森林生态系统长期定位观测方法

森林生态系统长期定位观测方法

国家标准 GB/T33027一2016 森林生态系统长期定位观测方法 Methodologyforfiedlon-temoheervationfturesteoystem 2016-10-13发布 2017-05-01实施 国家质量监督检监检疫总局 发布 国家标准花管理委员会国家标准
GB/T33027一2016 89 8.5森林生态系统健康评估方法 95 8.6森林生态系统服务分布式观测布局与测算方法 98 附录A规范性附录竹林生态系统长期固定样地观测 102 附录B(资料性附录分布表
GB/T33027一2016 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标准由国家林业局提出并归口 本标准起草单位;林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 本标准主要起草人王兵、牛香,蒋有绪、王雪松、王丹、宋庆丰、鲁绍伟、周梅、丁访军,尤文忠、 李红娟、李少宁、魏江生、魏文俊、刘祖英
GB/T33027一2016 引 言 近年来,全国森林生态站的数量急剧增加,新的观测技术和方法不断涌现,仪器设备大量更新 为 了适应森林生态系统野外长期定位观测新增观测指标和观测仪器的需要,急需更系统、更精确的野外观 测方法指导森林生态站的日常科研与观测工作 本项标准制定具有以下特点 -采用系统载测方法的编写思路,不同于以往按照单项载测要索或单一生态因子确定貌测方法 的传统模式 以森林生态系统野外长期定位研究的28个关键科学问题统领野外观测方法的系统性和集 成性; 个专门针对森林生态系统野外长期定位研究的野外系统观测方法体系,基本不涉及实验室 内的理化分析内容; -既充分参考借鉴了森林生态系统野外长期定位观测方法的国内外最新进展,同时又从森林生 态站野外观测能力的实际情况出发,将野外观测方法的实用性与先进性有机结合
GB/T33027一2016 森林生态系统长期定位观测方法 范围 本标准规定了森林生态系统水文、土壤、气象、生物和其他方面的野外长期连续定位观测的方法和 技术要求 本标准适用于森林生态系统长期连续定位观测,也适用于其他相关森林生态监测工作 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是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 GB3095一2012环境空气质量标准 GB38382002地表水环境质量标准 (GB/T7467一1987水质六价铬的测定二苯碳酰二阱分光光度法 GB/T7468一1987水质总汞的测定冷原子吸收分光光度法 GB/T7475一1987水质铜,锌,铅、的测定原子吸收分光光度法 GB/T7479一1987水质铵的测定 GB/T74801987 水质硝酸盐氮的测定盼二碱酸分光光度法 GB/T74851987 水质总呻的测定二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法 GB/T11893一1989水质总磷的测定 GB/T11894 1989水质总氮的测定 GB/T11899 1989水质硫酸盐的测定-重量法 GB/T11902 1989水质晒的测定2,3-二氨基禁荧光法 GB/T13580.1 992大气降水采样和分析方法总则 GB/T13580.2一1992大气降水样品的采集与保存 GB/T15432 1995环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法 GB/T15505 1995水质晒的测定石墨炉原子吸收分光光度法 GB/T16489 1996水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法 GB/T20622一2006稳定性同位素15N无机标记化合物 H/T 2001 水质无机阴离子的测定离子色谱法 HU/T165一2004酸沉降监测技术规范 194一2005环境空气质量手工监测技术规范 H4862009 水质铜的测定2,9-二甲基-1,10-菲嘤啾分光光度法 H4852009 水质铜的测定二乙基二硫代氨基甲酸钠分光光度法 /T1210-1999森林土壤样品的采集与制备 999森林植物包括森林枯枝落叶层)样品的采集与制备 LY/T1212一1999森林土壤水和天然水样品的采集与保存 LY/T1213一1999森林土壤含水量的测定 LY/T1214一1999森林土壤土水势的测定
GB/T33027一2016 LY/T1215一1999森林土壤水分-物理性质的测定 LY/T1216一1999森林土壤最大吸湿量的测定 1217 1999森林土壤稳定凋萎含水量的测定 1218一1999森林土壤渗滤率的测定 1219一1999森林土壤温度的测定 1220 1999森林土壤呼吸强度的测定 1221 1999森林土壤空气中二氧化碳含量的测定 1222 1999森林土壤溶液中氧含量的测定 1223 999森林土壤坚实度的测定 1224 1999森林土壤土粒密度的测定 999森林土壤颗粒组成(机械组成)的测定 1225 12261999森林土壤微团聚体组成的测定 1999森林土壤大团聚体组成的测定 1227 1228 1999森林土壤全氮的测定 1999森林土壤水解性氮的测定 1229 1999森林土壤硝态氮的测定 1230 1999森林土壤铵态氨的测定 1231 1999森林土壤全磷的测定 1232 1999森林土壤有效磷的测定 1233 1999森林土壤全钾的测定 1234 1235一1999森林土壤缓效钾的测定标准信息 12361999森林土壤速效钾的测定 1999森林土壤有机质的测定及碳氮化的计算 1237 12381999森林土壤腐殖质组成的测定 1999森林土壤pH值的测定 1239 1240-1999森林土壤交换性酸度的测定 1999森林土壤水解性总酸度的测定 1241 1242一1999森林土壤石灰施用量的测定 森 林土壤阳离子交换量的测定 1243一1999 1999森林土壤交换性盐基总量的测定 1244 999森林土壤交换性钙和镁的测定 1245 999森林土壤交换性钾和钠的测定 1246 999森林土壤盐基饱和度的计算 1999碱化土壤交换性钠的测定 1248 1999 壤碱化度的计算 1999森林土壤碳酸钙的测定 1250 1251 999森林土壤水溶性盐分分析 1252 999森林土壤粘粒的提取 12531999森林土壤矿质全量元素(硅、铁,铝、钛、、钙、镁,磷)烧失量的测定 1254 999森林土壤全钾全钠的测定 1255一1999森林土壤全硫的测定 12561999森林土壤强酸消化元素的测定 LY/T1257一1999森林土壤浸提性铁、铝、、硅、碳的测定
