基于样地调查的森林碳储量估算方法
基于gee的森林碳储量估算
基于gee的森林碳储量估算(原创版)目录一、引言1.1 背景介绍1.2 研究目的与意义二、研究方法2.1 GEE 工具介绍2.2 森林碳储量估算方法2.2.1 基于激光雷达和多光谱影像2.2.2 样地调查法2.2.3 遥感估测法2.2.4 模型模拟法三、实验结果与分析3.1 数据来源与处理3.2 森林碳储量估算结果3.3 结果分析与讨论四、结论4.1 研究成果总结4.2 研究限制与展望正文一、引言1.1 背景介绍随着全球气候变化的加剧,森林碳储量估算在碳循环研究、碳汇评估、碳排放权交易、生态补偿等方面具有重要意义。
准确估算森林碳储量有助于深入了解森林生态系统的碳循环过程,为生态保护、碳排放减量和碳中和等政策制定提供科学依据。
1.2 研究目的与意义本研究旨在利用 GEE(Google Earth Engine)平台,结合激光雷达和多光谱影像技术,提高森林碳储量估算的准确性。
通过对森林生物量、土壤有机碳等因素进行测量和分析,评估森林中的碳储量。
本研究对于深入研究森林生态系统的固碳潜力,准确评估森林碳汇功能,以及制定相关生态保护政策具有重要意义。
二、研究方法2.1 GEE 工具介绍GEE 是由 Google 开发的一款地球科学数据分析平台,具有强大的数据处理、存储和分析能力。
GEE 平台提供了丰富的地理空间数据集,以及一系列数据处理和分析工具,能够满足本研究对森林碳储量估算的需求。
2.2 森林碳储量估算方法本研究采用多种方法相结合,对森林碳储量进行估算。
具体方法包括:2.2.1 基于激光雷达和多光谱影像利用激光雷达和遥感光学影像对森林资源进行监测,可以同时获取森林结构特性和光谱信息。
基于高密度激光雷达的点云不仅可以揭示林分尺度的森林参数,还可以用于提取单个木材尺度的森林参数。
通过多光谱影像分析,可以获取森林植被的光谱特征,进一步估算森林生物量。
2.2.2 样地调查法样地调查法是森林资源调查的常用方法。
基于IPCC法估算森林植被储碳量技术研究
基于IPCC法估算森林植被储碳量技术研究植被储碳量是指植物在生长过程中吸收二氧化碳(CO2)所储存的碳量。
森林是地球上最重要的碳汇之一,其植被储碳量对于全球气候变化的控制有着至关重要的作用。
因此,如何准确地估算森林植被储碳量一直是研究人员关注的热点问题。
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)是世界上权威的气候变化科学机构,其提出的技术准则和方法被广泛应用于全球气候变化研究。
基于IPCC方法估算森林植被储碳量,遵循以下步骤:第一步,确定估算对象。
通常以森林为单位进行估算。
第二步,确定森林类型。
按照森林的不同物种组成和生物量特点,将其划分为天然林、人工林、林下草本及灌木、林边生境等不同类型。
第三步,确定估算期间。
根据具体情况,选择估算期间,通常为5-10年。
第四步,测量样地。
在每个森林类型的样地上设置固定面积的调查区域,按照IPCC要求进行植被调查、生物量测量和土壤碳含量测定等。
第五步,计算碳储量。
根据测量得到的植被生物量和土壤碳含量,按照IPCC提供的公式进行计算,得出森林植被储碳量。
最后,整合数据,得出森林的植被储碳量。
值得注意的是,IPCC方法所估算的森林植被储碳量,仅包括森林植被和土壤有机碳的碳储量,不含木材产品和林地被用于其他用途的碳排放。
因此,在进行森林碳汇管理时,还需要考虑整个森林生态系统的碳收支平衡,以达到更全面和准确的评估结果。
总之,基于IPCC方法估算森林植被储碳量,是一项重要的科研工作。
它为探讨全球气候变化的趋势提供了基础数据和科学依据,同时为森林碳汇管理提供了重要的决策支持。
中国森林生态系统碳储量——生物量方程
中国森林生态系统的碳储量可以通过生物量方程来估算。
生物量方程是基于森林生物量与生长环境因素之间的关系建立的数学模型。
以下是一个常用的生物量方程示例,用于估算中国森林生态系统的碳储量:
树木生物量方程:树木生物量是森林生态系统中最主要的碳储量组成部分。
树木生物量方程可以基于树种、胸径(或直径)、树高等因素来估算。
例如,常用的树木生物量方程如下:生物量= a × (DBH^b)× (H^c)
其中,生物量表示树木的生物量(单位:吨碳/公顷),DBH表示树木的胸径(单位:厘米),H表示树木的高度(单位:米),a、b、c是树种特定的常数。
地上部分生物量方程:除了树木,森林生态系统中的其他植物部分(如灌木、草本植物等)也有碳储量。
地上部分生物量方程可以根据不同植物群落类型和植物功能类型来建立。
这些方程通常基于植物的生物量测量数据,例如植株的鲜重、干重等。
地下部分生物量方程:森林生态系统的地下部分(如根系)也储存着一定的碳。
地下部分生物量方程可以基于土壤类型、根系密度等因素来估算。
以上只是生物量方程的一些示例,实际的生物量方程需要根据不同地区、植被类型和研究目的进行适当的调整和定制。
此外,还需要结合实地调查和测量数据进行参数的校准和验证,以提高估算的准确性和可靠性。
森林生态系统碳计量方法
森林生态系统碳计量方法引言:森林是地球上最重要的生态系统之一,对全球的碳循环和气候调节起着至关重要的作用。
为了量化和监测森林生态系统中的碳储量和流动,需要建立可靠的碳计量方法。
本文将重点介绍森林生态系统碳计量的方法和技术。
一、森林生态系统碳储量的测量1.直接测量法:直接测量法是通过在森林样地中采集实地数据来估计碳储量。
常用的直接测量法包括调查样地法、样线法和光遥感法。
(1)调查样地法:该方法通常通过在森林中设置样地,并记录样地内各种生物量(如树木、地上和地下植被、枯死物等)的大小和数量来估计碳储量。
通过对样地内植物的测量,可以计算出单位面积内的碳储量。
(2)样线法:样线法是一种通过在样地内设置样线,并在样线上测量植物的胸径或胸径高等参数,以估计植物生物量和碳储量的方法。
(3)光遥感法:光遥感法是利用遥感技术获取森林的光谱信息、高度和构造参数,并通过建立光谱-生物量关系模型来估计森林生物量和碳储量。
这种方法可以快速获取大片区域的数据。
2.间接测量法:间接测量法是通过收集环境和气候数据,并使用数学模型计算碳储量。
常用的间接测量法包括生态模型法和空间插值法。
(1)生态模型法:生态模型法是通过建立生态系统的物质和能量平衡模型,依据环境和气候因素来估计碳储量的方法。
这种方法需要采集大量不同时间和空间尺度上的数据,并进行模型构建和参数校正。
(2)空间插值法:空间插值法是根据已有的样地数据和环境变量的关系,通过插值方法来估计整个研究区域的碳储量。
这种方法可以在数据稀缺的情况下进行碳储量估计,但对于数据准确性和采样空间的选择提出了更高的要求。
