DB13T 5952-2024海草床生态系统碳汇调查与评估规范

海草床生态系统碳汇调查与评估规范2024-07-24实施2024-07-24实施河北省市场监督管理局发布I 12规范性引用文件 13术语和定义 14工作程序 25分布调查 25.1遥感解译 25.2无人机航摄 35.3侧扫声呐测量 35.4现场补充调查 36碳汇调查 36.1样方调查 36.2碳汇参数调查 57碳储量计算 57.1生物碳密度 57.2沉积物碳密度 67.3总碳储量 68碳汇能力评估 68.1损益法 68.2库差别法 9海草床生态状况评估 79.1海草床面积变化 7 79.3海草床植株密度变化 79.4海草床生态状况评估 710质量控制 10.1基本要求 810.2数据管理 810.3成果归档 8附录A(规范性)海草床碳汇调查与评估通用记录格式 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》的规定起草。本文件由河北省自然资源厅提出并归口。本文件起草单位：河北省水文工程地质勘查院(河北省遥感中心)、中国海洋大学、自然资源部第三海洋研究所、河北省农林科学院滨海农业研究所。本文件主要起草人：刘有才、马旺、胡琦、张蓿、张沛东、董岳、李林强、李文涛、杨黎静、刘畅、郭文静、张雄帅、赵上。1海草床生态系统碳汇调查与评估规范本文件规定了海草床生态系统碳汇调查与评估的工作程序、分布调查、碳汇调查、碳储量计算、碳汇能力评估、生态状况评估、质量控制等要求。本文件适用于海草床生态系统碳汇调查与评估。2规范性引用文件下列文件中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。GB/T12763.8-2007海洋调查规范第8部分：海洋地质地球物理调查GB17378.2-2007海洋监测规范第2部分：数据处理与分析质量控制GB17378.3-2007海洋监测规范第3部分：样品采集、贮存与运输GB17378.5-2007海洋监测规范第5部分：沉积物分析GB/T30740海洋沉积物中总有机碳的测定非色散红外吸收法GB41339.4-2023海洋生态修复技术指南第4部分：海草床生态修复HY/T058海洋调查观测监测档案业务规范HY/T0349-2022海洋碳汇核算方法JT/T1362侧扫声呐测量技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。可完全生活在海水或河口水域咸水中的单子叶被子植物。海草床seagrassbed具有一定面积的海草群落。海草床生态系统seagrassecosystem以海草为主体的生物群落及周围环境相互作用构成的自然系统。吸收并储存大气中温室气体或温室气体前体的过程、活动和机制，本标准特指温室气体清除量。碳库carbonpool具有累积或释放碳能力的库或系统。碳储量carbonstock在一定面积植物体和一定深度沉积物的特定空间内，碳库内所包含有机碳的绝对数量。2单位面积的植物体和沉积物中有机碳储量。沉积物在单位时间单位面积内埋藏的有机碳质量。地表以上以植物干重表示单位面积的所有活体植物的重量。地表以下以植物干重表示单位面积的所有活体植物的重量。着生在海草地上部分上的藻类及其他生物的重量。海草脱落或死亡的叶片、叶鞘、根茎、根、花和果实等。基于适用于本国的人类活动碳计量参数，估测各碳库的增加和损失情况，在此基础上评估区域碳库变化情况的方法。基于两个不同时间段测定的碳储量的差异，在此基础上评估各碳库碳变化情况的方法。