大兴安岭东部林区泥炭沼泽调查设计

陈国富 牟兆军 魏丽丽 任伟

[摘 要] 本文分析论述大兴安岭东部林区泥炭沼泽的调查范围、调查内容、调查区划、调查方法、外业调查和实验室分析检测6个方面，形成大兴安岭东部林区泥炭沼泽调查设计方案，以供科研与生产参考。

[关键词] 泥炭沼泽;调查设计;大兴安岭东部林区

[中图分类号] X37 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）03-64-3

1 调查范围

依据《黑龙江省泥炭沼泽碳库调查操作细则》规定，调查范围包括大兴安岭东部林区面积≥1 hm2的所有自然泥炭沼泽。以泥炭沼泽斑块作为泥炭沼泽碳库调查的基本单位[1]。

2 调查内容

2.1 面积

现地调查所有泥炭沼泽斑块的边界范围，利用地理信息系统软件求算面积。

2.2 植被

通过对泥炭沼泽内的乔木、灌木、草本（蕨类）、苔藓、层间植物及枯死木、枯落物等调查取样，测算植被生物量和全碳量。

2.3 土壤

通过对泥炭沼泽土壤调查取样，获得土壤容质量、有机碳含量、黏土含量、可溶性有机碳（DOC）、pH值、分解度、泥炭类型、泥炭厚度、水位和土壤有机碳总量10项指标。

2.4 自然环境

地理环境包括泥炭沼泽地形、平均海拔、地理位置（经纬度坐标）等，水环境包括泥炭沼泽自然水分状况（水源补给状况、积水状况、流出状况等）、人工给排水情况（尤其是1990年以来排水和复湿情况）等。

2.5 保护管理和受威胁状况

调查泥炭沼泽是否在保护区、湿地公园内或受到其他的专门保护，泥炭沼泽是否受到自然环境变化或人为因素威胁，以及受威胁程度。

3 调查区划

3.1 区划系统

以大兴安岭东部林区作为调查实施总体，以泥炭沼泽斑块作为调查基本单位，按照“省—湿地区—泥炭沼泽斑块”系统进行区划。湿地区延用黑龙江省第二次湿地资源调查区划成果。

3.2 斑块划分标准

泥炭沼泽斑块是泥炭沼泽碳库调查、统计的基本单位。当单块泥炭沼泽<1 hm2，其间相距<20 m，而且类型相同时，区划为同一斑块。原则上下列因子之一有差异时，应单独划分泥炭沼泽斑块。因子包括县级行政区域、地形部位、水文要素、保护状况（依据国际重要湿地、国家重要湿地以及省级或省级以上的湿地公园、自然保护区是否存在差异[2]。

4 调查方法

4.1 遥感影像解译

4.1.1 资料来源。遥感数据来源于高分1号卫星遥感影像数据，分辨率2.5 m，云量<5%，获取时间为2015年。

4.1.2 辅助资料。其主要包括大兴安岭东部林区行政区划图、湿地资源分布图、土壤分布图、林相图等各类专题矢量图。

4.1.3 解译过程。一是人员培训。为提高遥感解译正判率，保证遥感解译精度，首先对参加解译人员进行技术培训，使之了解遥感技术基础知识、熟悉调查技术标准、掌握相关软件使用方法。二是解译。解译人员根据遥感假彩色影像上反映的色调、形状、纹理、地域分布等特征对泥炭沼泽进行初步解译判读，并对泥炭沼泽斑块进行矢量化。当解译的斑块符合斑块划分条件时，按条件进行分割。三是质检。解译结果由质检人员检查，具体要求如下：≥1 hm2可识别地块无遗漏，≥5 hm2疑似地块无遗漏;斑块区划线平整圆滑，并与遥感影像相吻合，误差≤1个像素;不符合要求的要补充解译、区划。四是印。解译完成后，将遥感影像图、泥炭斑块区划图、行政区划图相叠加，并添加必要的地理、交通要素，按≥1∶5万比例尺分幅打印，作为外业调查手图。同时，将影像图分幅配准，载入平板电脑，使调查更准确、更便捷。

4.2 資料收集

图面资料有比例尺1∶2.5万地形图、行政区划图、湿地资源分布图、土壤分布图和林相图等。数据资料有分辨率2.5 m遥感数据、湿地数据库、森林资源规划设计调查数据库、沼泽志、植物志和植物图鉴等。

4.3 抽样设计

4.3.1 泥炭沼泽及斑块边界界定。外业调查时以沼泽植物为参考，以泥炭土的物理特征为依据进行判断。特征不明显难以判断的，需进行土壤取样，根据样品检测结果判定泥炭沼泽及斑块边界。

①泥炭沼泽界定量化指标。腐殖质层的厚度≥10 cm;当混合土壤（腐殖质层下方的）达到20 cm深度时，小于20 cm的一个层有机碳含量必须≥12%。

沼泽土壤被水浸透，需满足：当黏土含量≥60%，则土壤有机碳含量≥18%;当60%>黏土含量>0%，则土壤有机碳含量>[12%+（黏土含量×0.1）];当无黏土含量（=0%），则土壤有机碳含量需≥12%。