二、森林生态系统碳流动的测量1.生态系统呼吸法:生态系统呼吸法是通过测量森林生态系统的呼吸通量来估计碳流动。
呼吸通量是指植物和土壤呼吸作用释放的二氧化碳量。
可以通过使用土壤呼吸测量仪和气体交换技术来测量呼吸通量。
2.净初级生产力法:净初级生产力法是通过测量森林生态系统植物的光合作用和凋落物的生产,并扣除呼吸通量来估计碳流动。
森林碳汇量计算公式(二)
森林碳汇量计算公式(二)森林碳汇量计算公式简介森林碳汇量计算公式是用来估算森林生态系统中固定的二氧化碳量的数学公式。
它基于不同因素,如森林的地理位置、类型和面积等,通过对这些因素进行测量和估算来计算森林的碳汇量。
以下是一些常用的森林碳汇量计算公式及其示例解释。
1. 碳密度计算公式碳密度计算公式用于计算单位面积森林中的碳储量。
它通常基于森林类型和植被生物量的测量数据。
公式:碳密度 = 单位面积内的生物量× 碳含量示例:假设在一片森林中,单位面积内的生物量为100吨/公顷,而平均碳含量为50%。
根据碳密度计算公式,该森林的碳密度为100吨/公顷× 50% = 50吨碳/公顷。
2. 碳储量计算公式碳储量计算公式用于计算整个森林的碳储量,它是碳密度与森林面积的乘积。
公式:碳储量 = 碳密度× 森林面积示例:假设某森林的碳密度为50吨碳/公顷,森林面积为1000公顷。
根据碳储量计算公式,该森林的碳储量为50吨碳/公顷× 1000公顷 = 50,000吨碳。
3. 净碳吸收计算公式净碳吸收计算公式用于估算森林生态系统吸收或释放的净碳量。
它考虑了森林的碳汇量和碳排放量之间的差异。
公式:净碳吸收 = 碳汇量 - 碳排放量示例:假设某森林的碳汇量为60,000吨碳,而碳排放量为10,000吨碳。
根据净碳吸收计算公式,该森林的净碳吸收为60,000吨碳 - 10,000吨碳 = 50,000吨碳。
结论森林碳汇量计算公式是估算森林生态系统中碳储量的重要工具。
通过使用不同的公式,我们可以计算出森林碳密度、碳储量和净碳吸收等关键指标,帮助我们了解森林在全球碳循环中的作用。
这些公式可以为森林资源管理、碳排放控制和气候变化政策制定提供支持和指导。
碳储量估算方法
碳储量估算方法通常用于评估森林、湿地和土壤等生态系统中的碳储量。
以下是几种常用的碳储量估算方法:
土壤碳储量估算方法:
样方法:在不同类型土壤中设置样方,并采集土壤样品进行分析,通过测定有机碳含量和土壤体积计算碳储量。
土壤碳密度法:根据土壤剖面的深度和密度数据,结合有机碳含量测定结果,计算单位面积上的碳储量。
森林碳储量估算方法:
树木生物量法:通过测量森林中树木的直径、高度以及树种信息,利用相应的公式或模型估算树干、枝干、叶片的生物量,并将其转换为碳储量。
相关系数法:通过建立树木生物量与树木尺寸、树种等因素之间的相关关系,利用树木尺寸测量数据估算生物量,再将其转换为碳储量。
湿地碳储量估算方法:
采样法:在湿地中设置采样区,并采集湿地植物、水面沉积物等样品,通过测定有机碳含量和采样区面积计算碳储量。
湿地碳密度法:根据湿地剖面的深度和密度数据,结合有机碳含量测定结果,计算单位面积上的碳储量。
这些方法的具体步骤和公式可能会因估算对象和研究目的而有所不同。
在实际操作中,建议参考相关的碳储量估算指南或依靠专业的生态学和环境科学研究人员进行指导和实施。
样地清查法在森林碳汇估算中的应用进展
2016年7月防 护 林 科 技J u l y,2016第7期(总154期)P r o t e c t i o nF o r e s t S c i e n c e a n dT e c h n o l o g yN o .7(S u m N o .154)文章编号:1005-5215(2016)07-0102-02收稿日期:2016-05-19基金项目:中国清洁发展机制基金赠款项目(2013013) 作者简介:郭靖(1982-),女,主要从事应对气候变化㊁3S 应用及干旱区环境评估等领域的研究工作,E m a i l :g u o -j i n g7227279@163.c o m 通信作者:张东亚(1963-),男,研究员,主要从事全球变化的区域响应研究工作,E m a i l :358999837@q q.c o m 样地清查法在森林碳汇估算中的应用进展郭靖,卢明艳,张东亚,玉苏普江艾麦提,齐成(新疆林业科学院,新疆乌鲁木齐830000)摘 要 森林是陆地生态系统的重要组成部分,在全球碳循环中起到重要的作用㊂森林固定的碳每年约占整个陆地生态系统的2/3,其变化决定了陆地生态系统碳源和碳汇的功能㊂目前,国内外众多学者对区域尺度森林碳储量的估算所提出的方法较多,但还没有统一的估算方法㊂样地查清法是估算森林碳储量的方法之一,通过总结该方法的优缺点及应用范围,为碳储量估算精度和碳评估提供合理的参考㊂关键词 森林;碳储量;样地清查法;研究进展中图分类号:X 142 文献标识码:A d o i :10.13601/j.i s s n .1005-5215.2016.07.037 国内外生态学家对森林生态系统碳储量估算的可操作性和精度方面做了大量的研究,成本㊁劳动强度㊁精度㊁时空变化㊁不同空间尺度等诸多问题,一直是估算方法无法统一的主要原因,对估算方法优缺点的明确认识,使研究者能提高森林生态系统碳储量估算的精度㊂本文全面综述了样地查清法国内外研究进展,讨论了该方法的优缺点㊁适用范围及尚未解决的主要问题,并分析了森林生态系统估算方法的发展趋势,以期为我国森林生态系统碳储量估算提供科学依据,为碳评估提供合理的参考㊂1 样地清查法研究进展最早的森林生物量研究始于1876年E b e r m e y -e r 在德国进行实际数据的调查,对森林木材重量和枝叶凋落物的测量,并于1882年对巴伐利亚森林生产力进行了研究[1]㊂瑞士学者B r u ge r 在1929-1953年期间,致力于木材产量与树叶生物量的相关关系的研究[2]㊂为了进一步推动森林碳储量研究,一些林业发达国家如美国启动的B i g F o o t 项目及美国碳循环研究计划(C C S P )㊁国际科联(I C S U )组织的地圈生物圈计划(I G B P )㊁加拿大㊁德国和瑞典等国均开展了碳循环的研究㊂传统的清查法是通过设立典型样地,并连续观测实测样地的生物量,得出碳储量的变化情况的研究方法㊂该方法细分为:平均生物量法㊁换算因子法和换算因子连续函数法㊂上述三种方法都是在推算出典型样地的生物量的基础上,再乘以一个换算系数(因子)求得样地碳储量的方法[3]㊂平均生物量法是实际测量的各种类型森林单位面积生物量,并与该类型的森林面积相乘,继而推算出研究区整个森林的生物量㊂此方法曾被广泛使用,但由于实测资料的取样点少,不能真实反映森林的生物量,误差大是该方法的不足[4]㊂生物量换算因子法(B