《樟树等三个乡土阔叶树种立木碳计量模型及参数》编制说明

广东省地方标准
《樟树等三个乡土阔叶树种立木碳计量模型及参数》
编制说明
一、任务来源
本标准制定任务来源于“2018年广东省农业地方标准制（修）订项目”。

项目名称为：樟树立木碳汇计量模型及参数标准(编号：2018-DB-06)。

二、编制背景、目的和意义
森林生态系统作为陆地生态系统的主体，在维护全球气候系统、调节全球碳平衡、减缓大气温室气体浓度上升等方面具有不可替代的作用。

开展森林生物量监测和评估，建立适合较大区域范围的通用性立木生物量模型成为必然趋势。

我国对森林生物量的估计十分重视，在第八次清查期间，为逐步构建全国森林生物量监测的计量体系，已经进行了部分全国主要树种生物量调查建模工作。

但全国大区域范围内的生物量模型，在计算具体到广东区域的生物量及所产生的碳汇量，仍有较大误差。

因此，建立广东区域范围内的森林生物量模型，特别是建立生物量生长模型，为广东森林碳汇计量提供较为精确的模型，是广东森林碳汇宏观监测的客观需求。

2015年6月，全国首个获得国家发改委减排量签发的中国林业温室气体自愿减排项目（林业CCER项目——广东长隆碳汇造林项目）首期减排量获得签发并进行交易，这不仅能有效地拓展了以林业碳汇为切入点的林业生态效益价值化途径，同时也能改善林农生计、引导社会参与林业生态建设。

广东长隆碳汇造林项目在进行碳汇计量的过程中，由于没有广东本地的碳汇造林树种的生物量模型，而借用
其他省份的生物量模型，导致所计量出的碳汇量与实际有一定差异，因此，采用本地生物量模型是解决碳汇计量误差的直接有效的途径。

森林碳汇在积极应对气候变化、助推结构减排和广东开展国家低碳省建设中发挥着重要的作用。

广东作为全国低碳示范省、碳排放权交易试点省，林业碳汇项目在全省限排企业碳排放权中可以抵减10%的年度配额，为全国最高。

对省级区域的主要乡土阔叶树种进行碳汇模型及参数研究，将有效推动广东省乃至华南地区林业碳汇计量监测工作的地方化、统一化，促进碳汇林业在广东的发展。

因此，制定广东主要乡土阔叶树种的生物量生长模型、生物量模型以及碳计量参数标准是林业碳汇计量监测及后续碳汇交易的基础，其需求十分迫切。

2013年，在广东省森林碳汇重点生态工程项目及长隆碳汇项目实施过程中，由广东省林业厅安排，要立项进行广东主要碳汇造林树种的生物量模型研建，2015年，省林业厅进行了科技专项立项，项目名称为“广东主要碳汇造林树种生物量模型研建”，项目编号2015-02，共开展9个树种的生物量建模工作，第一批开展樟树、木荷、枫香3个树种的建模工作，第二批开展红锥、黧蒴、火力楠、大叶相思、千年桐、木麻黄6个树种的建模工作。

由于广东主要碳汇造林树种基本上都是乡土阔叶树种，为便于成果应用，项目名称更改为“广东主要乡土阔叶树种生物量模型研建”。

为配合项目开展，2017年9月，我院进行了樟树、木荷、枫香立木碳汇计量模型及参数三个标准立项申报，并于2018年3月获得省林业厅、财政厅“樟树立木碳汇计量模型及参数”立项批准。

为了使标准编制更科学、更有权威性，为广东林业碳汇计量监测提供更充分的依据，由广东省林业调查规划院牵头，邀请中国林业科学研究院资源信息所作技术支撑单位，进行标准编制，本标准由广东
省林业调查规划碳汇计量监测团队和中国林业科学研究院资源信息研究所共同编制完成。

三、编制思路和原则
（一）编制思路
首先根据国家、林业行业和广东省地方相关标准等，起草樟树、木荷、枫香立木碳汇计量模型及参数标准草案，逐步形成标准征求意见稿，在征求同行专家或部门的意见后进行修改，形成标准审定稿，召开专家审定会进行标准的审定，根据评审专家的意见进行修改，最后形成标准报批稿。

（二）编制原则
遵从已有标准原则：标准编制内容上，与国家林业行业标准中已有的“立木生物量建模方法技术规程(LY/T 2258-2014)”、“立木生物量建模样本采集技术规程(LY/T 2259-2014)”、“立木生物量模型及碳计量参数——木荷(LY/T 2660-2016)”、“立木生物量模型及碳计量参数——枫香(LY/T 2661-2016)”等标准保持一致。

模型实用性原则：按照国家林业行业标准上碳汇计量模型及参数的要求，确定立木生物量模型、相容性生物量转换因子函数、根茎比函数、含碳系数等传统建模内容，在此基础上，结合广东碳汇计量实际工作的需求，增加建立以年龄为自变量的生物量生长模型。