GB/T33027一2016 LY/T12581999森林土壤有效砌的测定 LY/T1259-1999森林土壤有效钼的测定 LY/T1260-1999森林土壤有效铜的测定 1261 1999森林土壤有效锌的测定 1262一1999森林土壤有效铁的测定 1263一1999森林土壤交换性的测定 1264 1999森林土壤易还原的测定 1265一1999森林土壤有效硫的测定 Y/T1266一1999森林土壤有效硅的测定 1999森林植物与森林枯枝落叶层样品的制备 IY/T1267 12681999森林植物与森林枯枝落叶层粗灰分的测定 LY/T12691999森林植物与森林枯枝落叶层全氮的测定 LY/T12701999森林植物与森林枯枝落叶层全硅、铁、铝、钙、镁、钾、钠、磷,硫、缸、铜、锌的 测定 LY/T1271一1999森林植物与森林枯枝落叶层全氮、磷、钾、钠、钙、镁的测定 LY/T1272一1999森林植物与森林枯枝落叶层全氯的测定 LY/T1273一1999森林植物与森林枯枝落叶层全棚的测定 1274 1999森林植物与森林枯枝落叶层全钼的测定 1275一1999森林土壤水化学分析 1606一2003森林生态系统定位观测指标体系 1626一2005森林生态系统定位研究站建设技术要求 1721 2008森林生态系统服务功能评估规范 LY/T1952一2011 森林生态系统长期定位观测方法 人工冻土物理力学性能试验 MT/T593.1 2011 QX4一2000气象台(站)防雷技术规范 Qx30一2004自动气象站场室防雷技术规范 Qx/T45一2007地面气象观测规范第1部分;总则 Qx/T48一2007地面气象观测规范第4部分;天气现象观测 Qx/T52一2007地面气象观测规范第8部分;降水观测 2007地面气象观测规范第17部分;自动气象站观测 QX/T61 冻土含水率试验 SL237-034 1999 SL237-035 1999 冻土密度试验 SL237-036一1999冻结温度试验 sL.237-037一1999冻土导热系数试验 SL237-0391999 冻胀量试验 SL277一2002水土保持监测技术规程 T7一1974工业与民用建筑地基基础设计规范 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
GB/T33027一2016 3.1 森林生态系统长期固定样地homg'termpermenploftorest ecosystem 在典型森林地段上,通过选定具有代表群落基本特征如种类组成、群落结构、层片,外貌以及数量 特征等)的地段作为森林生态系统长期定位观测样地,获取森林生态系统结构参数的样地观测数据,并 对森林生态系统内的水文、土壤、生物多样性、健康状况等方面进行长期定位观测研究而设置的固定 样地 3.2 涡度相关法eddy c0vVariance 基于湍流交换的空气动力学原理,通过测定和计算一定高度上湍流运动所产生物理量如温度、二 氧化碳和水等)的脉动和垂直风速脉动的协方差求算湍流输送量(湍流通量)的方法 3.3 土壤呼吸soil respiration 土壤与外界大气之间进行气体交换过程中,土壤中的二氧化碳排人大气,这个过程称为土壤呼吸 土壤呼吸作用包括三个生物学过程(即土壤微生物呼吸、根系呼吸,土壤动物呼吸)和一个非生物学过程 即含碳矿物质的化学氧化作用 3.4 根际微生态区rhizn0 z0spheremicr0ecosystem 由植物根(主要是细根)-土壤-微生物和酶组成的特殊微生态系统 一般为距根表不足1mm到数 毫米,其范围与植物种类、土壤类型、土壤含水量、根系的特定分布及分泌物等因子有关,是各种养分及 其他物质进人根系参与生物链物质循环的门户 3.5 nestedwatersheds 嵌套式流域 自然界地形地貌层次结构的体现,就是大流域包含小流域,小流域内包含更小的集水区 嵌套式流 域是研究水文过程尺度转换的天然实验场 3.6 森林生态系统健康forestecsystemhealth 森林生态系统在保障正常的生态服务功能、满足合理的人类需求的同时,维持自身持续向前发展的 能力和状态,它主要包括森林生态系统的整合性、稳定性和可持续性 3.7 分布式测算方法distribhutedestimationmethod 将复杂的生态系统服务功能测算整体过程分割成不同层次、若干个相对独立运算的均质单元,再将 这些均质单元分别测算并逐级累加的一种科学测算方法 3.8 aerosolregeneratorofparticulatematters 空气颗粒物气溶胶再发生器 测定植物叶片吸附滞纳总悬浮颗粒物(TSP)、细颗粒物(PMn、PM.)含量的设备 森林生态系统水文要素观测方法 4.1蒸散量观测 4.1.1观测目的 通过长期连续定位观测单木树干液流量,了解不同树种的燕腾耗水规律及其主导影响因子,基于单 个和多个林分蒸散量的观测数据,掌握典型森林植被类型的水文动态变化规律及森林生态系统水文时
GB/T33027一2016 空分布格局,为研究森林生态系统的水分耗散及水分利用效率提供基础数据 4.1.2观测内容 单木树干液流量、单个林分蒸散量、多个林分蒸散量 4.1.3观测与采样方法 4.1.3.1观测场设置 单木树干液流量观测场应设在研究区域的典型林分内,地势平坦,植被分布均匀 单个林分蒸散量观测场土壤,地形,地质、生物,水分和树种等条件具有广泛的代表性,要避开道路、 小河、防火道、林缘,形状应为正方形或长方形,林木在200株以上 多个林分燕散量观测场的测量路径长度要包含或覆盖单木树干液流和单个林分燕散量观测点所在 的典型林分,且路径中心位置尽量位于森林小气候观测塔附近 4.1.3.2观测仪器 采用液流计测量单木树干液流;蒸渗系统测量林分蒸散量;大孔径闪烁仪测量单个或多个林分的蒸 散鼠 直径>12cm的样木采用组织热平衡系统(THB,称为插针式液流计);直径<12em的样木采用 茎干热平衡系统(SHB,称为包裹式液流计) 4.1.3.3单木树干液流观测 4.1.3.3.1观测样木的确定 根据标准木法确定观测样木 4.1.3.3.2液流系统安装 4.1.3.3.2.1 THB系统安装步骤 首先选择样木上测点的位置,原则是距地面同样高度的植物组织质地均一 测点至少距地面1m 或更高,但低于绿冠(第一个轮生体) 树干组织和预留出的覆盖辐射膜的地方要足够均匀,没有非正常 结节,无机械或生物损伤或其他会影响木质部正常液流通道的障碍 对于大树干或坡地上树干周边土 壤条件不同的情况可在树干相对的位置设置两个测点,两个测点的平均值作为该整株样木的液流 然后测量树皮和韧皮部的厚度 若厚度不均一,打磨树干 注意不要损伤树皮底下的软木 确定 树干上相对的两个测点后,对于大树干,两个测点距地面的垂直距离可以一样;对细的树干,距离地面的 高度要相差30cnm以上,便于包裹防辐射膜 接着可插人电极,在电极间放置温度传感器,将电极连接到控制模块的加热端,连接控制模块到数 据采集器和电源,包裹防辐射膜 4.1.3.3.2.2sHB系统安装步骤 样木上测点的选择同4.l.3.3.2.1 树干表面的处理方法同4.1.3.3.2.1 处理完树干表面后,固定热电偶附件在树干上,先打孔,将针插人茎干 然后安装上部传感器,检查 绝缘泡沫是否紧贴温度传感器支架,传感器锡纸膜是否保持圆柱形,且均匀围绕茎干 同样方式安装下 部不带加热部分的传感器,检查方法同上部传感器 传感器周边需要20cm长的空间 若树干有结节,可放在传感器两个圆柱体之间 最后安装上部辐射膜,用聚氯乙烯(PVC)胶带勒紧 同样用PVC胶带勒紧下部防辐射膜,不要太
