鹽堿地土壤周年溫室氣體排放監(jiān)測與核算技術規(guī)程

4鹽堿地土壤周年溫室氣體排放監(jiān)測與核算技術規(guī)程本文件規(guī)定了鹽堿地土壤周年溫室氣體排放的監(jiān)測技術、數據分析和核算方法。本文件適用于鹽堿地土壤周年溫室氣體排放通量的監(jiān)測和核算。本文件適用于鹽堿地種植作物為向日葵。本文件適用溫室氣體有二氧化碳、氧化亞氮、甲烷。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。鹽堿地saline-alkalisoil鹽堿地是指土壤表層鹽堿聚集，不能種植一般農作物，只能生長耐鹽植物的土地。鹽堿地包括鹽堿耕地、鹽堿林地、鹽堿草地、鹽堿濕地、鹽堿未利用地等。3.2溫室氣體通量greenhousegasflux溫室氣體通量是指地球表面與大氣之間溫室氣體的交換量。溫室氣體通量是測量和分析二氧化碳、甲烷等溫室氣體在地球表面與大氣之間交換的過程。3.3凍融循環(huán)freeze-thawcycle凍融循環(huán)是指結構體表面的冰霜融化成水滴后，水分沿著結構表面的孔隙或毛細孔通路向結構內部滲透；當溫度降低到0℃以下時，水分結成冰，產生膨脹，導致結構出現裂縫。3.4全球增溫潛勢globalwarmingpotential全球增溫潛勢是某一給定物質在一定時間積分范圍內與二氧化碳相比而得到的相對輻射影響值。54監(jiān)測技術4.1樣地設置樣地設置應遵循以下要求：1）樣地位置選擇。樣地選擇的標準為種類成分的分布要均勻一致，最能反映該群落生境特點的地段。樣地要設在群落中心的典型部分，避免選在兩個群落類型的過渡地帶。樣地要用顯著的實物標記，以便明確觀察范圍，樣地選擇符合DB13/T5823-2023。2）樣地面積。每個樣地面積為160m2（40×4m），每個處理3個重復，共9個地塊，四周圍有寬2.0m、高0.3m的圍堰；3）監(jiān)測點布置。應在每個樣地內隨機選擇3個監(jiān)測點。4.2采集方法靜態(tài)暗箱法定位觀測。采集時間為10:00—13:00靜態(tài)箱由不銹鋼制成,厚度為1mm,包括括頂箱和基座兩部分,頂箱規(guī)格為40cm×40cm×40cm,底座的規(guī)格為40cm×40cm×15cm。采樣箱內裝有小型風扇,采樣時通電持續(xù)轉動,以充分混勻箱內氣體。氣體樣品采集方法符合DB42/T2204-2024。4.3采集過程氣體樣品采集按DB42/T2204-2024執(zhí)行。應選擇晴朗無風的天氣采集氣體樣品，并遵循以下步驟：1）接通電源。將蓄電池正負極連接靜態(tài)箱內小型風扇，采樣時通電持續(xù)轉動，以充分混勻箱內氣體；2）封閉靜態(tài)箱。在每個樣地安放3個靜態(tài)箱（3個重復），為保證靜態(tài)箱內的土壤不受擾動，去除箱內的植株/積雪等其他物質。3）采集樣品。采氣時將靜態(tài)箱與采氣管的連通閥打開，利用30mL注射器從橡膠密封塞處插入靜態(tài)箱中進行氣體采集（10次以上），充分混勻靜態(tài)箱中氣體。每次將采樣箱扣下之后，立馬進行采樣，記為0min，之后分別間隔10、20、30min后抽取氣體，氣體樣品采集符合DB42/T2204-2024。4）樣品保存。將帶有監(jiān)測編號的采的氣體樣品密封保存在鋁箔采氣袋內，待實驗室測定。4.4時期劃分將周年土壤時期劃分為凍融期和作物生長期。為更準確分析凍融期各個階段土壤溫室氣體排放量的差異，參考往年氣象數據,將凍融期具體劃分3個階段：初凍期、凍結期和融解期。