i o m a s s E x pa n s i o n F a c t o r ,B E F )也称材积源生物量法,木材材积比值的平均数㊁森林某一类型的生物量与该森林类型的总蓄积量乘积可以得到森林总生物量[5]㊂此方法是1984年B r o w n &L u g o 提出的,应用联合国粮农组织提供的全球主要森林类型蓄积量数据,估算出全球森林地上生物量[6]㊂在此基础上,1996年,方精云等首次应用生物量转换因子法,结合野外调查得到中国不同地域的生物量和蓄积量数据,估算了大尺度森林生物量,由此开创了我国森林碳储量研究由样地向区域尺度的推算转换[7]㊂2000年,刘国华等采用该方法结合我国第一次(1973~1976年)至第四次(1989~1993年)森林资源清查资料对我国近20a 来森林的碳储量进行了推算[8]㊂焦燕等于2005年,利用生物量换算因子法结合黑龙江省国家森林资源清查数据推算出森林生物量[9]㊂生物量转换因子连续函数法是生物量换算因子法的延续与改进㊂2001年,方静云等人通过1949年到1998年中国森林资源清查数据结合实测数据,采用改进生物量转换因子法,对2001年中国森林碳储量进行了估算,提出生物量转换因子连续函数法[10]㊂该方法在转换因子方面做了改进,由原来的生物量平均转换因子分龄级的转换因子,使计算公式得以简化,为区域尺度森林碳储量的估算提供了理论基础㊂公式为:B=a+b v式中:a和b均为常数;B代表生物量,单位t;v 代表蓄积量,单位m3该方法弥补了平均生物量法估算值偏大,也克服了生物量转换因子法误差较大的不足,该方法对各种因素的变化具有综合反映的能力,对区域碳汇的估算更加精确,在国际上被广泛应用并得到了一致的认可[11]㊂诸如:马琪等人应用森林资源清查数据结合林业生态功能,用生物量转换因子连续函数法对陕西省森林植被碳储量进行了估算,分析了碳密度及空间分布特征与区域生态功能的关系[12]㊂曹扬等人也应用该方法对陕西省2009年森林植被碳贮量和碳密度及其地理分布特征进行了论述[13]㊂G u o等人通过补充调查中国主要森林类型对该方法的参数进行了改进[14]㊂验证数据证明改进的方法对于估算中国森林生物量及碳储量具有更高的精度[15]㊂但这种方法也存在模型是单一的线性回归模型的不足,至今仍有许多争议㊂2结论与讨论综上所述,清查资料估算方法比较直接㊁明确,操作简单㊂但数据资料必须是样地调查实测数据,由于数据获取费时㊁费力㊁费财,而且实测数据毕竟是点上的数据,范围较小,代表整个林分的数据具有一定的不足,森林资源清查数据每5年一次,从时空变化分析上也具有局限性,同时,在样方实测的过程中,方法和仪器的限制,使得测量结果存在着较大的误差㊂样地调查时一般选取生长较好的地段进行测定,样地时空分布不具有代表性,釆样样地的种类和数量受到人为主观的限制等问题,均对研究区域森林地上生物量的估算造成了难度的增加㊂随着不同空间分辨率遥感数据源的开发,以及各种遥感数据的处理和分析技术的日趋成熟,通过遥感技术来估测森林碳储量已成为了当前森林调查和研究的方向㊂参考文献:[1]王秀云,孙玉军.森林生态系统碳储量估测方法及其研究进展[J].世界林业研究,2008,21(5):24-29[2]B u r g e r H,H o l z,B l a t t m e n g e,Z u w a c h s.F i c h t e ni n P l e n t e r w a l d M i t t e i l,S c h w e i z,A n s tF o r t t l[J],V e r s u c h s w,1952,28:109-156[3]欧阳钦.长沙望城区森林植被生物量及碳储量研究[D].长沙:中南林业科技大学,2014[4]张妍.八仙山自然保护区森林生物量/碳储量遥感估算研究[D].天津:天津师范大学,2012[5]东明.基于G I S的井冈山自然保护区主要森林类型碳储量研究[D].呼和浩特:内蒙古师范大学,2011[6]B r o w nS,L u g o A E.B i o m a s s o f t r o p i c a l f o r e s t s:An e we s t i m a t eb a s e do n f o r e s t v o l u m e s.Sc i e n c e,1984,223:1290-1293[7]方精云,刘国华,徐崇龄.我国森林植被的生物量和净生产量[J].生态学报,1996,16(5):497-508[8]刘国华,傅伯杰,方精云.中国森林碳动态及其对全球碳平衡的贡献[J].生态学报,2000,20(5):733-740[9]焦燕,胡海清.黑龙江省森林植被碳储量及其动态变化[J].应用生态学报,2005,16(12):2248-2252[10]F a n g J Y,C h e n A P,P e n g C H,e t a l.C h a n g e s i nf o r e s tb i o m a s sc a r b o n s t o r a g e i nC h i n a b e t w e e n1949a n d1998.S c i e n c e,2001, 292:2320-2322[11]田世艳,张宇清,吴斌,等.中国平原地区农田防护林碳储量差异分析[J].北京林业大学学报,2012,34(2):39-44 [12]马琪,刘康,张慧.陕西省森林植被碳储量及其空间分布[J].资源科学,2012,34(9):1781-1789[13]曹扬,陈云明,晋蓓,等.陕西省森林植被碳储量㊁碳密度及其空间分布格局[J].干旱区资源与环境,2014,28(9):69-73 [14]G U OZD,F A N GJY,P A N YD,e t a l.I n v e n t o r y-b a s e d e s t i-m a t e s o f f o r e s t b i o m a s s c a r b o ns t o c k s i nC h i n a:Ac o m p a r i s o n o f t h r e em e t h o d s[J].F o r e s tE c o l o g y a n d M a n a g e m e n t,2010, 259(7):1225-1231[15]曹吉鑫,田赟,王小平,等.森林碳汇的估算方法及其发展趋势[J].生态环境学报,2009,18(5):2002-2003(上接第99页)3.5兼顾保护与利用充分利用自然保护区内外丰富的自然经济资源和社会知名度,积极引导农民致富,最大限度减少人为破坏,推动保护区和社区经济的协调发展㊂湿地破坏主要是人们受到经济利益驱使而对湿地资源不合理利用㊁过度利用,应兼顾保护与利用㊁坚持保护为主的原则㊂3.6实施全流域生态管理由于湿地水域具有流动性㊁整体性,决定了湿地保护应以流域为单位进行全面管理㊂林甸湿地属嫩江流域㊂加强嫩江流域的管理,将有利于林甸湿地的保护和利用㊂3.7多渠道争取资金,解决科研经费建立湿地监测体系,通过建立模型来进行预测和科学管护,指导湿地进行可持续性的开发利用,促进社会经济与生态环境的和谐发展㊂301第7期郭靖等样地清查法在森林碳汇估算的应用进展。