GB/T33027一2016 紧,在树干和缆线间有缝隙,让凝结水流出 连接传感器电缆到控制模块,将控制模块连接到数据采集器和电源 4.1.3.3.3液流数据采集 在计算机上打开系统软件,设置通道和测量间隔,建立设置文件 然后设置通信端口 通过通用串 行接口(USB)或异步传输标准接口(RS232接口)将电脑连接到数据采集器 设定数据采集器时间,然 后发送设置文件到数据采集器,开始测量 4.1.3.4林分蒸散量观测 4.1.3.4.1蒸渗系统的布设和安装 蒸渗系统安装点的选择 4.1.3.4.1. 观测点应地势相对平坦,土壤中没有产流,植被分布均匀;观测点应至少能安装一个最小规格为 2m×2m(直径×高)的圆柱状蒸渗系统;土柱采样点要具有代表性,要能代表集水区或一个区域;避开 土壤剖面有隔层、黏土防渗层、土表层极粗糙的位置 4.1.3.4.1.2蒸渗仪柱体与维护井的布设 由多个蒸渗仪柱体组成的蒸渗系统,蒸渗仪柱体和维护井的位置有如下几种布局 维护井与柱体是直角或柱体在维护井的两边成一条直线,见图la) 这种布局用于在一种 a) 土壤类型上比较不同的处理[如施肥、灌溉或二氧化碳(co.,)处理] 维护井安装在四个等距柱体的交叉中心,成正四边形结构,见图1b) 通过用户定制的管长 b 连接柱体与维护井 在这种布局中,四个柱体分别是四种类型的样地 维护井安装在两列各三个柱体的对称中心,成矩形排列,见图le) 这种布局用于比较不同 植被类型或植被不同处理,方便机器或机械设备操作,如施加示踪剂(或同位素),放置不同 气体处理置等 b 图1蒸渗仪柱体与维护井位置图 维护井安装在6个等距柱体的交叉中心,成正六边形排列,见图1d) 6个柱体的原状土柱 d 来自不同试验观测点,用于比较不同植类型或立地条件的土壤 正六边形布设使燕渗仪柱 体处于同样的条件下,便于比较研究
GB/T33027一2016 4.1.3.4.1.3蒸渗系统各部件的安装位置 蒸渗系统各部件的安装位置见表1 表1蒸渗仪部件及安装位置 传感器及部件 安装位置 备注 空气湿度 高度2 m 空气温度 高度2m 高度2nm" 总辐射 风速 高度2m 雨量筒 高度70cm 降水收集器 高度70cmm 土壤温度 地下20enm 罐体 与地面齐平,高度1.5m或2 高度可定制 m 柱体内 土壤溶液采样器 土壤传感器 柱体内和野外 维护井或地下室 井口或楼梯与地面齐平 比罐体截面积大4倍一6倍 数据采集器 维护井或地下室内 底部水势控制器 柱体底部 称重单元 柱体底部 维护井或地下室内 土壤溶液收集器 维护井或地下室内 土壤溶液采样控制器 电源 通人维护井或地下室内 4.1.3.4.1.4蒸渗系统安装步骤 步骤如下 维护井或地下室建造 a) 按T71974执行 地下室的防雷地线要连接到观测场的总防雷地线 取原状土柱 b 采用4汽缸同步水压驱动器取原状土柱 在钻孔过程中,采用人工或机器检查采样点是否有石头 根,洞穴或其他干扰物,手工剔除切边周围的石头、根,防止在土柱中造成孔穴或凹槽 采用抛光的切板切割土柱底部 土柱切割后,通过两个中心螺栓吊运和翻转罐体,使上部朝下 安 装底部水势控制管,确保罐体内的水分情况与大田或野外完全一致 安装传感器 c 在维护井或地下室安装称重系统 在柱体内安装土壤水分、土壤水势传感器和土壤溶液采样器 并将原状土柱体吊装,安置在称重传感器上 在维护井或地下室内安装底部水势控制部件和溶液采样 器的泵及控制器 在距离燕渗仪柱体10m内的地面上安装气象传感器
GB/T33027一2016 4.13.4.2蒸渗系统数据采集 在系统软件中按表2设置各部件的测量频率 表2蒸渗系统各部件测量频率及性能指标 部件 测量频率 性能指标 空气湿度 1次/10min" 测量范围;0100%(相对湿度),精度;士2%(相对湿度》 空气温度 1次/10 温度范围;一30C一70C,精度;士0.2c min 总辐射 1次/10min 测量范队10wm150wm;分辨率之1wm 风速 1次/10min 启动风速:0.2ms';最大风速:可大于75ms 雨量筒 累计 测量范围:0.2mm;高度;357mm;人口面积:400cm 降水收集器 用户自定 直径:200mm;收集面积:314cm;采样体积:5L 土壤水分 测量原理;TDR时域反射原理 1次/10min 土壤温度 温度测量范围;-15C一十50C,精度;士0.2 1次/10min 水势测量范围100kPa--85kPa,精度;士0.5kr% 土壤水势 1次/10n min 称重单元 1次/min 范围:0t一60t;称重分辨率:0.01mm(水量 底部水势控制器 水势测量范围:100kPa一85kPa,采样杯表面积;3600em 范围:0kg一60kg;称重分辨率;100g 渗漏液称重单元 1次/min 土壤溶液 根据室内分析采样管;丙熔酸(PMMA,直径20mm;陶土杯;直径20mm;高60mmm 收集器 频率 材料;硅砂 Pa 土壤溶液采样控制器 维持设定值 负压范围.0hPa一850hP Pa,精度士0.5 柱体 表面积lm=,柱高lm或2m或用户定制,材料;4mm不锈 重量测量间隔是1min,士壤水分,水势,温度,气象参数渊量间隔是10min. 系统软件直接输出土柱重量、渗漏液重量、土壤剖面水势、水分、温度、土壤溶液采样负压、柱体底部 水势及同深度野外大田水势 4.1.3.5单个或多个林分蒸散量观测 4.1.3.5.1大口径闪烁仪的布设和安装 4.1.3.5.1.1综合观测铁塔的布设 考察观测点边缘相距最远的两个点林分冠层的均匀度情况,选择中间林分冠层比较均匀的两点架 设观测塔 观测塔的结构和设计参见LY/T1952 4.1.3.5.1.2发射器、接收器和信号处理单元的安装 发射器和接收器底部有安装支架,可将支架固定在观测塔上 固定后,用接收器上的望远镜调整 使发射器在望远镜瞄准镜的十字准线上 接收器通过电缆和信号处理单元(SPU)连接,sPU可安装在 观测塔上或观测塔下的观测室内 4.1.3.5.1.3电源单元 电源单元面板上有主电源接人口和域控制器(DC)输出口,用于连接主电源,转换成12V的DC后
