大興安嶺東部林區(qū)泥炭沼澤調(diào)查設(shè)計(jì)

陳國(guó)富 牟兆軍 魏麗麗 任偉

[摘 要] 本文分析論述大興安嶺東部林區(qū)泥炭沼澤的調(diào)查范圍、調(diào)查內(nèi)容、調(diào)查區(qū)劃、調(diào)查方法、外業(yè)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室分析檢測(cè)6個(gè)方面，形成大興安嶺東部林區(qū)泥炭沼澤調(diào)查設(shè)計(jì)方案，以供科研與生產(chǎn)參考。

[關(guān)鍵詞] 泥炭沼澤;調(diào)查設(shè)計(jì);大興安嶺東部林區(qū)

[中圖分類(lèi)號(hào)] X37 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2020）03-64-3

1 調(diào)查范圍

依據(jù)《黑龍江省泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查操作細(xì)則》規(guī)定，調(diào)查范圍包括大興安嶺東部林區(qū)面積≥1 hm2的所有自然泥炭沼澤。以泥炭沼澤斑塊作為泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查的基本單位[1]。

2 調(diào)查內(nèi)容

2.1 面積

現(xiàn)地調(diào)查所有泥炭沼澤斑塊的邊界范圍，利用地理信息系統(tǒng)軟件求算面積。

2.2 植被

通過(guò)對(duì)泥炭沼澤內(nèi)的喬木、灌木、草本（蕨類(lèi)）、苔蘚、層間植物及枯死木、枯落物等調(diào)查取樣，測(cè)算植被生物量和全碳量。

2.3 土壤

通過(guò)對(duì)泥炭沼澤土壤調(diào)查取樣，獲得土壤容質(zhì)量、有機(jī)碳含量、黏土含量、可溶性有機(jī)碳（DOC）、pH值、分解度、泥炭類(lèi)型、泥炭厚度、水位和土壤有機(jī)碳總量10項(xiàng)指標(biāo)。

2.4 自然環(huán)境

地理環(huán)境包括泥炭沼澤地形、平均海拔、地理位置（經(jīng)緯度坐標(biāo)）等，水環(huán)境包括泥炭沼澤自然水分狀況（水源補(bǔ)給狀況、積水狀況、流出狀況等）、人工給排水情況（尤其是1990年以來(lái)排水和復(fù)濕情況）等。

2.5 保護(hù)管理和受威脅狀況

調(diào)查泥炭沼澤是否在保護(hù)區(qū)、濕地公園內(nèi)或受到其他的專(zhuān)門(mén)保護(hù)，泥炭沼澤是否受到自然環(huán)境變化或人為因素威脅，以及受威脅程度。

3 調(diào)查區(qū)劃

3.1 區(qū)劃系統(tǒng)

以大興安嶺東部林區(qū)作為調(diào)查實(shí)施總體，以泥炭沼澤斑塊作為調(diào)查基本單位，按照“省—濕地區(qū)—泥炭沼澤斑塊”系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)劃。濕地區(qū)延用黑龍江省第二次濕地資源調(diào)查區(qū)劃成果。

3.2 斑塊劃分標(biāo)準(zhǔn)

泥炭沼澤斑塊是泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)的基本單位。當(dāng)單塊泥炭沼澤<1 hm2，其間相距<20 m，而且類(lèi)型相同時(shí)，區(qū)劃為同一斑塊。原則上下列因子之一有差異時(shí)，應(yīng)單獨(dú)劃分泥炭沼澤斑塊。因子包括縣級(jí)行政區(qū)域、地形部位、水文要素、保護(hù)狀況（依據(jù)國(guó)際重要濕地、國(guó)家重要濕地以及省級(jí)或省級(jí)以上的濕地公園、自然保護(hù)區(qū)是否存在差異[2]。

4 調(diào)查方法

4.1 遙感影像解譯

4.1.1 資料來(lái)源。遙感數(shù)據(jù)來(lái)源于高分1號(hào)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，分辨率2.5 m，云量<5%，獲取時(shí)間為2015年。