基于森林资源连续清查的森林碳储量估算——以内蒙古呼伦贝尔地区为例
2 01 5年 7月
东
北
林
业
大
学
学
报
Vo 1 . 4 3 No . 7
J 0U RNAL OF NOR T HE AS T F ORE S TR Y UNI VE RS I T Y
J u 1 . 2 01 5
ห้องสมุดไป่ตู้
基 于 森 林 资 源 连 续 清 查 的森 林 碳 储 量 估 算 )
( A c a d e my o f F o r e s t I n v e n t o r y a n d p l a n n i n g , S t a t e F o r e s t y r A d m i n i s t r a t i o n ,B e i j i n g 1 0 0 7 1 4 ,P . R . C h i n a ) ; J i a n g X i l i n
— —
以 内蒙 古 呼伦 贝 尔地 区为 例
姜 喜麟
( 国家 林 业 局 发 展 规 划 与 资 金 管 理 司 )
王 文 波
( 国 家林 业 局 调 查规 划设 计 院 , 北 京, 1 0 0 7 1 4 )
赵 鹏 武
( 内蒙 古 农 业 大 学 )
摘 要 基于森林资源清查数据 , 采用联合 国政 府 间气候 变化 专 门委 员会 ( I P C C) 提 供 的方法 对 内蒙古呼伦 贝尔地 区森林碳储 量进行核 算。结果表明 : 呼伦 贝 尔地 区森林 碳储量 5 . 3 9 x 1 0 t ; 用材林碳储 量 最大 , 占区域 总碳 储量 的 8 5 %; 其次是防护林 , 占 区域 总碳 储 量 的 1 l % 。 不 同优 势 树 种 森 林 碳 储 量 差 异 较 大 , 兴 安 落 叶松 和 白 桦 占 l 1个优 势树 种 总 碳储 量 的 8 8 %。 用 材 林 不 同龄 组 碳 储 量 中 , 中龄 林 最 大 : 但在 不同龄组 间 , 其 碳 密度 随 林 龄 的 增 大而增大, 成 过 熟林 表 现 出较 大 的碳 汇 能 力 。 应 通 过 森 林 资 源 培 育保 护 工程 , 加 强 中幼 林 抚 育和 经 营 管理 , 提 高 森
基于gee的森林碳储量估算
基于gee的森林碳储量估算
森林碳储量的估算可以基于gee(Google Earth Engine)平台
进行。
以下是一个基于gee的森林碳储量估算的示例步骤:
1. 数据收集:使用gee平台收集卫星影像数据和相关的地面观
测数据,例如植被指数数据(如NDVI)、高程数据和碳密度
数据。
2. 数据预处理:对收集的数据进行预处理,例如去除云、辐射校正和镶嵌多个卫星影像数据。
3. 森林边界识别:使用gee平台中的图像分类算法,例如随机
森林分类器或卷积神经网络,对卫星影像数据进行分类,以识别森林边界。
4. 森林覆盖面积计算:根据通过图像分类得到的森林边界图像,计算森林覆盖的面积。
5. 碳密度估算:根据地面观测数据中的森林碳密度数据,结合森林覆盖面积,估算森林内的碳储量。
可以使用gee平台上的
像元级操作或重新采样方法来计算每个像元的碳密度。
6. 碳储量估算:将森林覆盖面积与相应的碳密度数据相乘,得到森林的碳储量。
7. 结果可视化:使用gee平台中的可视化工具,例如图表、热
力图或标记点,将估算的森林碳储量结果可视化。
请注意,以上步骤仅是一个示例,实际的森林碳储量估算可能需要根据具体的研究目标和数据可用性进行调整。
ccer林业碳汇项目方法学
ccer林业碳汇项目方法学林业碳汇项目方法学是指在林业领域中用于估计和计算碳汇量的方法和技术。
该方法学不仅包括对森林生态系统中现有碳储量的估算,还包括对森林管理和保护措施对碳储量的影响的评估。
以下将介绍几种常用的林业碳汇项目方法学。
一、样地法样地法是估算林地生物碳储量的常用方法。
通过在不同类型的森林中设置样地,统计和测量样地中的树木种类、数量、胸径(或直径)、高度以及死亡木和残体等信息,然后根据这些数据来计算对应样地的生物量和碳储量。
通过统计大量样地的数据,可以对整个林地的生物碳储量进行估算。
二、地面测量法地面测量法是通过实地调查和测量来估算林地生物碳储量的方法。
通过测量树木的直径、胸径、高度以及树种等信息,然后利用林业碳汇量的统计模型,来计算林地的生物碳储量。
这种方法比较准确,但需要大量的人力和时间,成本相对较高。
三、遥感技术遥感技术是通过卫星或飞机等遥感器获取地面信息,并通过图像处理和解译,来估算林地生物碳储量的方法。
通过分析遥感影像中的植被指数、植被覆盖率和光谱特征等信息,可以推算出林地的生物碳储量。
这种方法具有高效、快速和广覆盖的特点,可以对大范围的林地进行碳汇量估算。
四、模型方法模型方法是通过建立数学模型来估算林地生物碳储量的方法。
通过研究林地的生长过程和碳循环,可以建立生物碳储量与生长过程之间的关系模型,然后通过模型输入相应的生长参数和环境因素,来估算林地的生物碳储量。
这种方法具有较高的自动化程度和智能化特点,可以在不同的环境和处理条件下进行模拟和预测。
总之,林业碳汇项目方法学是通过不同的技术手段和方法来估算和计算森林生态系统中的碳汇量。
不同的方法有不同的优缺点,可以根据具体的研究目标和实际情况选择合适的方法。
随着科技的发展和数据的积累,越来越多的新方法和技术将不断出现,为碳汇量估算提供更精确和可靠的工具。
森林生态系统碳平衡估测方法及其研究进展
森林生态系统碳平衡估测方法及其研究进展森林生态系统的碳平衡估测是评估森林碳储量和碳动态的重要手段,为理解和预测森林生态系统在全球碳循环中的作用提供了重要的数据。
随着全球气候变化的日益严重,森林生态系统的碳平衡研究变得尤为重要。
本文将从森林生态系统碳平衡的估测方法和研究进展两个方面进行介绍。
森林生态系统碳平衡估测方法主要包括森林碳储量的估测和碳动态的监测。
森林碳储量的估测通常采用样地法、遥感法和模型模拟法等。
样地法是通过在不同类型的森林样地中设置固定面积的样地,测量样地内森林生物量并进行推算。
遥感法则通过利用卫星遥感数据获取森林的光谱信息,结合地面观测数据进行森林生物量的估算。