GB/T33027一2016 供给发射器或SPU,SPU可供电给接收器 电源单元安装在观测塔下的观测防水箱内或观测室内 4.1.3.5.1.4信号校正 通过调节发射器和接收器的定位器,使屏幕上的信号最大 反复调节接收器的水平和垂直高度使 信号最好 4.1.3.5.1.5气象传感器的安装 连接温度传感器、气压传感器,风速传感器到sPU面板上的温度和气压或气象站接口 传感器距 离sPU的标准电缆长度是I0m 传感器由sPU供电 上层温度传憾器的安装高住距离地面3 m以 下层温度传感器安装在距离地面0.3 上 m一0.7m范围内 风速传感器一般安装在光路的中心位置 风迷传感器的安装高度是空气动力学粗糙度长度的 20倍100倍 风向测量结果用于系统自动选取空气动力学粗糙度长度 风向值可来源于小气候系统 中的风向传感器值 4.1.3.5.2大口径闪烁仪的数据采集 大口径闪烁仪通过网线将sPU连接到PC 在计算机上进行系统设置和数据采集参数设置 先设 置sPU中的时间和日期 然后设置sPU中的采样间隔为29s;采样时间为1s;采样速率为500Hz;再 设置气象传感器接口的采样频率为1次/30、等其他参数.上传设置文件到sPU后开始测量 4.1.4数据处理 4.1.4.1单木液流观测系统数据处理 4.1.4.1.1TB法整株树的液流值 THB法整株树的液流值计算公式见式(1). Qi=Q(A一6.28B 式中: 液流值,单位为千克每时(kgh Qre -调节功率(输出值),单位为千克每时(kgh-'); -树干周长(带树皮),单位为厘米(cm); A B -树皮和韧皮部厚度,单位为厘米(em) 该结果包含应该去除的热量损失 4.1.4.1.2SHH法整株树的液流值 SHB法整株树的液流值计算公式见式(2): 2 Q=一0.0215十0.000125U Qae 式中: -液流值,单位为千克每时(kghl) U 直接来自下载的数据,单位为毫伏(mV); -调节功率(输出值),单位为千克每时(kgh') Qdle 该结果包含应该去除的热量损失 4.1.4.1.3“净"液流量 系统软件识别到从液流系统中下载的数据文件后,自动激活去除基线功能,选择该功能后,可得到
GB/T33027一2016 去除了热量损失的“净”液流量 4.1.4.2林分蒸散量观测系统的数据处理 通过电缆或网线连接蒸渗系统的数据采集器和电脑(PC)后可下载数据 蒸渗系统各参数计算 如下 大气沉降量大气沉降量计算公式见式(3): a M=W，一W 式中 大气沉降量,单位为克(g)5 M -结束时间的柱体质量,单位为克(e W， -开始时间的柱体质量,单位为克(e) W 土壤持水量将土壤剖面土壤含水量,输人软件,可得到任意土体的持水量 b 蒸散量蒸散量计算公式见式(4) c AS=W，一W 式中: 燕散量,单位为毫米(mm); AS w -终点时间的柱体质量,单位为克(g) w 开始时间的柱体质量,单位为克(g) 植物系数修正燕渗系统的软件通过内置的彭曼FAOPenman-Monteith方程,可计算出参 照蒸散量ET,值 通过式(5)可修正植物系数 计算公式见式(5): ET，=K.×ET 5) 式中 燕渗系统输出的植物需水量,单位为毫米每天(mmd') ET ET -参照燕散量,单位为毫米每天(mmdI); K -植物系数 利用燕渗仪的实时燕散量ET,还可修正卫星遥感蒸散量,进而得到单个或多个林分蒸散量 水量平衡法蒸散量计算根据燕渗仪系统中的气象传感器获得的数据,可用于水量平衡法蒸 散量计算,计算公式见式(6): (6 ET=尸十I,一1一As-S 式中: d1); ET 蒸散量,单位为毫米每天(mm P 降雨量,单位为毫米(mm); 灌溉量,单位为毫米(mm); 截流,单位为毫米(mm); AS 蒸渗仪柱体重量变化,单位为毫米(mm); S -渗漏水,单位为毫米(G (mm 能量平衡法蒸散量计算能量平衡法蒸散量计算公式见式(7) AET=R 一H一S一P一L 式中 入ET -潜热通量,单位为瓦每平方米(w m; H 显热通M-单位为瓦每平方米(w m-2); 净锦射量,单位为瓦每早万米(w. R nm-2); 10
GB/T33027一2016 研究区域的储热变化通量(包括空气、植被和土壤),单位为瓦每平方米(w m-2); P -光合作用热通量,单位为瓦每平方米(w m) 土壤热通量,单位为瓦每平方米(w m; 水的汽化潜热,单位为焦每千克kg') 土壤离子分析渗漏液采样后,放人自动离子分析仪,可测得亚硝酸盐、硝酸盐、硝酸盐十亚 硝酸盐、正磷酸盐、氨、碱度、氯化物、铬(六价、化物、可溶性铁、硅酸盐、硫酸盐、总磷、总氮 等成分 4.1.4.3单个或多个林分蒸散量观测系统的数据处理 每次完成原始数据包采样后即实施原始数据处理,同时形成诊断数据文件列表 在每个主要数据 采集间隔(由用户自定义),处理诊断数据 从合并的诊断数据中计算物理量和气象结果,并保存作为主 要数据 单个或多个林分蒸散量观测系统输出数据包括时间、蒸散量,潜热通量、折射率脉动结构常数 c;),温度脉动结构常数(CT=)、自然对流情况下的显热通量、需要外接气象传感器时计算的显热通 量等 可对数据采用背景校正、,消光和外尺度校正及湍流饱和校正 4.2水量空间分配格局观测 观测目的 4.2.1 通过定量研究林冠截留率、凋落物蓄水能力、土壤的渗透和蓄水能力,对森林生态系统不同层次水 量空间分配格局及水量平衡分析,揭示森林生态系统水文要素的时空规律,为研究森林植被变化对水分 的分配和径流的调节提供基础数据 4.2.2观测内容 大气降水量,穿透水量、树干径流量、枯枝落叶层持水量、地表径流量,土壤含水量、壤中流量 4.2.3观测与采样方法 4.2.3.1观测与采样方法 按照LY/T1952一2011执行 4.2.3.2仪器设备 按照1Y/T1952一2011执行 4.2.3.3降水量观测 4.2.3.3.1布点方法及数量 4.2.3.3.1.1采用自动记录雨量计日记,月记等)测定降水量 仪器放置在径流场或标准地附近的空 旷地上,或者用特殊设施(如森林蒸散观测铁塔)架设在林冠上方 4.2.3.3.1.2观测点要均匀铺设,对于要进行水质分析的雨量观测点,应离林缘、公路或居民点有一定 距离 4.2.3.3.1.3降水量观测点数应按照集水区面积的大小配置,具体见表3 11