同时满足上述两项条件，为本次泥炭沼泽调查的范围。

②斑块边界界定量化指标。在①界定的泥炭沼泽内，以表层泥炭厚度30 cm等值线作为泥炭沼泽斑块边界。

4.3.2 泥炭沼泽斑块面积求算。现地判定泥炭沼泽斑块边界后，以GPS定位数据对斑块矢量图进行调整，调整后斑块边界误差≤5 m。利用地理信息系统软件自动求算面积，小数点后保留两位有效数字。

4.3.3 植被样方布设。大兴安岭林区地形地貌、植物群系类型分布比较单一，其所含泥炭沼泽的主要植物群系类型有柴桦、小叶樟、苔草3个群系。其中，以苔草、小叶樟植物群系面积居多，占泥炭总面积的97.56%;柴桦群系少量分布，占泥炭总面积的2.44%。地貌部位以沟谷型为主。

①布设原则。植被样方布设方法和布设数量是根据目的和要求，并结合现场调查结果确定该区域内植被样方布设点位，同时必须遵循全面性、代表性、客观性和可行性原则。

②样方数量。根据泥炭分布规律，在全区范围内布设了27块样方（苔草群系15块、小叶樟群系9块、柴桦群系3块）。所设样方涵盖了全区所有泥炭沼泽的主要地貌部位和植物群系类型。

5 外业调查

5.1 现状调查

5.1.1 自然环境状况。以泥炭沼泽斑块为单位，调查斑块的自然环境状况。其中，地理环境调查包括地理位置、地形地貌、平均海拔、年均气温和年均降水量等方面的调查，水环境调查包括泥炭沼泽水源补给状况、流出状况、积水状况及排水与复湿情况等方面的调查，植被类型调查包括乔—灌—草型、灌—草型、草本型、苔藓型4种调查。

5.1.2 保护管理和受威胁状况调查。一是保护管理状况。调查泥炭沼泽是否在保护区内或受到其他专门保护，注明保护管理单位名称及建立时间、保护等级（国家级、省级、县级）及主管部门（林业、水利、国土等）等。二是受威胁状况。调查泥炭沼泽是否受到恶劣自然环境条件或人为因素威胁，受威胁程度如何。

5.2 植被调查

5.2.1 植被样方设置。样方形状与规格为灌木2.0 m×2.0 m、草本1.0 m×1.0 m、枯落物0.5 m×0.5 m、蘚类0.2 m×0.2 m。

5.2.2 植被因子调查。辅助目测调查灌木层植物群系名称及亚优势植物种类、平均地径、平均高度、平均盖度等，辅助目测调查草本层植物群系名称及亚优势植物种类、平均高度、平均盖度等，记录枯落物的平均厚度、平均盖度。

5.2.3 植物取样。植物地上部分取样包括灌木地上部分取样，草本（蕨类）、藓类地上部分取样，枯落物地上部分取样。植物地下部分取样包括灌木、草本（蕨类）、藓类植物地下部分取样以及枯落物地下部分取样。

5.3 土壤调查

5.3.1 调查指标。泥炭沼泽土壤调查包括土壤容质量、有机碳含量、黏土含量、可溶性有机碳（DOC）、pH值、分解度、泥炭类型、泥炭厚度、水位和土壤有机碳总量10项指标。其中前7项指标通过实验室对土壤样品检测分析获得，泥炭厚度和水位2项指标通过外业调查获得，土壤有机碳总量通过计算汇总获得。

5.3.2 泥炭厚度与水位。一是厚度调查。调查点应在泥炭沼泽斑块内均匀布设。当群系面积在1～1 000 hm2，每个群系内均匀设置调查点10～30个;当群系面积≥1 000 hm2，每个群系内均匀设置调查点≥30个。

二是水位调查。当泥炭沼泽地表有积水时，水深记为“+XX”cm。当钻孔内水面与地表持平时，水位记为“0”cm。当泥炭沼泽地表没有积水时，土壤样品取完后，在各采样点深挖，直到有见到地下水流出为止，等水位稳定后，此时地表至地下水的距离为地下水位值，记为“-XX”cm。

5.3.3 泥炭类型与分解度。泥炭类型根据地上植被和泥炭质地结构观察判断填写（木本、草本、藓类、某—某混合），判断困难时由实验室泥炭样品检测获得;泥炭分解度可以按下面的方法在野外调查填写，野外测定困难时由实验室测定，详见表1。

5.3.4 土壤取样。一是深度控制。泥炭土壤厚度≥1 m，则取样深度为1 m;泥炭土壤厚度<1 m，则按实际深度取样。

二是质量控制。在每个采样点，对于容质量、有机碳含量、黏土含量、pH值、泥炭类型和分解度6项指标的样品平行重复取样3份，每份样品由3钻土样均匀混合而成，每钻取样之间的水平距离不大于50 cm。取样量不少于1 000 g，以保证满足各项指标检测所需和测后留有备份。

参考文献

[1]张国栋.黑龙江省泥炭沼泽碳库调查方法的探讨[J].农业实用科技信息，2015（11）：26.

[2]赵星财.黑龙江省泥炭沼泽生物量和碳库调查浅析[J].防护林科技，2016（11）：70-71.