4工作程序海草床生态系统碳汇调查与评估工作程序分为前期准备、分布调查、碳汇调查、碳储量计算、碳汇能力评估、生态状况评估和报告编制7个阶段，具体如下：a)前期准备：包括资料收集、方案编制、仪器准备等；b)分布调查：通过遥感解译、无人机航摄、侧扫声呐测量等方式，结合现场补充调查，查明海草床不同区域的海草种类、分布面积、盖度等；c)碳汇调查：包括样方调查及碳汇调查，样方调查包括调查分区、站位布设、样方采集、调查记录、样品处理与分析等工作，碳汇调查包括植物年净初级生产力、沉积物沉积速率等d)碳储量计算：包括生物碳密度、沉积物碳密度、总碳储量等指标计算；e)碳汇能力评估：运用损益法、库差别法等方法评估；f)生态状况评估：包括计算海草面积、盖度、植株密度及海草床生态状况等进行评估；g)报告及图件编制：根据碳汇调查和评估内容，编制海草床生态系统碳汇调查与评估报告，编制海草床碳汇调查系列图件。5分布调查5.1遥感解译海草床遥感解译与分析，应满足如下要求：a)遥感影像宜选择分辨率优于2m、低潮过境且无云雾遮挡的光学影像，选择最佳波段组合信息进行彩色合成；b)应建立遥感图像解译标志，利用RS及GIS软件提取海草床分布信息。结合潮汐表、水深地形、踏勘数据等辅助资料，对海草床分布信息进行补充和修正；3c)绘制研究区海草空间分布图，区分不同地段海草床密度等级；d)基于已有调查监测成果及历史影像数据，制作海草床分布范围和边界变化的多期遥感解译专题图，分析海草空间动态变化趋势。5.2无人机航摄海草床无人机航摄，应满足如下要求：a)适用于低潮时可露出水面或海水清澈的海草床；b)宜在海况不大于3级、大潮期低潮段进行航摄；c)利用已有海草分布范围资料，结合低潮时间确定航测区域；d)依据海草分布的清晰度合理选择飞行高度；e)对获得的原始图片进行拼接处理后，利用GIS软件提取海草床分布及盖度信息。5.3侧扫声呐测量海草床侧扫声呐测量，应满足如下要求：a)针对水深>2m的区域，可利用声呐测量技术探测海草床的分布；b)通过侧扫声呐测量掌握海草冠层高度、盖度等信息；c)依据测量数据，编制海草床分布范围图、海草覆盖度分布图及水深分布图等；d)测量工作技术要求参照JT/T1362执行。5.4现场补充调查海草床现场补充调查，应满足如下要求：a)基于遥感解译、无人机航摄、侧扫声呐测量等数据，采用船舶走航或潜水方式进行补充调查，验证调查结果的准确性；b)利用全球定位系统记录海草床边界拐点(边界以海草覆盖度>5%为划分标准)的经纬度坐标；c)使用潜水相机或水下摄像机拍摄草床底图像，以获取更全面的信息；d)填写海草床分布调查记录表，见附录A表A.1。6碳汇调查6.1样方调查6.1.1调查分区与站位布设6.1.1.1调查分区划定依据海草床分布调查结果划定调查分区。将存在异质性的调查区域划分为若干小区，同一小区内视为均质区。分区需要考虑的因素包括：a)海草种类及群落特征；b)海草密度及生态健康状态；c)海草分布的连续性；d)是否进行过种植、移植等生态修复；e)底质类型；f)水深地形及水动力条件；g)现有及潜在的海域使用方式；h)其他可能影响海草床固碳能力的因素。6.1.1.2站位布设调查站位应覆盖所有调查分区，且具有代表性，能反映该分区生态特征。样方调查根据分区划定结果，在每个调查分区内随机选择站位或采用栅格取样法取样；当环境要素沿某一方向发生规律性变化时，可采用样线取样法。调查站位数应满足表1要求。