GB/T33027一2016 表3降水量观测点按照集水面积区的配置 0.2 10~2o 20~50 50~100 集水区面积/knn 0.2 0.5 5一l0 雨量观测点数 3一5 6 -8 4.2.3.3.2观测设备安装 按照Qx/T522007和Qx4一2000执行 4.2.3.3.3雨量计算 较大流域平均雨量计算采用泰森多边形法,小流域采用加权平均法(控制圈法) 4.2.3.4穿透降水量观测 4.2.3.4.1布点方法及数量 按照IY/T1952一2011执行 穿透水量观测 4.2.3.4.2 方法如下 a)观测仪器采用自动记录雨量计和沟槽式收集器 在一次性降雨量较大的地区(1000mm),穿透水的水量收集器会出现溢流,在实验中同时设 b 置水量仪分流装置解决暴雨期间穿透水测定仪满溢问题 4.2.3.5树干径流茎流量观测 4.2.3.5.1观测树木的选取及数量 按照LY/T19522011执行 4.2.3.5.2观测设备安装 按照LY/T1952一2011执行 4.2.3.5.3树干径茎流量计算 树干径茎流量计算公式见式(8): C C= "M 8 M 式中 C 树干茎流量,单位为毫米(mm); 单位面积上的树木株数,单位为株每平方米(株/m'); M C 每一径级的树干茎流量,单位为毫米(mm); K， 每一径阶的树冠平均投影面积,单位为平方米(m') 各径阶数,阶 每一径阶树木的株数,株 M 12
GB/T33027一2016 4.2.3.6枯枝落叶层持水量观测 4.2.3.6.1样方的选取及数量 按照LY/T1952一2011执行 4.2.3.6.2枯枝落叶的收集 按照LY/T19522011执行 4.2.3.6.3枯枝落叶层含水量 将样品用精密电子天平称重并记录,然后用烘箱在70C80C下将样品烘干至恒重,冷却后称 重,得样品干重 枯枝落叶层含水量与持水量计算方法如下 枯枝落叶层含水量枯枝落叶层含水量计算公式见式(9) a n m Wn= 2 式中: W 枯枝落叶层质量含水量,单位为克每克(g”gl); o -样品总质量,单位为克() 71， 烘干后样品质量,单位为克(g) 77 以毫米(mm)单位表示的含水量,计算公式见式(10). an .(10 W Xl0 e pA 式中: w 枯枝落叶层含水量,单位为毫米(mm); 样品总质量,单位为克(g); 烘干后样品质量,单位为克(g); 1 -水的常度-单位为克每立方厘米 cm-3); 样方面积,单位为平方厘米(em A 枯枝落叶层持水量(枯落物持水量将风干的枯落物样品称重,原状装人细网尼龙袋,进行 b 浸水实验,浸泡24h后,静置至枯落物有极少的水滴滴出为止 称枯落物的湿重并进行记录 按照浸泡前后的质量计算枯落物持水量 枯枝落叶层持水量计算公式见式(11) m 一mn W X10 (l1) p A 式中: W 枯枝落叶层持水量,单位为毫米(mm); 样品总质量,单位为克(g); -风干后样品质量,单位为克(e mn 水的密度,单位为克每立方厘米(gem)1 样方面积,单位为平方厘米(cm') A 4.2.3.7地表径流量观测 4.2.3.7.1径流场的选择 按照LY/T1952一201l执行 13
GB/T33027一2016 4.2.3.7.2径流场及其附属设备布设 按照1Y/T1952一2011执行 4.2.3.7.3地表径流量观测 地表径流量观测可采用自记翻斗流量计及水蚀采样器测定 4.2.3.8土壤含水量观测 野外通常采用时域反射仪(TDR) 4.2.3.8.1观测点的选取 按照LY/T1952一2011执行 4.2.3.8.2土壤含水量观测 方法如下 观测深度根据土壤层最大土层深度确定，一般为1.0m左右 a b)安装TDR土壤水分观测管 2o， 、l0 cm20 把时域反射仪的探头放人观测管内,分别测量0cm10d c cm一 140cm、 cm、 cm、 40cm60 )cm,60cm~80cm,80cm~100cm土壤含水量 4.2.3.9壤中流量观测 有坡面水量平衡场壤中流观测设备的,从地表径流集水槽下端混凝土浇筑的挡墙留有的水孔,用导 管将地下径流引人量水器,进行观测 4.3配对集水区与嵌套式流域观测 4.3.1观测目的 通过对森林配对集水区和嵌套流域降水量、径流量、产沙量、地下水等野外系统观测,分析研究森林 植被分布格局,造林和采伐、土地利用,水土保持措施等因素对径流过程的影响,确定地下水动态变化因 素,为揭示流域尺度内森林生态系统对集水区和径流的调蓄作用及理解森林流域的水文过程机理和累 积效应提供科学依据 4.3.2观测内容 降雨量,水位,流量、径流总量、径流模数、径流深度、径流系数、泥沙量、水量、水温 4.3.3观测方法 4.3.3.1观测区域设置 4.3.3.1.1集水区的设置 按照LY/T1952一2011执行 4.3.3.1.2配对集水区的设置 按照LY/T1952一2011执行 14
GB/T33027一2016 4.3.3.1.3嵌套流域的设置 设置嵌套式流域时,要充分根据自然界地形地貌的不同层次结构,也就是选择大流域包含小流域， 小流域内包含更小的集水区 从而满足研究水文过程尺度转换的需要 4.3.3.1.4地下水观测点的设置 以能够控制该集水区或流域地下水动态特征为原则,尽量利用已有的井、泉和勘探钻孔为观测点 具体设置原则如下 用井做观测点时,应在地形平坦地段选择人为因素影响较小的井,井深要达到历年最低水位以 下3m5m,以保证枯水期照常观测 井壁和井口必须坚固,最好用石砌,采用水泥加固 井 底无严重淤塞,井口要能够设置水位观测固定定点基点,以进行高程观测 以自流井为观测点时,如压力水头不高,可以接高井管,直接观测静水管的高度;如果压力水头 很高,不便接管观测时,可以安装水压表,测定水头高度 b)有实测井深资料,井底沉积物少,水位反应灵敏 井孔结构要清楚,滤水管位置能控制主要观测段的含水层 4.3.3.2森林配对集水区和嵌套流域降雨量观测 在集水区与嵌套流域的空旷处布设带有数据采集器的雨量计,自动记录降雨量和降雨强度 雨量 计的布设与安装见4.2.3.3 4.3.3.3森林配对集水区与嵌套流域水位观测 4.3.3.3.1水位计的安装 将水位计放置在与水连通的PvC管或测井中 利用水位计观测水位时应在水位计安装处设置水 尺,以建立水位参照点及检验水位计是否准确,同时还可以对水位计观测到的水位进行标定 考虑泥沙 在此处可能淤积,还要定期清理槽中或堰内的泥沙或其他外来物 4.3.3.3.2数据采集 定期下载并清空数据 通过内置数据采集器设置水位计记录数据的时间间隔为30 min 4.3.3.3.3数据处理 通过PC机与数据采集器相连,下载并输出数据保存 数据内容包括记录序号、日期、时间、具体数 值和数值单位 平均水位的计算:不同时段水位的均值;如果一日内水位变化不大,或虽有变化但观测时距相等时 可以用算术平均法求得当日早上08;00至次日早上08:00的水位平均值,记为日平均水位 4.3.3.4森林配对集水区与嵌套流域流量观测 4.3.3.4.1观测设施的选择 按照LY/T1952一2011执行 4.3.3.4.2观测设施的布设 按照LY/T1952一2011执行 15