模型相容性原则：按照生物量生长模型、生物量模型相兼容，生物量总量与树干、树皮、树枝、树叶、树根等分量生物量相兼容的原则进行模型研建。

四、数据获取、编制过程与内容的确定
模型数据获取过程：从2013年开始，启动生物量建模工作，2013年9月，举办了广东主要碳汇造林树种生物量模型研建技术培训班；
2013年10月-2014年3月，制定了技术方案、编制了操作细则，技术培训，外业采样，并进行外业采样质量检查；2014年4月-2014年12月，进行含水率、含碳率实验；2015年1月-12月，对解析木圆盘进行刨光、打磨、加工，并进行树干解析实验；2016年1月-12月，补充外业采样，进行样品的含水率、含碳率实验，并汇总全部外业、内业实验数据；2017年1月-12月，进行数据处理、数据分析，研建生物量模型；2018年1月-12月，进行建模成果整理，拟定标准，发表论文、撰写著作等。

标准编制过程：2017年12月前完成相关标准等资料的收集；2018年2月完成标准大纲编写及人员分工安排；2018年4月底前完成了标准“初稿”，咨询专家意见，并向省林业厅科技主管部门汇报交换意见，于2018年5月份底形成标准“征求意见稿”，送同行专家进行征求意见；2018年10月底前，收集有关专家的意见，并根据意见进行修改，形成标准“审定稿”，2018年11月及以后，进行标准审定，按专家审定意见进行修改完善，形成标准报批稿上报。

主要内容的确定：包括标准的适用范围、规范性引用文件、相关术语及定义、立木生物量生长模型、立木生物量模型、相容性生物量转换因子函数、根茎比函数、木材密度、含碳系数和模型应用等方面提出具体要求。

共征求了5位专家意见，详细意见及答复见“征求意见稿意见汇总处理表”，对主要征求意见的处理情况如下：
1、广东省林科院魏龙高级工程师主要对标准名称是否加上“广东省”，细根标准是否是小于等于2mm，建模树皮、树枝、树叶比例函数表示提出疑问，考虑为广东省地方标准，未采纳第一条意见，细根标准及树皮、树枝、树叶比例函数表示需与LY/T 2258-2014、LY/T
2259-2014一致，未采纳后两条意见。

2、广东省林科院连辉明教授级高工前3条意见对标准第一段文字，引用标准去掉年份，“特征维度”术语提出修改，均采纳意见；后3条意见对立木生物量生长模型表述、“生物量转换因子函数”与“根茎比函数”表述，R2为“确定系数”表述提出疑问及修改意见未采纳，主要理由是考虑习惯性表达方式以及国内行业标准表述相统一。

3、佛山市林科所田雪琴高级工程师，无修改意见。

4、华南农业大学苏志尧教授提出英文标题修改以及同一节下要注明变量的内容的建议，已采纳；“立木生物量异速模型”表述以及在表头中英文缩写参数要标注中文，未采纳，主要是考虑习惯性表达方式以及备注习惯的问题。

5、中国林科院热林所李意德研究员提出标准一节分为了2个自然段落不合理的问题，已按专家意见进行了修改。

另外提出的标准标题修改、删除木材密度内容、修改删除附录A、附录B的内容，未采纳，主要是考虑项目立项题目难以变动、参考行业标准均有相关表述及内容，因此未作修改。

五、内容说明
（一）关于标准的适用范围
本标准适用于樟树、木荷、枫香林木生物量与碳储量的计量和监测。

（二）关于标准的属性
本标准属于广东省地方标准，隶属于农林行业。

（三）关于标准名称的说明
2017年，我院申报立项樟树、木荷、枫香立木碳汇计量模型及参数三个标准，但由于标准申报个数、资金等条件的限制，省林业厅及财政厅仅批复了一个标准的立项，即“樟树立木碳汇计量模型及参数标准”，但目前我院已完成三个树种的碳汇计量模型及参数的研究工作，根据“樟树碳汇计量模型及参数标准制定项目咨询会”中专家组的建议，将木荷、枫香相关内容加入这个标准中，标准编制组将标准审定稿名称修改为“樟树、木荷、枫香立木碳汇计量模型及参数标准”。

专家审定时审定专家对标准名称也提出了建议，根据专家的建议，标准编制组又将名称修改为“樟树等三个乡土阔叶树种立木碳计量模型及参数”。

（四）关于外业采样及实验获取数据的说明
依据“立木生物量建模样本采集技术规程（LY/T 2259-2014）”的方法进行试验材料取样及进行实验，以2012年广东森林资源连续清查样地中樟树、木荷、枫香分布情况为基础，样木采集时间为2013年及2016年，样木采集每个树种株数为90株。

样木取样按2cm、4cm、6cm、8cm、12cm、16cm、20cm、26cm、32cm、38cm共10个径阶分配，样木伐倒时实测胸径、地径、冠幅、树高和活冠长度，分干材、树皮、树枝、树叶称取鲜重，干材、树皮分成上（﹥5/10树高）、中（2/10～5/10树高）、下（0～2/10树高）3个部分，树枝、树叶分上、中、下3层。