4表1海草床碳汇调查站位布设要求调查分区面积(hm²)站位(个)100<面积≤5006.1.2样方采集与调查记录要求6.1.2.1样方要求各调查站位进行样方采集，应满足如下要求：a)根据海草植物种类、植株密度确定样方大小，一般选取0.25m²(50cm×50cm);b)地上生物量、地下生物量、凋落物生物量、附生生物量样方应一致；c)地下生物量采样宜使用直径10cm~25cm根系采样器；d)沉积物柱状样直径宜在50mm~75mm之间；e)应尽量减小对海草床的干扰和破坏；f)每一站位应设置不少于3组平行样方；g)建立若干固定样方，用于长期监测。6.1.2.2植物样品采集要求植物样品的采集，应满足如下要求：a)根据所采集的海草物种根系长度确定采样深度，使用根系采样器采集固定深度以上的沉积物及植株，尽量确保海草植株完整；b)根据分生组织将海草植株分离为地上部分和地下部分，将地下部分样品置入筛网冲洗，去除沉积物；c)记录海草的生物学特征：海草种类、株高、盖度、茎枝密度、叶片数、叶面积、最长根长、平均节间长、平均节间直径等。6.1.2.3沉积物样品采集要求沉积物样品的采集，应满足如下要求：a)在与海草植物样品对应的生境内进行柱状样采样，沉积物样品采集应与海草植物样品采集同期进行；b)各站位采集沉积物柱状样1件，采样深度为100cm,对于沉积物厚度小于100cm的，按照实际深度采样；c)常用采样设备包括：活塞式土钻、铲斗式土钻、振动式土钻、泥炭采样器或螺旋形土钻等，对于较硬的砂石底质，宜使用动力柱状采样器；d)0cm~50cm深度的沉积物，以10cm为间距分层；50cm~100cm深度的沉积物分为1层，共计6个层次。用环刀分层取样，分别密封带回实验室测定沉积物容重、粒度、有机碳等参数；e)沉积物柱状样压缩明显时，应就近取另一个样，重复操作至压缩量小于柱样总长度的5%;若确实无法保证此压缩量，应使用压缩校正系数(采集样品长度除以穿透的沉积物深度)来校正土柱的人为压缩。6.1.2.4样方调查记录要求在每个调查站位均应记录相关信息，填写采样记录表，见附录A表A.2,相关要求如下：a)记录采集地点、采样日期、站位编号、植被类型和优势种等，使用卫星定位仪记录经纬度，坐标系采用CGCS2000;b)记录海草植物、附生生物、凋落物的样品号、物种名称、样方面积、株数等；5c)记录沉积物柱状样的样品号、采样管材质、采样管长度、内径、采样管顶部距外侧沉积物表面距离、距采样管内侧沉积物表面距离、压实率等；d)使用照相机采集植株、叶片、生境照片等。6.1.3处理与分析6.1.3.1样品贮存与运输植物样品和沉积物样品贮存与运输分别按照GB17378.3-2007中5.6和6.8条要求及本文件确定的方法执行，具体如下：a)运输中，样品应在4℃左右避光保存；b)运回实验室后，样品应及时处理或在-20℃条件下保存；c)生物沥干水分；d)植物样品填写海草床生物样品处理分析记录表，见附录A表A.3。6.1.3.2样品分析样品的分析，应满足如下要求：a)测试项目：沉积物粒度、容重、有机碳含量等；b)沉积物粒度测试分析应按GB/T12763.8-2007中6.3的规定执行；c)海草植株、凋落物、附生生物以及沉积物样品有机碳含量的分析方法包括重铬酸钾氧化-还原容量法、热导法、元素分析仪法和非色散红外吸收法。重铬酸钾氧化-还原容量法、热导法参照GB17378.5-2007中18.1条和18.2条规定执行，元素分析仪法参照GB/T12763.8-2007中6.7.8规定执行，非色散红外吸收法参照GB/T30740的相关规定执行，沉积物按照GB/T30740的相关规定执行。6.2碳汇参数调查6.2.1植物初级生产力植物初级生产力调查应符合以下要求：a)植物初级生产力的确定方法宜采用标记法；b)在各调查分区内于春、夏、秋、冬季分别随机选取10～15株海草，标记海草叶片和根状茎，经过1个月后采回，测量整株海草组织新生生物量；c)根据间隔时间计算海草植物净初级生产力，春、夏、秋、冬四季数据的平均值即为草床的年均植物初级生产力。