GB/T33027一2016 4.3.3.4.3数据采集 利用测速和水位测量的数据采集器设置数据采集时间间隔为30min. 4.3.3.4.4数据处理 通过PC机与数据采集器相连下载数据,输出保存为表格 数据内容应包括记录序号、日期时 间,具体数值和数值单位 流量主要是在流速和水位测定的基础上根据特定关系式计算得出 各测流建筑物流量计算公式为 巴歇尔测流槽当水流为自由流时(H/H.<0.677),计算公式见式(12) H Q =0.372W 1.569W080 (12 o.305 式中: 流量,单位为立方米每秒(m'、)5 Q H 上游水位,单位为米(m) w 喉道宽,单位为米(m). 当w=0.5m1.5m时,可用下列简化公式计算,计算公式见式(13): Q=2.4wH,s0 (13 当H，/H.>0.95时,量水槽已失去测流作用,此时就要用其他方法进行测流 为此,在决定量 水槽高度时,应尽量使用测流范围内处于自由流的状态 薄壁溢流堰 b 矩形薄壁溢流堰矩形薄壁溢流堰流量计算公式见式(14) .b/H" Q 14) =no 式中: 流量,单位为立方米每秒(m s'); Q 堰顶宽度,单位为米(m); 重力加速度,取9.81 m S 堰上水头,即水深,单位为米(nm) H -流量系数,由公式算出或试验得出 no 当无侧向收缩时,即矩形堰顶宽与引水渠宽相同,且安装平整,则计算公式见式(15). 0,0027 H l0.405十 )十见 15 ( 0 H H 式中 -上游堰高,即矩形堰底比上游床底高出多少,单位为米(m); 当有侧向收缩时,则计算公式见式(16) 0.0027 B一 lo.405十 -0.03" (16 一(' m0 H 式中 B -进水渠(两侧墙间)的宽度,单位为米(m) 其他符号同前 在应用时常根据堰顶宽6及侧收缩系数b/B,分别按上述两公式制成不同水头与过堰流 量关系表,以备查用 淹没出流,即下游水位超过了堰顶并出现淹没水跃,流量计算复杂,应尽量避免 16
GB/T33027一2016 2 三角形薄壁溢流堰三角形薄壁溢流堰流量计算公式见式(17): .(17 O -、/H 吉"i" 式中 三角形堰顶角 其他符号同前 若0=90',流量公式简化见式(18) H2.5 Q=1.4H 18 三角形剖面溢流堰三角形剖面溢流堰流量计算公式见式(19): c CCvGB/T33027一2016 量观测同步 4.3.3.5.1.3样品处理 取得水样后倒人量简,并立即测量体积,然后静置足够时间,吸去上部清水,放人烘箱烘干,取出称 重得到水样中干泥沙量 4.3.3.5.1.4数据处理 泥水样经处理后计算各采样点的单位体积含泥沙量,采样垂线平均含沙量、断面平均含沙量以及断 面输沙率 计算方法如下 单位体积含沙量将采样点3次重复泥水样的浑水体积和烘干后的泥沙干重分别求算术平均 a 值,则单位体积泥沙量计算公式见式(20) W 20 式中: -单位体积含沙量,单位为克每立方米(g m W， -平均水样泥沙干重,单位为克(g); -平均浑水水样体积,单位为立方米(m') 采样垂线平均含沙量对于定比混合法和积深法采集的泥水混合样,经过样品处理后按 b 式(20)计算得到的结果就是垂线平均含沙量 而对于积点法必须用流速加权进行计算,计算 公式见式(21) p.otoo十3pn2ua是十3e 3pUn着十2pasun 十pnt10 五点法 l0U p0.2Uo.2十p0.6U0.6十p0.8U0.s 三点法 Uo,.2十Ua.着十U0.8 21 00.2Uo.2十0o.8Uo.8 二点法 Uo.,？ Uo. 点法 p=k 或p =k:pn8 1p0.s 式中 m-8); -采样垂线平均含沙量,单位为克每立方米(g 相对水深为i处的含沙量,单位为克每立方米(gm-); -相对水深为i处的流速,单位为米每秒(m”s'); v 垂线平均流速,单位为米每秒(ms); 由试验测得的系数; 由试验测得的系数 k 断面输沙率求得垂线平均含沙量后,可由下列公式计算断面输沙率,计算公式见式(22) A,=[p.,Q十(P )Q1/2十 十 )Qa/2十十 P叫 十Pm Pm (22 )Q.-/2十p.Q.]/1000 叫十p 式中 断面输沙率,单位为千克每秒(kg、 0 垂线i处平均含沙量,单位为克每立方米(g”m); p 垂线;一1与垂线i之间的部分流量,单位为立方米每秒(ms-1) 若两采样垂线间有数条测速垂线,Q应为该两采样垂线各部分流量之和 18
GB/T33027一2016 4.3.3.5.2推移质观测与计算 4.3.3.5.2.1 采样方法 推移质采样的垂直线布设应与悬移质采样垂线重合 将采样器放人,使其人口紧贴床底,并开始记 时 采样数不少于50g一100g.采样历时不超过10min.以装满集沙匣为宜 每个采样垂线上重复 3次,取其平均值 若3次重复数据相差2倍3倍以上,应重测 测时可从边岸垂线起,若10min后未取出沙样,即该处无推移质,再向河心移动,直到测完 记下 推移质出现的边界,其间的断面称推移质有效河宽 4.3.3.5.2.2采样频率 推移质观测同悬移质观测一样,平水期每日测1次一2次,清水不测;洪水时期应增加观测次数,与 悬移质,水位、流量观测同步 4.3.3.5.2.3数据处理 采样器采集沙样后,经烘干得泥沙干重,就可用图解法或分析法计算推移质输沙率 无论何法均需 先计算各垂线上单位宽度推移质基本输沙率,计算公式见式23): 10oW Q= *- 23 ×B 式中 m-l); Q 垂线基本输沙率,单位为克每秒米(gs" w 采样器取得的干沙重,单位为克(g) 采样历时,单位为秒(s); B 采样器进口宽度,单位为厘米(cr cm 用图解法计算推移质输沙率时,先以水道宽(或堰宽)为横坐标,以基本输沙率为纵坐标,绘制基本 输沙率断面分布曲线,其边界二点输沙率为零 若未测出,可按分布曲线趋势绘出 为分析方便,可将 底部流速及河床断面绘于下方 用求积仪或数方格法量出基本输沙率分布曲线和水面线所包之面积 经比例尺换算,即得未经修正的推移质输沙率 实际推移质输沙率计算公式见式(24) Q=K×Q. ( 24 式中: 推移质输沙率,单位为千克每秒(kg”、) Qs Q -修正前的推移质输沙率,单位为千克每秒(kgs-); K -修正系数,为采样器采样效率倒数 通过率定求得 若K未知,可暂不修正,需在资料整 理中说明 用分析法计算推移质输沙率和图解法原理相同,先按式(25)计算修正前的推移质输沙率 q十q b- Q'=0.001 -b十 (25 b 式中: 修正前推移质输沙率,单位为千克每秒(kgs'); Q 各垂线基本输沙率,单位为克每秒米(gs1m-I); q 各垂线间的距离,单位为米(m); b 两端采样垂线至推移质边界的距离,单位为米(m) b， 两端采样垂线至推移质边界的距离,单位为米(m) b 然后再按Q.一KxQ'求出实际推移质输沙率 19