模型模拟法则是根据已有的气象、土壤和森林生态系统等数据,运用生态系统模型模拟森林碳储量。
碳动态的监测则主要通过长期观测数据和模型模拟相结合的方法进行。
长期观测数据包括生长季节的植物光合作用速率、呼吸速率、枯萎速率等生物过程,以及周期性的土壤呼吸数据等。
模型模拟则是使用碳循环模型,结合实测数据,模拟出森林生态系统的碳平衡状况。
在碳平衡研究中,还涌现了一些新技术和方法。
例如,稳定同位素技术可以通过测量13C同位素、14C同位素等,推断出森林碳循环的速率和通量。
另外,空间遥感技术的发展,使得大规模监测森林碳储量和碳动态成为可能,提高了估测的精度和效率。
此外,近年来,分子生物学的快速发展也为森林生态系统碳平衡研究提供了新的途径。
通过研究微生物群落和植物基因表达等特征,可以揭示不同环境条件下碳循环的机制和过程。
目前,森林生态系统碳平衡的研究进展主要有以下几个方面。
首先,全球森林碳储量和碳动态的估算精度不断提高,对全球碳循环和气候变化的影响有了更深入的认识。
其次,随着遥感和模型模拟技术的不断发展,可以更好地揭示森林碳平衡的空间分布和时空变化规律。
再者,国际上开展了一系列多尺度的碳平衡观测网络,如FLUXNET、CarboEurope等,共享数据资源和观测方法,促进了碳平衡研究的国际合作和相互交流。
森林生态系统碳计量方法
森林生态系统碳计量方法引言:森林生态系统是地球上最重要的碳储存库之一,对于全球碳循环具有重要的影响。
因此,准确评估森林生态系统的碳储量和碳动态变化对于了解全球气候变化和开展碳排放减少工作至关重要。
本文将介绍森林生态系统碳计量的方法和技术。
一、地面调查地面调查是森林生态系统碳计量的基础,通过对样地的调查和测量,可以获得森林生态系统的碳储量信息。
地面调查通常包括样地的设置、树木调查、土壤调查等步骤。
1. 样地设置样地是进行森林碳计量的基本单元,通常采用正方形或长方形的样方。
样地的大小和数量应根据研究目的和实际情况确定。
在样地设置过程中,应尽量保证样地的代表性和随机性。
2. 树木调查树木调查是评估森林生态系统碳储量的重要环节。
通过对样地内树木的编号、测量树高、胸径和树种等信息,可以计算出样地内树木的生物量和碳储量。
树木调查可以采用直接测量或间接估算的方法。
3. 土壤调查土壤是森林生态系统中的重要碳贮存部分,对土壤进行调查可以了解土壤中的有机碳含量和储量。
土壤调查通常包括土壤剖面的采集和样品的分析,常用的分析方法有干燥重量法、湿重法和有机碳含量分析等。
二、遥感技术遥感技术是一种非接触式的数据获取方法,可以广泛应用于森林生态系统碳计量中。
遥感技术可以获取大范围的数据,对于大面积森林的碳储量评估具有重要意义。
1. 光谱遥感光谱遥感是通过获取地物的光谱信息来反演森林生态系统的生物量和碳储量。
通过遥感影像的获取和处理,可以得到植被指数等参数,进而估算森林生态系统的生物量和碳储量。
2. 激光雷达遥感激光雷达遥感是一种高精度的遥感技术,可以获取地物的三维信息。
通过激光雷达的测量和处理,可以获取森林生态系统的垂直结构和生物量分布等信息,从而估算碳储量。
三、模型模拟模型模拟是一种基于数学模型的方法,通过建立模型来模拟森林生态系统的碳循环过程和碳储量变化。
模型模拟可以根据不同的输入参数和模型参数,预测森林生态系统的碳储量和碳动态变化。
森林碳储量测算与碳汇管理研究
森林碳储量测算与碳汇管理研究随着全球气候变化问题的日益凸显,减少温室气体排放已成为全球关注的焦点。
而森林作为地球最重要的陆地生态系统之一,承载着巨大的生态和环境功能,其中的碳循环过程对全球气候平衡具有重要意义。
因此,准确测算森林碳储量并进行碳汇管理成为了当务之急。
一、森林碳储量的测算方法1. 火烧法:通过森林火灾后的热量释放与残余物的碳含量来测算森林火灾前碳储量的损失。
2. 树轮法:通过对树木的年轮进行观察与分析,结合气候数据等因素,计算出树木生长过程中固定的碳。
3. 土壤取样法:通过采集森林土壤样品,分析其中有机质的含量,从而推算出森林土壤中的碳储量。
4. 遥感技术:利用遥感卫星对森林进行影像扫描,通过图像的处理与分析,获取森林植被的生长信息,进而计算出其碳储量。
二、森林碳汇管理的重要性1. 气候调节:森林具有吸收二氧化碳的能力,通过碳汇管理,可以增加森林的碳储量,减少大气中的温室气体,从而调节气候。
2. 生态平衡:森林是地球上最重要的生态系统之一,维持着生物多样性和生态平衡,合理的碳汇管理有助于保护和恢复森林生态系统的健康。
3. 可持续发展:通过森林碳汇管理,可以为森林资源提供经济价值,并促进可持续发展,如碳交易和碳抵消项目等。
三、森林碳汇管理的挑战和对策1. 数据采集与处理:森林碳储量测算需要大量的数据支持,包括森林类型、林木信息、土壤质量等,如何采集和整理这些数据是一个挑战。
应利用现代技术手段,如人工智能和大数据分析,提高数据收集和处理的效率。
2. 碳汇监测与验证:对于森林碳汇管理项目的监测与验证是十分重要的,确保其真实性和有效性。
建立科学的监测体系和标准,加强对各类碳汇项目的监管与评估。
3. 资金支持与政策导向:碳汇管理是一项复杂而长期的工作,需要政府和相关机构的支持和引导。
建立完善的资金机制和政策体系,提供资金支持和政策导向,推动森林碳汇管理工作的推进。
四、森林碳汇管理的实践与案例分析1. 森林碳汇管理工程:通过森林经营管理、生态恢复和碳排放抵消等方式,提高森林的碳储量,实现碳汇管理的目标。
基于样地调查的森林碳储量估算方法
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 硕士课程论文课程名称:森林资源监测与评价院系:林学院专业:___ __森林经理学学号: 020******* 学生姓名:徐辉 ___ 指导教师:郭孝玉二0一六年六月基于样地调查的森林碳储量估算方法评述摘要:森林在降低大气CO2含量和减缓全球气候变暖趋势方面起着非常重要的作用。
估算森林的碳储量以及分析和评价森林不同碳库的组成和动态变化已成为目前生态学关注的热点之一。
本文从三个方面对基于样地调查的森林碳储量估算方法进了分析和综述,并对各方法进行简单评价,以期为森林碳储量的科学估算提供理论参考。