當日最低溫開始達到0℃以下，土壤表層開始凍結至日最高溫達到0℃以下階段為初凍期；當日最高溫均持續(xù)低于0℃,凍結鋒面快速向下移動至土壤達到最大凍結深度，且積雪不再消融階段為凍結期；當春季日最高溫達到0℃以上積雪開始融化，土層開始雙向解凍至全部解凍階段為融解期。4.5采集頻率6凍結期由于氣候寒冷取樣艱難,故大約每20天一次。初凍期和融解期由于氣候晝夜溫差較大,此階段的土壤處于凍融狀態(tài),土壤溫室氣體排放波動較大,因此采集氣體頻率設定大約為每10天一次。作物生長期則按照向日葵的生長階段進行取樣（苗期、現蕾期、開花期、灌漿期、成熟期）。溫室氣體排放日變化觀測在每年凍融期的11月至翌年4月、作物生長關鍵期的6—9月，每個月選擇天氣晴朗的一天進行取樣，全年共進行10次觀測，每次采樣自09:00開始至18:00結束。4.6環(huán)境參數測定在每個樣區(qū)安裝土壤溫度和濕度傳感器用于測量土壤水分含量和土壤溫度。計算箱底面積和箱內空氣體積，記錄空氣濕度、大氣壓強等因子。5分析方法5.1樣品檢測方法氣體樣品采用PicarroG2308分析儀測定CO2、CH4、N2O含量。氣體進樣量為15mL，柱溫55℃,CO2和CH4檢測器為氫火焰檢測器，N2O檢測器為電子俘獲檢測器。5.2氣象數據獲取研究所需氣象數據由試驗點氣象站自動測定并收集。5.3數據處理與計算方法按照DB36/T1094-2018和DB11/T1616-2019進行鹽堿地土壤周年溫室氣體排放計算。1）鹽堿地土壤周年溫室氣體濃度（Cs）采用公式（1）計算。Cs=AsCo/Ao(1)式中：Co—標氣濃度；As—所測樣品峰面積；Ao—標氣峰面積。2）鹽堿地土壤周年溫室氣體排放通量（F）采用公式（2）計算。（2）式中：ρ—箱內氣體密度；Δm、Δc—Δt時間內箱內氣體質量和混合比濃度的變化；A、V、H—采樣箱底面積、體積、氣室高度；Δc/Δt—箱內氣體濃度變化；當F為負值時表示吸收，F為正值時表示排放。氣體通量計算過程中，通過公式中引入箱內溫度7和氣壓值，對氣體濃度進行校正。3）鹽堿地土壤周年溫室氣體累計排放量（Ec）采用公式（3）計算。式中：n—試驗期觀測次數；Fi、Fi+1—第i、i+1次采樣時溫室氣體的排放通量，mg/(m2·h)或μg/(m2·h)；ti+1、ti—第i+1、i次采樣的時間間隔，d；a—轉換系數?；诟鳉怏w排放通量日變化過程，各觀測時刻溫室氣體排放通量的校正系數采用公式（4）計算。Ci=Favg/Fi（4）式中：Ci為CH4、CO2的校正系數，Ci越接近1越好；Favg為日平均排放通量；Fi為第i次觀測的排放通量。6溫室氣體排放核算6.1綜合增溫潛勢綜合增溫潛勢（GWP）是將各種溫室氣體的增溫潛勢換算為CO2當量。100a時間尺度的綜合增溫效應采用公式（5）計算。GWP=298Ec-N2O+25Ec-CH4(5)式中：Ec-N2O—N2O的季節(jié)累積排放量，kg/hm2；Ec-CH4—CH4的季節(jié)累積排放量，kg/hm2。6.2土壤溫室氣體碳平衡收獲向日葵籽粒，測定不同處理向日葵籽粒生物量；在向日葵籽粒收獲后，在不同處理中選取3個1m2小區(qū)，測定向日葵地上部生物量（秸稈或殘茬），秸稈和殘茬在60℃下烘72h，烘干后稱質量；收獲后，在各處理打4個直徑8cm深度60cm的孔洞（2個在植株行上、2個在行間），測定0—100cm土層向日葵根系生物量。采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法測定過0.25mm篩的秸稈、殘茬和根系的含碳量。每平方米種植向日葵約5株。凈初級生產力（NPP）采用公式（6）計算。NPP=5(mlwl+mqwq+mrwr)（6）式中：NPP為凈初級生產力（g/m2ml、mq、mr為向日葵葉、