4.1.2 輔助資料。其主要包括大興安嶺東部林區(qū)行政區(qū)劃圖、濕地資源分布圖、土壤分布圖、林相圖等各類(lèi)專(zhuān)題矢量圖。

4.1.3 解譯過(guò)程。一是人員培訓(xùn)。為提高遙感解譯正判率，保證遙感解譯精度，首先對(duì)參加解譯人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，使之了解遙感技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、熟悉調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、掌握相關(guān)軟件使用方法。二是解譯。解譯人員根據(jù)遙感假彩色影像上反映的色調(diào)、形狀、紋理、地域分布等特征對(duì)泥炭沼澤進(jìn)行初步解譯判讀，并對(duì)泥炭沼澤斑塊進(jìn)行矢量化。當(dāng)解譯的斑塊符合斑塊劃分條件時(shí)，按條件進(jìn)行分割。三是質(zhì)檢。解譯結(jié)果由質(zhì)檢人員檢查，具體要求如下：≥1 hm2可識(shí)別地塊無(wú)遺漏，≥5 hm2疑似地塊無(wú)遺漏;斑塊區(qū)劃線平整圓滑，并與遙感影像相吻合，誤差≤1個(gè)像素;不符合要求的要補(bǔ)充解譯、區(qū)劃。四是印。解譯完成后，將遙感影像圖、泥炭斑塊區(qū)劃圖、行政區(qū)劃圖相疊加，并添加必要的地理、交通要素，按≥1∶5萬(wàn)比例尺分幅打印，作為外業(yè)調(diào)查手圖。同時(shí)，將影像圖分幅配準(zhǔn)，載入平板電腦，使調(diào)查更準(zhǔn)確、更便捷。

4.2 資料收集

圖面資料有比例尺1∶2.5萬(wàn)地形圖、行政區(qū)劃圖、濕地資源分布圖、土壤分布圖和林相圖等。數(shù)據(jù)資料有分辨率2.5 m遙感數(shù)據(jù)、濕地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、沼澤志、植物志和植物圖鑒等。

4.3 抽樣設(shè)計(jì)

4.3.1 泥炭沼澤及斑塊邊界界定。外業(yè)調(diào)查時(shí)以沼澤植物為參考，以泥炭土的物理特征為依據(jù)進(jìn)行判斷。特征不明顯難以判斷的，需進(jìn)行土壤取樣，根據(jù)樣品檢測(cè)結(jié)果判定泥炭沼澤及斑塊邊界。

①泥炭沼澤界定量化指標(biāo)。腐殖質(zhì)層的厚度≥10 cm;當(dāng)混合土壤（腐殖質(zhì)層下方的）達(dá)到20 cm深度時(shí)，小于20 cm的一個(gè)層有機(jī)碳含量必須≥12%。

沼澤土壤被水浸透，需滿足：當(dāng)黏土含量≥60%，則土壤有機(jī)碳含量≥18%;當(dāng)60%>黏土含量>0%，則土壤有機(jī)碳含量>[12%+（黏土含量×0.1）];當(dāng)無(wú)黏土含量（=0%），則土壤有機(jī)碳含量需≥12%。

同時(shí)滿足上述兩項(xiàng)條件，為本次泥炭沼澤調(diào)查的范圍。

②斑塊邊界界定量化指標(biāo)。在①界定的泥炭沼澤內(nèi)，以表層泥炭厚度30 cm等值線作為泥炭沼澤斑塊邊界。

4.3.2 泥炭沼澤斑塊面積求算?，F(xiàn)地判定泥炭沼澤斑塊邊界后，以GPS定位數(shù)據(jù)對(duì)斑塊矢量圖進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后斑塊邊界誤差≤5 m。利用地理信息系統(tǒng)軟件自動(dòng)求算面積，小數(shù)點(diǎn)后保留兩位有效數(shù)字。

4.3.3 植被樣方布設(shè)。大興安嶺林區(qū)地形地貌、植物群系類(lèi)型分布比較單一，其所含泥炭沼澤的主要植物群系類(lèi)型有柴樺、小葉樟、苔草3個(gè)群系。其中，以苔草、小葉樟植物群系面積居多，占泥炭總面積的97.56%;柴樺群系少量分布，占泥炭總面積的2.44%。地貌部位以溝谷型為主。

①布設(shè)原則。植被樣方布設(shè)方法和布設(shè)數(shù)量是根據(jù)目的和要求，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果確定該區(qū)域內(nèi)植被樣方布設(shè)點(diǎn)位，同時(shí)必須遵循全面性、代表性、客觀性和可行性原則。

②樣方數(shù)量。根據(jù)泥炭分布規(guī)律，在全區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)了27塊樣方（苔草群系15塊、小葉樟群系9塊、柴樺群系3塊）。所設(shè)樣方涵蓋了全區(qū)所有泥炭沼澤的主要地貌部位和植物群系類(lèi)型。

5 外業(yè)調(diào)查

5.1 現(xiàn)狀調(diào)查

5.1.1 自然環(huán)境狀況。以泥炭沼澤斑塊為單位，調(diào)查斑塊的自然環(huán)境狀況。其中，地理環(huán)境調(diào)查包括地理位置、地形地貌、平均海拔、年均氣溫和年均降水量等方面的調(diào)查，水環(huán)境調(diào)查包括泥炭沼澤水源補(bǔ)給狀況、流出狀況、積水狀況及排水與復(fù)濕情況等方面的調(diào)查，植被類(lèi)型調(diào)查包括喬—灌—草型、灌—草型、草本型、苔蘚型4種調(diào)查。