各径阶分配选择40株样木挖取全部树根，按根茎（主根）、粗根（≧10mm）、细根（﹤10mm）分别称取鲜重，少量树根确
实难以全部挖出的，采用相同横断面树根来代替，大径级样木的细根鲜重测定，则通过1/2或1/4范围内挖取细根的数量按比例进行推算。

不同部位的干材、树皮、树枝、树叶、树根各采集500g 以上样品，称取鲜重，将样品在85 ℃烘干至恒重，测定含水率，并计算各器官生物量，采用湿烧法测定含碳率。

样木年龄的调查包括两个方面：40株进行树干解析的样木，以树干年轮分析0号盘(0.3 m)处的年轮数为该样木的年龄；未进行树干解析的50株样木，观测伐断部位(0.3m)上的年轮数，并结合调查种植年限推测样木年龄。

（五）关于建模方法的说明
依据“立木生物量建模方法技术规程(LY/T 2258-2014)”的方法进行数据处理及模型拟合。

生物量生长模型采用Logistic 、Gompertz 、Richards 、Korf 、Schumacher 等生长方程进行拟合，比较选出最优方程作为生长模型，生物量模型采用一元、二元异速生长方程10a D a M =、210a a H D a M =进行拟合。

（六）关于建模总体样本数的说明
根据“立木生物量建模样本采集技术规程（LY/T 2259-2014）”的规定，每个建模总体的样本单元数应不少于150，其中地下生物量测定样本单元数不少于1/3。

但本标准三个树种的建模总体样本单元数为90株，其中地下生物量测定样本单元数为40株，主要理由如下：一般来讲，总样本量不少于150株所构成的建模样本，是保证模型具有广泛适用性的高效样本。

但也有学者有不同研究结论，如
MacDicken 认为，建立一个区域性的生物量模型，仅需30～100株样
本，如果样木按径阶均匀分配，选取30株样本就足够了。

为了提高模型的精度，当然是样本量越多越好，但传统的生物量建模属于破坏性取样，会对现有阔叶林造成一定程度的破坏，我们认为在能够满足模型精度要求前提下，选择30～100株样本是恰当的，并且考虑到本研究属于省级区域的建模，有别于全国大区域范围建模，因此确定本研究总样本单元数为90株，采伐树根样本数为40株，虽然比全国生物量建模要求的总样本量150株及树根采伐样本量50株少，但已经达到区域级大样本量要求，树根采伐比例为总株数的4/9，也高于全国建模比例1/3的要求。

根据已建立广东木荷、枫香的立木生物量模型与国家林业行业标准中所建立的木荷、枫香立木生物量模型相比，模型评价参数值更合理，模型拟合的效果更优，说明在一个省区范围内的90株总样本量可能比全国范围内150株总样本量拟合出的生物量模型及参数更为精确。

（七）有关条款的说明（可酌情取舍）
（1）4 生物量生长模型中，三个树种的地上部分生物量模型建模样本数均采用90株，而地下部分生物量模型样本数均采用40株。

（2）5 生物量模型中，三个树种的地上部分生物量模型建模样本数均采用90株，而地下部分生物量模型样本数均采用40株。

（3）6生物量转换因子函数中，三个树种建模样本数均为90株。

（4）7根茎比函数中，三个树种建模样本数均为40株。

（5）8木材密度计算中，三个树种样本数均为90株。

（6）9含碳系数计算中，三个树种树干、树皮、树枝、树叶以及地上部分含碳系数计算样本数均为90株，而地下部分、全株含碳系数计算样本数均为40株；地上部分、全株含碳系数的计算，为各器官生物量加权平均计算而得到。

（八）与现有相关标准的关系
本标准的样本采集与实验测定依据“立木生物量建模样本采集技术规程（LY/T 2259-2014）”，本标准的数据处理及建模方法依据“立木生物量建模方法技术规程(LY/T 2258-2014)”。

本标准相对全国的“立木生物量模型及碳计量参数——木荷(LY/T 2660-2016)”、“立木生物量模型及碳计量参数——枫香(LY/T 2661-2016)”两个标准而言，主要特点为：一是增加了樟树碳汇计量模型及参数的内容；二是生物量模型、生物量转换因子函数、根茎比函数、含碳系数等更具有广东的地域性，在广东使用模型及参数更为精准；三是增加了生物量生长模型，不仅能用于计算三个树种碳储量，而且可以用于计量不同年际碳汇量。

（九）标准技术水平的说明（可酌情取舍）
（1）本标准首次建立省域樟树、木荷、枫香三个树种生物量生长模型
（2）本标准首次建立生长-异速相兼容、总量（全株）-分量（各器官）相兼容生物量模型。

（十）贯彻标准的要求和措施建议
用于计算广东区域生物量或碳储量以及省内林业碳汇交易的项目碳汇量，涉及樟树、木荷、枫香三个树种的，所选择的碳汇计量模型及参数应参照本标准；参与全国范围内或其他省份三个树种的生物量、碳储量、碳汇量的计算，可参考本标准。

（十一）废止现有有关标准的建议（可酌情取舍）
无。

（十二）其他情况的说明（可酌情取舍）
无。

标准编制组
2018年11月15日。