关键词:样地调查;碳储量;估算方法A review on the estimation methods of forest carbon storagebased on sample-plot surveyAbstract:Forest plays an important role in reducing the carbon dioxide concentration in a tmosphere and slowing the tendency of global warming.Therefore,estimating the carbon storage of forest ecosystems has been a hot pot in ecological research field. This paper an alyzes and summarizes the estimation methods of forest carbon storage based on sample-plot survey from three aspects, and makes a simple evaluation of each method, in order to provide a theoretical reference for the scientific estimation of forest carbon carbon storage. Key words:sample-plot survey;carbon storage;estimation methods森林是陆地生态系统的主体,森林碳储量占陆地碳储量的70%~80%[1],在全球碳循环中起着重要作用。
森林植被碳储量计量模型
森林植被碳储量计量模型
森林植被碳储量计量模型是利用遥感技术和地面调查数据,通过建立
数学模型和统计分析方法,估算森林植被碳储量的一种方式。
常用的森林
植被碳储量计量模型包括以下几种:
1.基于林分结构的模型:该模型基于森林林分结构参数,如树高、胸径、树种组成等,通过建立线性或非线性回归方程来估算森林植被碳储量。
2.基于生态地理区划的模型:该模型将森林划分为不同的生态地理区,根据不同生态地理区的特点,建立估算森林植被碳储量的模型。
3.基于光谱信息的模型:该模型利用遥感数据获取森林植被信息,通
过反演森林植被生物量和干重的关系,进而估算森林植被碳储量。
4.基于生态系统模型的模型:该模型基于森林植被生态系统内碳积累
的过程,通过建立生态系统动态模型,估算森林植被碳储量。
这些模型在现代森林管理和气候变化等方面发挥着重要作用。
基于gee的森林碳储量估算
基于GEE(Google Earth Engine)的森林碳储量估算是一种利用遥感技术和人工智能算法对森林碳储量进行精确估算的方法。
GEE是一个强大的地球科学数据分析平台,可以处理大量的地理空间数据,适用于森林碳储量的估算。
以下是基于GEE的森林碳储量估算的基本步骤:
1. 数据获取:首先,从各种卫星传感器(如Landsat、Sentinel-2等)获取森林地区的遥感数据。
这些数据包括光谱、高程、纹理等信息,有助于分析森林生物量和碳储量。
2. 预处理:对获取的遥感数据进行预处理,如图像配准、辐射校正、大气校正等,以消除数据中的噪声和误差。
3. 特征提取:利用遥感数据提取森林地区的特征参数,如树高、叶面积指数、森林覆盖率等。
这些特征参数与森林碳储量密切相关。
4. 模型训练:利用已有的森林碳储量估算方法(如随机森林、支持向量机、深度学习等)在GEE平台上训练模型。
这些模型可以有效地将森林特征参数映射到碳储量。
5. 碳储量估算:将训练好的模型应用于森林地区的遥感数据,实现碳储量的估算。
GEE 平台可以并行处理大量数据,提高碳储量估算的效率。
6. 结果验证与分析:对估算结果进行验证,如与实地调查数据、其他遥感数据等进行对比。
通过分析估算结果,可以了解森林碳储量的时空分布特征,为碳循环研究、碳交易等提供数据支持。
基于gee的森林碳储量估算
基于gee的森林碳储量估算森林碳储量估算是评估森林生态系统碳储量和碳循环过程的重要研究领域。
随着地球气候变化的日益严重,准确估算森林碳储量对于理解碳循环过程、制定森林管理政策以及减缓气候变化具有重要意义。
这种估算方法基于地球引擎(Google Earth Engine,GEE)的数据和分析平台,结合不同类型的遥感数据和模型来量化森林碳储量。
首先,森林碳储量估算需要使用不同类型的遥感数据,如植被指数、植被高度、植被覆盖度等。
这些数据可以通过GEE平台提供的地表反射率、高程、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)、LST(Land Surface Temperature)等数据源获取。
这些数据源可以通过时间序列分析和地类分类等方法,得到不同地区森林的生物物理参数,如树木高度、覆盖度等。
其次,森林碳储量估算还需要使用碳密度模型。
碳密度模型基于森林土壤、树干和树冠等不同部分的生物量和碳含量关系来计算森林生态系统的碳储量。
这些模型可以通过对不同地区的样地进行监测和统计得到。
GEE平台提供了大量的土壤、地形等数据,可以用于构建和验证碳密度模型。
同时,利用平台上提供的高分辨率遥感影像,可以提高模型的精度和可行性。
此外,森林生长模型是估算森林碳储量的另一个重要组成部分。
森林生长模型基于不同类型森林生态系统的生长与恢复机制来模拟森林动态变化过程,进而可以估算森林碳储量。
这种模型通常结合遥感数据、气象数据和土壤数据等多种数据,用于模拟和预测森林的生长和碳循环过程。
GEE平台具备强大的计算能力和海量的遥感数据资源,可以用于构建和优化森林生长模型,进一步提高森林碳储量的估算精度。
最后,森林碳储量估算还需要考虑森林转化、破坏和恢复等因素的影响。
森林碳储量的动态变化是受到人类活动、自然灾害等多种因素的影响。
这些因素可以通过遥感监测和地面观测等手段进行监测和分析,帮助评估森林碳储量的时空变化。
基于森林资源清查资料的森林碳储量计量方法
点 、森 林 类 型 、研 究 尺 度 以 及 生 物 量 测 定 方 法 的 不 同 , 碳储量的估算方法和结果有很大差异 。 [3] 此外,含 碳 量 的 大 小 也 是 另 外 一 个 关 键 因 素 ,国 际 上 常 用 的 树 木 碳含量为0.45~0.55[4-8]。 森 林 资 源 清 查 资 料 是 以 幼 小 至 成 熟 的 全 部 林 木 总 体 为 对 象 ,包 括 森 林 面 积 大 小 及 生 长 在 该 面 积 上 的 林 木 特 征 两 方 面 的 资 料 ,具 有 分布范围广、测量的 因 子 容 易 获 得、时 间 连 续 性 强 等
像一个标准,可以通 过 适 当 的 变 换,在 较 大 的 范 围 内
使用。其基本公式为:
B=V×D×BEF×(1+R)
(1)
式中:B———某 一 森 林 类 型 的 总 生 物 量;V———某 一