5.1.2 保護(hù)管理和受威脅狀況調(diào)查。一是保護(hù)管理狀況。調(diào)查泥炭沼澤是否在保護(hù)區(qū)內(nèi)或受到其他專(zhuān)門(mén)保護(hù)，注明保護(hù)管理單位名稱(chēng)及建立時(shí)間、保護(hù)等級(jí)（國(guó)家級(jí)、省級(jí)、縣級(jí)）及主管部門(mén)（林業(yè)、水利、國(guó)土等）等。二是受威脅狀況。調(diào)查泥炭沼澤是否受到惡劣自然環(huán)境條件或人為因素威脅，受威脅程度如何。

5.2 植被調(diào)查

5.2.1 植被樣方設(shè)置。樣方形狀與規(guī)格為灌木2.0 m×2.0 m、草本1.0 m×1.0 m、枯落物0.5 m×0.5 m、蘚類(lèi)0.2 m×0.2 m。

5.2.2 植被因子調(diào)查。輔助目測(cè)調(diào)查灌木層植物群系名稱(chēng)及亞優(yōu)勢(shì)植物種類(lèi)、平均地徑、平均高度、平均蓋度等，輔助目測(cè)調(diào)查草本層植物群系名稱(chēng)及亞優(yōu)勢(shì)植物種類(lèi)、平均高度、平均蓋度等，記錄枯落物的平均厚度、平均蓋度。

5.2.3 植物取樣。植物地上部分取樣包括灌木地上部分取樣，草本（蕨類(lèi)）、蘚類(lèi)地上部分取樣，枯落物地上部分取樣。植物地下部分取樣包括灌木、草本（蕨類(lèi)）、蘚類(lèi)植物地下部分取樣以及枯落物地下部分取樣。

5.3 土壤調(diào)查

5.3.1 調(diào)查指標(biāo)。泥炭沼澤土壤調(diào)查包括土壤容質(zhì)量、有機(jī)碳含量、黏土含量、可溶性有機(jī)碳（DOC）、pH值、分解度、泥炭類(lèi)型、泥炭厚度、水位和土壤有機(jī)碳總量10項(xiàng)指標(biāo)。其中前7項(xiàng)指標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室對(duì)土壤樣品檢測(cè)分析獲得，泥炭厚度和水位2項(xiàng)指標(biāo)通過(guò)外業(yè)調(diào)查獲得，土壤有機(jī)碳總量通過(guò)計(jì)算匯總獲得。

5.3.2 泥炭厚度與水位。一是厚度調(diào)查。調(diào)查點(diǎn)應(yīng)在泥炭沼澤斑塊內(nèi)均勻布設(shè)。當(dāng)群系面積在1～1 000 hm2，每個(gè)群系內(nèi)均勻設(shè)置調(diào)查點(diǎn)10～30個(gè);當(dāng)群系面積≥1 000 hm2，每個(gè)群系內(nèi)均勻設(shè)置調(diào)查點(diǎn)≥30個(gè)。

二是水位調(diào)查。當(dāng)泥炭沼澤地表有積水時(shí)，水深記為“+XX”cm。當(dāng)鉆孔內(nèi)水面與地表持平時(shí)，水位記為“0”cm。當(dāng)泥炭沼澤地表沒(méi)有積水時(shí)，土壤樣品取完后，在各采樣點(diǎn)深挖，直到有見(jiàn)到地下水流出為止，等水位穩(wěn)定后，此時(shí)地表至地下水的距離為地下水位值，記為“-XX”cm。

5.3.3 泥炭類(lèi)型與分解度。泥炭類(lèi)型根據(jù)地上植被和泥炭質(zhì)地結(jié)構(gòu)觀察判斷填寫(xiě)（木本、草本、蘚類(lèi)、某—某混合），判斷困難時(shí)由實(shí)驗(yàn)室泥炭樣品檢測(cè)獲得;泥炭分解度可以按下面的方法在野外調(diào)查填寫(xiě)，野外測(cè)定困難時(shí)由實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，詳見(jiàn)表1。

5.3.4 土壤取樣。一是深度控制。泥炭土壤厚度≥1 m，則取樣深度為1 m;泥炭土壤厚度<1 m，則按實(shí)際深度取樣。

二是質(zhì)量控制。在每個(gè)采樣點(diǎn)，對(duì)于容質(zhì)量、有機(jī)碳含量、黏土含量、pH值、泥炭類(lèi)型和分解度6項(xiàng)指標(biāo)的樣品平行重復(fù)取樣3份，每份樣品由3鉆土樣均勻混合而成，每鉆取樣之間的水平距離不大于50 cm。取樣量不少于1 000 g，以保證滿足各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)所需和測(cè)后留有備份。

參考文獻(xiàn)

[1]張國(guó)棟.黑龍江省泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查方法的探討[J].農(nóng)業(yè)實(shí)用科技信息，2015（11）：26.

[2]趙星財(cái).黑龍江省泥炭沼澤生物量和碳庫(kù)調(diào)查淺析[J].防護(hù)林科技，2016（11）：70-71.