6.2.2沉积物沉积速率沉积物沉积速率调查应符合以下要求：a)海草床沉积物沉积速率测定宜采用210Pb放射性同位素测年法，结合137Cs放射性同位素测年法进行验证；b)在各调查分区内布设1处及以上沉积物沉积速率调查站位，调查与样方调查同步开展；c)采集沉积物柱状样1件，采样深度50cm,按2cm厚度间隔分样；d)如果柱状样表层观测到明显的扰动层，从相对稳定的沉积物层开始计算。表格样式参见附7碳储量计算7.1生物碳密度海草植株、凋落物或附生生物碳密度按照公式(1)计算：VC=wc×(Msp/Ssp)×10-²………………VC——海草植株(VCp)、凋落物(VC₁)或附生生物碳密度(VCe),单位为兆克碳每公顷(Mg6Wc——海草植株、凋落物或附生生物有机碳质量分数，单位为百分比(%);Msp——海草植株、凋落物或附生生物样方干重，单位为克(g);调查站位沉积物碳密度按照公式(2)计算：wg——第j层沉积物有机碳质量分数，单位为百分比(%);P;——第j层沉积物容重，单位为克每立方厘米(g/cm³);海草床生态系统总碳储量按照公式(3)计算：VCn;——第个海草小区植株碳密度，单位为兆克碳每公顷(MgC/hm²);依据碳汇调查取得的海草植物初级生产力、沉积物容重、沉积速率、有机碳含量等参数，参照HY/T0349-2022中4.4.2和4.4.3规定的公式进行海草床植物碳汇能力和海草床沉积物碳汇能力计此方法适用于转为海草床的区域进行碳汇能力评估，应对“自然恢复的海草床区域”和“人工修复的海草床区域”分别计算，计算内容分别为生物量碳库变化、凋落物碳库变化、沉积物碳库变区域生物量年碳汇量核算方法应按公式(4)计算：ACb=(VCbt₂-VCb.t)×A;/(t₂-t₁)………78.2.2沉积物碳库变化区域沉积物年碳汇量按HY/T0349-2022中4.4.2规定的公式进行计算。9海草床生态状况评估9.1海草床面积变化海草床面积的变化按式(5)计算：V₁——海草床的面积变化率，单位为百分比(%);A——实测总面积，单位为公顷(hm²);A₀——参照系面积，单位为公顷(hm²)。9.2海草盖度变化海草床盖度按式(6)计算：C——海草床盖度，单位为百分比(%);S'——海草投影面积，单位为(m²);S——样方面积(m²)。海草盖度的变化率按式(7)计算：V₂——海草盖度的变化率，单位为百分比(%);C——海草样方盖度调查平均值；Co——参照系数据。9.3海草床植株密度变化海草植株密度按式(8)计算：D——海草植株密度(株/m²);N——海草植株数量(株);海草植株密度的变化按式(9)计算：V₃——海草植株密度的变化率，单位为百分比(%);D——海草样方植株密度调查平均值；D₀——参照系数据。9.4海草床生态状况评估海草床生态状况评估按式(10)进行评估指数计算：Iv——海草床评估指数；Vi——第i个海草床评估指标赋值(见表2);q——海草床评估指标总数。8当74≤lv≤100时，海草床为稳定；当60≤lv<74时，海草床为受损；当20≤ly<60时，海草床为严重表2生态状况评估指标与赋值稳定受损严重受损12310质量控制10.1基本要求质量控制应符合以下基本要求：a)收集的已有文献资料应就其合法性、单位制、时效性、可靠性及适用区域等给出明确的质量要求，并进行具体质量分析评估；b)侧扫声呐质量监控应按JT/T1362中7.6相关规定执行；c)遥感影像定位中误差应优于10m,区域云覆盖率不大于10%,影像重叠度不小