森林类型 的 总 蓄 积 量;D———某 一 森 林 类 型 的 木 材 密 度;BEF———某 一 森 林 类 型 的 生 物 量 转 换 因 子; R———根茎比。由于 D 较为详细,而 BEF 较为简单,
文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1000-288X(2011)06-0143-05
中 图 分 类 号 :Q14
Methods for Forest Carbon Storage Estimation Based on Forest Inventory Data
DENG Lei,SHANGGUAN Zhou-ping
域研究存在的主要问题与发展建议。分析结果表明,在今后的森林碳 储 量 研 究 中,需 要 加 强 遥 感 技 术 手 段
的 利 用 ,增 加 碳 通 量 在 森 林 资 源 清 查 中 的 调 查 ,开 发 适 合 我 国 实 际 情 况 的 反 演 模 型 。
基于样地调查的森林碳储量估算方法
基于样地调查的森林碳储量估算方法基于样地调查的森林碳储量估算方法是一种用于测定森林中的生物量和碳储量的常用方法。
该方法通过在不同类型和植被组成的样地中收集样品,并进行生物量的测量和分析,从而对整个森林的碳储量进行估算。
以下是一种基于样地调查的森林碳储量估算方法的详细步骤和过程。
1.样地选择和划定:在需要进行森林碳储量估算的地区选择一定数量的样地,样地的选择应该代表整个研究区域内不同的植被类型和植被组成。
样地的划定可以根据实际情况进行,一般来说可以选择正方形或矩形的固定面积。
2.样地调查和测量:进入每个样地进行详细的调查和测量。
这包括测量样地的面积、记录每个样地中的植被类型和物种组成,以及记录样地内的有关环境因素,如土壤类型、坡度、海拔等。
3.样品收集:在每个样地中进行样品收集。
这可以包括收集树木、林下植物、地上生物量和根系等。
对于树木,可以选择代表每个样地中不同树种和树高的样本进行测量。
对于林下植物和地上生物量,可以选择随机收集一定数量的样本进行测量。
对于根系,可以使用土壤探针或其他工具进行挖掘和收集。
4.样品处理和测量:将收集到的样品带回实验室进行处理和测量。
对于树木的样品,可以使用各种方法来测量其直径、高度和密度等参数。
对于林下植物和地上生物量,可以使用称重器或其他方法来测量其质量。
对于根系,可以使用洗根法或其他方法来测量其干重。
5.数据分析和碳储量估算:根据测量到的数据,可以使用各种公式和模型来估算样地内的生物量和碳储量。
这可以包括使用树木的直径、高度和树种等参数来估算树木的生物量和碳储量,使用林下植物和地上生物量的质量来估算样地内的林下植物和地上生物量的碳储量,使用根系的干重来估算样地内的根系的碳储量等。
6.碳储量估算和结果报告:根据数据分析的结果,可以计算出每个样地内的生物量和碳储量,并总结整个研究区的碳储量情况。
将结果以报告或研究论文的形式汇报,并提供数据和方法的详细说明,以便其他人复制和验证研究结果。
基于IPCC法估算森林植被储碳量技术研究
基于IPCC法估算森林植被储碳量技术研究
森林植被是地球上最重要的陆地碳储存库之一,对于减缓全球气候变化和保护生态环境具有重要意义。
对森林植被储碳量的准确估算至关重要。
基于国际气候变化委员会(IPCC)的方法,可以对森林植被储碳量进行科学的估算和评估。
基于IPCC方法估算森林植被储碳量的关键是建立一个合理的估算模型。
需要收集大量的森林采样数据,包括森林类型、植被类型、树木种类、树木高度、胸径等信息。
然后,使用这些数据建立一个具有代表性的森林植被储碳量估算模型。
在建立模型时,需要考虑到不同森林类型和植被类型的差异性。
不同的森林类型具有不同的生态特征和生长环境,因此其植被储碳量也存在差异。
不同的植被类型对碳储量的贡献也不同,例如乔木、灌木、草本等植被类型的碳储量差异较大。
在模型的构建过程中,还需要考虑到树木的生长年限和生长速度。
因为树木的生长速度会直接影响其储碳量的变化。
通常情况下,生长速度较快的树木储碳量相对较高。
在进行森林植被储碳量的估算时,还需要考虑到不同因素对储碳量的影响。
气候条件对森林植被生长和储碳量的影响是重要的因素之一。
同时还需要考虑到土壤条件、光照条件等因素对植被储碳量的影响。
基于IPCC方法估算森林植被储碳量的研究可以提供宝贵的参考数据和科学依据,对于制定森林保护和气候变化应对政策具有重要意义。
在实践中,还需要进一步完善和优化该方法,以提高对森林植被储碳量的估算精度和准确性。
还可以结合遥感技术等其他方法,进一步提高估算效果,为森林管理和保护提供更科学的决策支持。
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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 硕士课程论文课程名称:森林资源监测与评价院系:林学院专业:___ __森林经理学学号: 020******* 学生姓名:徐辉 ___ 指导教师:郭孝玉二0一六年六月基于样地调查的森林碳储量估算方法评述摘要:森林在降低大气CO2含量和减缓全球气候变暖趋势方面起着非常重要的作用。
估算森林的碳储量以及分析和评价森林不同碳库的组成和动态变化已成为目前生态学关注的热点之一。
本文从三个方面对基于样地调查的森林碳储量估算方法进了分析和综述,并对各方法进行简单评价,以期为森林碳储量的科学估算提供理论参考。
关键词:样地调查;碳储量;估算方法A review on the estimation methods of forest carbon storagebased on sample-plot surveyAbstract:Forest plays an important role in reducing the carbon dioxide concentration in a tmosphere and slowing the tendency of global warming.Therefore,estimating the carbon storage of forest ecosystems has been a hot pot in ecological research field. This paper an alyzes and summarizes the estimation methods of forest carbon storage based on sample-plot survey from three aspects, and makes a simple evaluation of each method, in order to provide a theoretical reference for the scientific estimation of forest carbon carbon storage. Key words:sample-plot survey;carbon storage;estimation methods森林是陆地生态系统的主体,森林碳储量占陆地碳储量的70%~80%[1],在全球碳循环中起着重要作用。
