放年度变化量，单位为吨二氧化碳/年(tCO2e·a-1)ADplanti——第i种作物种植土地面积，单位为公顷(hm2)；EFplant——非二氧化碳温室气体排放二氧化碳当量，单位为(tCO2e)；T——评估年与基线年间的时间跨度，一个单独核算期的年数，单位为年(a)；∆Ej——第j种温室气体单位排放量，单位为(t)；Gwpj——第j种温室气体全球增温潜势值，用来换算二氧化碳当量，单位为吨二氧化碳当量每吨温室气体(tCO2e/tEj)；Fj,i——第i种作物种植过程中第j种温室气体的平均排放通量，单位为(t·hm-2·a-1)；Ti——评估年与基线年间的时间跨度内，第i种作物的种植时间，单位为(a)。4.3土壤碳汇核算——估算法4.3.1方法原理在核算期内，根据参考区域土壤碳库缺省值、农田不同管理活动相关库变化因子系数及每个时点(时间等于0和时间等于T)相应的面积，计算土壤总碳库STci，用核算期前后土壤总碳库变化量除以土壤总碳库达到稳定的时间20年，即为核算期内区域农田土壤固碳量。通过参考区域农田非二氧化碳温室气体排放量数据和农田不同管理活动变化因子，得到农田非二氧化碳温室气体排放碳当量，农田土壤固碳量和农田非二氧化碳温室气体排放碳当量之差，即为核算期内区域农田土壤碳汇的变化量。4.3.2农田土壤碳汇农田土壤碳汇计算方法参见4.2.3，由核算期内农田土壤固碳量减去土壤非二氧化碳温室气体排放当量计算得到。4.3.3土壤碳库变化因子4.3.3.1农田土壤碳库变化因子计算方法（1）数据获取土壤碳库变化因子数据可通过文献数据与长期定位监测数据结合的方式进行确定。数据选取的标准如下：1）监测持续时间长（>3年）；2）土样采自土层0-30cm；3）监测时段的起止年清楚；4）监测时段内土壤总碳的初始值和变化值明确；5）农田类型明确，为旱地、水浇地、果园中的一类。（2）计算各数据源的土壤碳库年变化率r——土壤碳库年变化率；t——试验持续时间，单位为年；STct——试验终止年的土壤总碳含量；STct0——试验起始年的土壤总碳含量。（3）计算土壤碳库变化因子计算同一农田类型中，同一管理活动或退化程度的土壤碳库年变化率的均值和95%置信度区间，进而计算土壤碳库变化因子。F——土壤碳库变化因子；D——评估年限20年；——土壤碳库的年变化率的均值；ε——土壤碳库的年变化率95%置信度区间上限与均值之差。4.3.3.2农田类型土壤碳库变化因子按GB/T21010-2017将土地利用现状划分为旱地、水浇地和果园3种农田类型，依据4.3.3.1规定的步骤分别估算特定土地利用类型中农田系统或亚系统的碳库变化因子。4.3.3.3农田管理土壤碳库变化因子按充分耕作、少耕和免耕3种耕作方式对农田管理进行划分，依据4.3.3.1规定的步骤分别估算每种农田类型下各管理措施的土壤碳库变化因子。4.3.3.4有机质投入土壤碳库变化因子按低、中和高3种施肥方式对农田肥料投入进行划分，依据4.3.3.1规定的步骤分别估算每种施肥类型下的土壤碳库变化因子。4.3.4农田土壤固碳4.3.4.1土壤本底碳密度土壤本底碳密度通过土壤有机质或土壤有机碳含量、土壤无机碳含量，以及土壤容重计算得ScDref，i=（OMi×0.58+Ici）×d×BDi×0.1(11)或ScDref，i=（Oci+Ici）×d×BDi×0.1(12)ScDref，i——第i年被估算农田土壤本底碳密度（万tC·km-2OMi——第i年被估算农田土壤有机质含量（g·kg-1Oci——第i年被估算农田土壤有机碳含量（g·kg-1Ici——第i年被估算农田土壤无机碳含量（g·kg-1）；d——土壤耕层深度，取值30，单位为厘米(cm)；BDi——第i年被估算农田土壤容重（g·cm-30.58——土壤有机碳与土壤有机质的转化系数，无量纲；0.1——单位换算系数，无量纲。4.3.4.2土壤碳密度各农田类型不同管理和施肥模式下土壤碳密度由土壤本底碳密度和土壤碳库变化因子计算得SCDi=SCDref，i×FLU×FMG×FI(13)SCDi——第i年土壤碳密度（万tC·km-2SCDref，i——第i年被估算农田土壤本底碳密度（万tC·km-2FLU——特定土地利用中农田系统或亚系统的碳库变化因子，无量纲，亦可参见附表A.1相应碳库变化因子缺省值；FMG——土地管理的碳库变化因子，无量纲，亦可参见附表A.1相应碳库变化因子缺省值；FI——有机质投入的碳库变化因子，无量纲，亦可参见附表A.1相应碳库变化因子缺省值。