GB/T33027一2016 4.3.3.6地下水位观测 4.3.3.6.1水位观测 水位观测要求如下 水位观测要从孔(井)口的固定基点量起,每次观测需要重复进行,其允许误差不超过2em,取 其平均值作为观测结果 将自记水位计放人测井,直至没人地下水面,设置数据记录时间间隔,定期采集数据 应经常 b 校核仪器,及时消除误差 4.3.3.6.2数据处理 4.3.3.6.2.1日常整理工作 日常整理工作,主要是及时认真地检查、校对地下水水位观测记录,为保证观测资料的质量,应由观 测记录绘制地下水文动态变化及主要影响因素项目的综合曲线,随时进行对照分析 4.3.3.6.2.2年度资料整理 年度材料整理按照以下步骤进行 编制观测点位置说明图 说明观测点位置、高程;建立观测目的、任务和时间;井孔的结构,深 a 度、规格等,并绘制大比例尺位置图 b)计算各动态项目的月平均值,最大值,最小值及其变化幅度 绘制地下水动态曲线 e 4.3.4数据分析 4.3.4.1径流总量 径流总量计算公式见式(26) w =Q×T 26) 式中: 径流总量,单位为立方米(m=); W 时段内的平均流量,单位为立方米每秒(ms'). Q -时段长,单位为秒(s) T， 4.3.4.2径流模数 径流模数计算公式见式(27) 10Q M一 27) ( 式中: M 径流模数,单位为升每秒平方千米(L”s1km-2) Q -时段内的平均流量,单位为立方米每秒ms'); 流域面积,单位为平方千米(km=. 4.3.4.3径流深度 径流深度计算公式见式(28): 20
GB/T33027一2016 R=w/10`F R=M×T/10" 28 式中 径流深度,单位为毫米(mm); R F 流域面积,单位为平方千米(km=) W 径流总量,单位为立方米(nm=). M -径流模数,单位为升每秒平方千米(Ls1km); ！ 时段长,单位为秒(s). 4.3.4.4径流系数 径流系数计算公式见式29) a=R/P 29 式中: 径流系数; 同时段内的径流深度,单位为毫米(mm). R 同时段内的降水深度,单位为毫米(mm) 森林水质观测 4.4 4.4.1观测目的 通过对森林生态系统水质参数的野外长期连续观测,了解森林生态系统中养分随降水和径流的输 人输出规律以及污染物的迁移分布规律,分析研究森林生态系统对化学物质成分的吸附、贮存、过滤及 调节的过程,为阐明森林生态系统在改善和净化水质过程中的重要作用提供科学依据 4.4.2观测内容 pH、钙离子、镁离子,钾离子、钠离子、氨离子,碳酸根、碳酸氢根、氯化物、氟化物、硫酸根、硝酸根、 总磷、总氮、电导率、总溶解固体(TDS),总盐、密度、溶氧、氧化还原电位、色度、浊度(TSS),叶绿素、蓝 绿藻,悬浮固体浓度、碱度、化学需氧量,生物化学需氧量、可溶性有机碳、总有机碳、可溶性有机氮、可溶 性无机氮 微量元素[棚(B),钮(Mn),钼(Mo),锌(Zn),铁(Fe),铜(Cu],重金属元素[锅(cd)、错(Pb),镍 Ni),铬(Cr)、锡(Se),呻(As)、钛(T] 4.4.3观测与采样方法 4.4.3.1观测场设置 按照LY/T1952一2011执行 4.4.3.2观测方法 大气降水,穿透水、树干茎流、枯落物层水、地表径流、土壤渗漏水和地下水的水质观测,采用以下两 种方法进行: a)野外定期采集水样,带回实验室,用离子分析仪测定 b应用便携式水质分析仪,在野外定期定点现场速测 4.4.3.3林外大气降水采样 4.4.3.3.1采样容器的数量和布设 林外大气降水采样设备数量与布设参见LY/T19522011执行 21
GB/T33027一2016 4.4.3.3.2林外大气降水采样 林外大气降水水样,由安装在集水区高于林冠层的观测铁塔上采样容器采集,或者把采样容器设于 林外距林缘1.5倍~2.0倍树高的空旷地上,采样容器距地面>70em,待降水时接收水样 4.4.3.4穿透水采样 4.4.3.4.1仪器的数量和布设 为考虑整个林分内穿透降水的空间变化,应布设10个15个采样容器 穿透水采样容器的布设位置应该对整个林分的沉降有代表性的观测值 收集器可以围绕着一些树 木摆放围树采样),或在样地内系统摆放(样地采样 4.4.3.4.2 穿透水 4.4.3.5树干茎流 4.43.5.1采样器的数量和布设 树干茎流的变化比较大,为排除这种变化的影响,布设5个10个树干茎流采集容器 采样数量确定后,采用系统原则布设采样设备 如果树体差异很大,要在不同直径和树冠大小等级 上进行树干茎流采样,每个类型选择2株一3株标准树安装采样设备 4.4.3.5.2树干茎流 树干茎流采集容器应固定在样地内的样树上 树干茎流采集容器应围绕树干放置,并离地面 0.5m1.5m 应不能干扰样地上的其他监测活动,而且不伤害树木 4.4.3.6枯落物层水 4.4.3.6.1采样器的数量和布设 在样地坡面上、中、下三处布设采集容器,每处放置5个采集容器 4.4.3.6.2枯落物层水采样 在采集容器上方铺一层不锈钢滤网,贴近枯落物层将收集器放置于下方 雨后,将各采集容器所采 集的枯落物层水混合,然后取部分作为实验室检测化验水样 4.4.3.7地表径流采样 在集水槽内采样 4.4.3.8土壤渗漏水采样 4.4.3.8.1仪器的数量和布设 在地表下5cm、20cm、40cm,80cem、100cm、150cm,200cmm直至地下水位上50cm处埋设土壤 渗漏水采集器 在距地下水位上50em处安装土壤渗漏水采集板;其他位置安装压力/负压土壤渗漏水 采集管 4.4.3.8.2土壤渗漏水采样 步骤如下 22
GB/T33027一2016 采样前,测定各层的土壤水势,根据该水势值设定采样负压 a b将各位置的土壤渗漏水采样管分别接人采样瓶,施加采样负压后,待采样瓶中土壤渗漏水达到 需要的量后停止采样 4.43.9地下水水质观测 4.4.3.9.1地下水采样 在停滞的观测孔及水井中采样,应先抽去停滞水,待新的地下水流人后再行采样 采样后,样品应 在现场封闭好,贴好标签,并在48h内送至实验室 4.4.3.9.2地下水水质测量 将便携式水质分析仪的多参数组合探头通过缆线与便携式读表连接,然后将探头放人观测井中直 至没人水面,开启电源,进行地下水水质参数测量 测量的数据会即时保存在便携式读表的存储单元 中 测量结束后，下载数据,进行数据处理和分析 4.4.3.10水样采集时间与频率 每次降水都应采集 对每次降水的各项水文要素(降水、穿透水、树干茎流水、枯落物层水、土壤渗 透水,地表径流水,地下水)都应采样,每一种水样都要均匀混合后提取其平均值 4.4.3.11水样采集数量 分析用水的体积取决于分析项目,要求的精确度及水矿化度等 通常应超过各项测定所需水样体 积总和的20%一30%,一般简单分析需水样500ml~1000mL,全分析需要3000ml 4.4.3.12样品登记与管理 水样采集后,应根据测定项目要求分装 为防止在采样过程及运输管理中出现样品丢失、混淆等状 况,在采样过程中要将每个样点的调查与采样情况进行填表记录,填写水样采集记录表 每一份样品都 -张水样标签 对应 4.4.3.13样品处理 采样期间和采样后将瓶子放在阴凉条件下 在样品分析之前,样瓶应在低温避光条件下贮存 还 可采取一些专门的保存措施,如作一般理化分析的水样,可加3滴5滴甲醛或氯仿做防腐剂 4.4.4数据处理 4.44.1绘制时间变化和空间变化图 在实验室测量大气降水、穿透水、树干茎流、枯落物层水、土壤渗漏水、地表径流和地下水样品中的 各水质参数含量 绘制每个采样点各水质参数的时间变化曲线,绘制各水质参数在森林空间的分布图 4.4.4.2相关性分析 研究森林水质参数的时空变化曲线和森林健康性状、生物多样性、大气环境等参数的相关性,为森 林培育、森林经验管理积累科学数据 23
GB/T33027一2016 森林生态系统土壤要素观测方法 5.1土壤理化性质观测 5.1.1观测目的 通过对森林生态系统土壤理化性质指标长期连续观测,了解并分析土壤与植被和环境因子之间的 相互影响过程,为深人研究森林生态系统各生态学过程与森林土壤之间的相互作用,充分认识土壤在森 林生态系统中的功能提供科学依据 5.1.2观测内容 土壤物理性质;土壤层次,厚度,颜色、颗粒组成,容重、含水量、饱和持水量、田间持水量、总孔隙度、 毛管孔隙度、非毛管孔隙度,人渗率、导水率,质地、结构和紧实度等 土壤化学性质:土壤pH、阳离子交换量,交换性钙和镁(盐碱土),交换性钾和钠、交换性酸量(酸性 土,交换性盐基总量,碳酸盐量(盐碱土),有机质,水溶性盐分,全氮,水解氮、铵态氮、硝态氮,全磷、有 效磷,全钾,速效钾、缓效钾、全镁、有效态镁、全钙、有效钙、全硫,有效硫,全棚,有效棚,全锌,有效锌,全 、有效、全钼、有效钼,全铜、有效铜等 5.1.3观测与采样方法 5.1.3.1样地设置 5.1.3.1.1样地选择 按照LY/T1952一2011执行 5.1.3.1.2样地布设 按照LY/T1952一201l执行 5.1.3.2采样点设置 5.1.3.2.1采样点数量的确定 因不同区域森林土壤的空间变异性较大,采样点数量计算公式见式(30). 'S? 30 2= 式中: 采样点数 在设定的自由度和概率时的值(查1分布表获得,参见附录B); Ss 方差,可由全距(R)按式s==(R/4)'求得 允许误差 5.1.3.2.2采样点的布设 按照LY/T1952一2011执行 5.1.3.3样品采集方法 5.1.3.3.1在设置好的采样点,挖一个宽0.8m,深1.0m的长方形土壤剖面 坡地上应顺坡挖掘,坡上 2
GB/T33027一2016 面为观测面;平整地将长方形较窄的向阳面作为观测面,观测面植被不应破坏,挖出的土壤应按层次放 在剖面两侧,以便按原来层次回填 剖面的深度根据具体情况确定，一般要求达到母质层,土层较厚的 m处即可 挖掘到1.0m1.5n 剖面一端垂直削平,另一端挖成梯形,便于观察记载 5.1.3.3.2先观察土壤剖面的层次、厚度、,颜色、质地、紧实度、和植物根系分布等,然后自上而下划分土 层,并进行剖面特征的观察记载,作为土壤基本性质的资料及分析结果审查时的参考 5.1.3.3.3按发生层分层采集土样 应按先下后上的原则采取土样,以免混杂土壤 为克服层次间的 过渡现象,采样时应在各层的中部采集,采集的土样供土壤化学性质测定 5.1.3.3.4将同一层次多样点采集的质量大致相当的土样置于塑料布上,剔除石砾、植被残根等杂物， 混匀后利用四分法将多余的土壤样品弃除，一般保留1kg左右土样为宜 5.1.3.3.5将采集土样装人袋内 土袋内外附上标签,标签上记载样方号、采样地点、采集深度、采集日 期和采集人等 5.1.3.3.6同时用环刀在各层取原状土样 5.1.3.3.7观察和采样结束后,按原来层次回填土壤,以兔免人为干扰 5.1.3.4采样时间和频率 采样时间和频率决定于研究目的和分析项目,如土壤全量养分(全氮、有机质,全磷、全钾,全钙等). -般一年分析一次;有效养分(有效磷、钾,氮等),试验初期每季一次,以后每年采样一次;质地较轻的砂 性土应增加采样频率 5.1.4数据处理 将采集的土壤样品带回实验室,按照LY/T1210-1999~LY/T1275一1999规定的样品分析方法 和数据处理方法获得森林土壤理化性质数据 5.2土壤有机碳储量观测 5.2.1观测目的 通过对森林生态系统土壤有机碳储量观测,建立土壤碳库清单,评估其历史亏缺或盈余测算土壤 碳固定潜力,为进一步深人研究森林生态系统碳循环,为合理评价土壤质量和土壤健康、正确认识森林 土壤固碳能力提供基础依据 5.2.2观测内容 土壤有机碳储量、有机碳密度、有机碳含量、有机碳密度、土壤容重,土层厚度等 5.2.3观测与采样方法 5.2.3.1样地设置 按照LY/T1952一2011执行 5.2.3.2采样点设置 按照IY/T1952一2011执行 5.2.3.3采样方法 5.2.3.3.1剖面法 步骤如下 25

森林生态系统长期定位观测方法GB/T33027-2016

近年来，随着全球气候变化及人类活动的影响不断加剧，森林生态系统受到了越来越多的关注。而要保护和管理好这一生态系统，就需要对其进行长期定位观测，以便更好地了解其演变过程和变化趋势，从而采取相应的措施进行干预调整。

针对这一需求，我国制定了《森林生态系统长期定位观测方法GB/T33027-2016》，该标准规定了森林生态系统长期定位观测的基本内容、方法和数据处理等方面的技术要求。

该标准要求对森林生态系统进行长期、连续、系统的定位观测，以获取其结构、功能和过程等方面的基础数据。其中，定位观测的内容包括森林群落、物种和个体、土壤和地形等方面的生态学参数。

在进行定位观测时，应该选取具有代表性的样地，并严格按照标准规定的技术要求进行数据采集和处理。同时，还需要制定科学合理的质量控制措施，以确保数据的可靠性和准确性。

总之，随着全球气候变化和人类活动的影响不断深入，对森林生态系统进行长期定位观测已经成为了必不可少的工作。而《森林生态系统长期定位观测方法GB/T33027-2016》的出台，为我们提供了一份可遵循的技术规范，有助于更好地保护和管理好这一珍贵的生态系统。

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