4.3.4.3土壤固碳根据土壤碳密度和被估算农田的土地面积核算土壤碳库，进而计算得到农田土壤固碳。STCi=SCDi×A×0.01(15)∆C1——农田土壤有机碳库年度变化量，单位为吨二氧化碳/年(tCO2e·a-1)；STCT——评估年的土壤总碳库，单位为吨碳(tC)；STC0——基线年的土壤总碳库，单位为吨碳(tC)；T——评估年与基线年间的时间跨度，土壤有机碳库达到稳定的时间，取20，单位为年(a)；——二氧化碳与碳的转换系数，无量纲；A——被估算农田的土地面积，单位为公顷(hm2)；0.01——单位换算系数，无量纲，1hm2=0.01km2；STCi——第i年土壤总碳库，单位为吨碳(tC)；SCDi——第i年土壤碳密度（万tC·km-2）。4.3.4.4土壤固碳不确定性本规程的土壤固碳不确定性主要来自土壤碳库变化因子，采用不确定性传递法估算农田土壤固碳的不确定性范围。当某一估计值为n个估计值之和或差时，该估计值的不确定性采用下式计算。UC——n个估计值之和或差的不确定性（%Usn——第n个相加减的估计值的不确定性（%μsn——第n个相加减的估计值。当某一估计值为n个估计值之积时，该估计值的不确定性采用下式计算。UC=√(17)4.3.5农田非二氧化碳温室气体排放当量的计算方法4.3.5.1数据获取农田土壤非二氧化碳温室气体排放变化因子数据可通过文献数据与长期定位监测数据结合的方式进行确定。数据选取的标准如下：1）监测持续时间长（>3年）；2）监测时段内农田土壤的非二氧化碳温室气体尽由作物种植和肥料使用产生；3）非二氧化碳温室气体类型明确，为甲烷、氧化亚氮的一类。4.3.5.2农田土壤非二氧化碳温室气体排放∆c2=∆Eplant+∆EFert(18)∆c2——农田土壤非二氧化碳温室气体排放年度变化量，单位为吨二氧化碳/年(tCO2e·a-1)；∆Eplant——作物种植过程中非二氧化碳温室气体排放二氧化碳当量，单位为(tCO2e·a-1)；∆EFert——作物种植过程中施肥产生的非二氧化碳温室气体排放二氧化碳当量，单位为(tCO2e·a-1)；4.3.5.3作物生长非二氧化碳温室气体排放mnji=1∆Eplant——农田土壤作物种植非二氧化碳温室气体年度排放当量，单位为吨二氧化碳/年(tCO2e·a-1)；ADplanti——第i种作物种植土地面积，单位为公顷(hm2)；FEpi,j——第i种作作物种植过程中第j种温室气体排放因子，单位为(tCO2·hm2)；GWPj——第j种温室气体全球增温潜势值，用来换算二氧化碳当量，单位为吨二氧化碳当量每吨温室气体(tCO2e/tEj)。4.3.5.4农田施肥N2O温室气体排放∆EFert=(EF1+EF2+EF3)×Mi×Ni×GWPN2O(20)∆EFert——作物种植过程中施肥产生的N2O温室气体排放二氧化碳当量，单位为(tCO2e·a-1);EF1——农田施用化肥和有机肥料引起的N2O直接排放因子，单位为kgN2O-N/kgN，可参考附表A.3；EF2——基于氮挥发引起的N2O间接排放因子，单位为kgN2O-N/kgN-VOL，可参考附表A.3;EF3——基于氮淋溶发引起的N2O间接排放因子，单位为kgN2O-N/kgN-Lea，可参考附表A.3；Mi——第i种肥料的使用量，单位为kg；Ni——第i种肥料的含氮量，单位为%,可参考附表A.2；GWPN2O——N2O的全球增温潜势值，取值298，单位为吨二氧化碳当量每吨氧化亚氮(tCO2e/tN2O)。5.1数据收集及质量要求数据收集及质量要求见表1。5.2监测及数据质量管理5.2.1监测计划及监测数据要求监测计划应按照GB/T33760--2017中5.10制定和执行。测量仪器/表精度应满足相关要求，每年定期校准，校准机构应具有测量仪器/表检定资质，校准相关要求应按照国家相关计量规程执行。技术应用方应确保监测计划有效实施，并记录、汇编和分析有关数据，对数据存档，保证测量管理体系符合质量和规范要求。5.2.2数据质量管理数据质量管理要求按照GB/T33760--2017中5.11执行。数据质量应符合附件B的相关要求。FLUFMG），FI低），），中高NH4HCO3NH4NO3NH3·H2OB.1.1监测数据监测数据应符合以下要求：a）符合NY/T1121.6-2006土壤检测第6部分：土壤有机质的测定、GB15618-2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）的要求；b）与监测数据相关的计量设备的检定及运行情