1997年通过的《京都议定书》要求工业化国家减少温室气体的排放,并通过造林增加固碳量用来抵消部分CO2的排放[2],这使得国际社会越来越重视森林碳汇功能。
目前,森林碳储量的估测方法主要包括:样地调查法、通量观测法、模型模拟法、遥感估算法和树木年轮法[3],其中样地调查法是一种较为传统的估算森林碳储量方法。
本文从三个方面对基于样地调查的森林碳储量估算方法进行介绍,并对各方法进行简单评价,以期为森林碳储量的科学估算提供理论参考。
1 基于样地调查的森林植被碳储量估算1.1 乔木层碳储量估算基于样地调查的森林乔木层碳储量估算是通过对森林进行高密度样地调查,来获取森林调查数据(如树种、垂直结构、林分高度和林分密度等),然后建立树种单木异速生长方程,从而测算各级尺度乔木层生物量,最后乘以生物量中碳含量百分比来估算乔木层碳储量。
运用较广的方法有4种,分别为平均生物量法(MBM)、生物量扩展因子法(BEFM)、连续生物量扩展因子法(CBEFM)和IPCC法。
1.1.1 平均生物量法(MBM)平均生物量法是指基于野外实测样地的平均生物量与该类型森林面积来求取森林生物量的方法[4]。
其具体测算生物量的公式为:B=B̅A,式中:B̅是平均生物量密度,A是森林面积.该方法在点的测算精度较高,适用于小面积林分的测算,大面积森林生物量测算难以保证结果的准确性。
1.1.2生物量扩展因子法(BEFM)在早期生物量研究中,利用林分生物量与木材材积比值的平均值,乘以该森林类型的总蓄积量,得到该类型森林的总生物量[5]。
其具体测算生物量的公式为:B=V·BEF,式中:V为树干材积;BEF为林分生物量与木材材积的转换因子。
Brown等[6]基于该方法,采用由联合国粮农组织提供的主要森林类型蓄积量资料,估算了全球森林地上生物量,指出热带郁闭森林和非郁闭森林的平均地上生物量分别为150和50t/hm2。
与实际资料相比,该估算结果对于非郁闭森林较好,而对于郁闭森林则误较大。
说明将BEF取作常数不符合实际情况,不能用于精确估算大尺度森林生物量。
1.1.3连续生物量扩展因子法(CBEFM)为了克服将BEF取作常数的不足,Ban等[7]利用幂指数函数来表示BEF与林分材积(x)的关系,即BEF=ax-b,式中:a、b为常数。
但将这种由实测资料建立的BEF值与材积的关系推广到处理大尺度的森林资源清查资料时,存在严重的数学推理困难,即难以实现由样地调查到区域推算的尺度转换。
换句话说,理论上,不能利用该式估算区域尺度的森林生物量[8]。
方精云等[9]基于地面调查数据,利用一次导数关系式来测算BEF,称之为CBEF,其计算公式为:BEF=a+b/x,式中:a和b是表示特定森林类型或森林组的常数。
相关研究表明,这一简单的数学关系符合生物的相关生长理论,几乎适合所有的森林类型,具有普遍性,可实现由样地调查向区域推算的尺度转换。
Guo等[10]通过对中国主要森林类型的补充调查,对相关方法的测算参数进行了更新。
1.1.4 IPCC法IPCC法是通过商用蓄积量,借助一个转换因子,来测算地上生物量及其变化方法[11]。
其应用主要是通过以下两个途径:一是通过立木蓄积、蓄积年净增加量或木材采伐量中的商品材材积(干质量)来推算树木、林分和森林的非商品材蓄积量,这时转换因子(BEF)是没有量纲的质量转换系数。
在应用BEF之前,必须乘以基本木材密度(D),将商品材材积转换为干质量。
如应用区域的基本木材密度是已知的,由于BEF决定于干质量,因此这种方法的应用效果很好。
二是利用转换参数(BCEF),直接将立木蓄积、蓄积年净增加量或木材采伐量转换为地上生物量、地上生物量增长量或生物量消耗量。
这样可以更加方便的直接应用森林调查数据和日常经营记录,而不需借助基本木材密度。
当BCEF由应用区域的商品材材积确定时,将会有很好的应用效果。
但在用BCEF=BEF·D测算BCEF时,应注意基本木材密度和生物量转换因子是相关的。
如果用同一批样木来确定D、BEF或BCEF时,转换不会引入误差。
然而,当基本木材密度不确定时,转换可能会引起误差,导致BCEF对应一个确定的基本木材密度。
理想情况下,所有转换和扩展因子应测算出来或经过应用区域的适用性检验。
IPCC在其技术报告中,给出了森林生物量的详细测算标准,并定义了第1~3层的测算因子和扩展系数。
通常,采用更高层的方法可提高调查的精确性,减少不确定性,但更高层的方法也意味着复杂性和调查所需资源的增加。
有些情况下,可采用多层方法的组合,如用第2层方法测算生物量,用第1层方法测算土壤碳储量。
但在我国利用IPCC法估算森林生物量,还存在一些问题,如我国森林资源清查没有对被管理的或受人为干扰森林的有关信息进行统计。
同时IPCC提供的默认参数,多来自欧洲和北美,不适用于我国的情况,尽管我国已经开展了许多研究工作,测定了大量的数据,但大多数参数的不确定性仍很高[12]。
1.2 灌木层、草本层碳储量估算1.2.1 收获法基于样地调查的灌木层、草本层碳储量的测定主要采用“收获法”,这种“收获法”可以基于整个调查样地尺度,也可以在样地内设置标准小样方进而推算整个样地灌草层碳储量。
前者对生态系统破坏较大,并且要消耗大量的人力、财力以及时间,在灌草层碳储量估算中应用较少;后者虽然在一定程度上减少了人力、财力以及时间的消耗,但如何确定标准小样方的大小以及数量进而减小推算过程中的误差又是一大难点,杨昆等[13]研究了在控制误差内测定森林林下植被生物量时应选择的最佳样方大小和数量,得出2m×1m的最佳样方面积,而10个这样的标准小样方能把标准误差控制在生物量平均值的10%以内。
1.2.2 模型法模型法是通过地径、株高和冠幅等因子建立灌木的生物量模型来估算灌木的生物量,然后乘以各灌木含碳率进而求算灌木碳储量。
目前,对对灌木生物量模型的研究相对较少,曾慧卿等[14]采用模型分析法研究了千烟洲试验站白马骨、美丽胡枝子、三叶赤楠、黄栀子四种灌木生物量与地径D、高度H、冠幅C的相关关系,并建立了相对应的生物量模型。
路秋玲等[15]曾在估算瓦屋山林场森林碳储量中探索灌草层和乔木层之间的关系,发现二者显著相关,并得出二者之间的函数关系式。
该方法所建立的估算模型区域性较大,即对研究区灌草层碳储量估算结果会相对精确,但超出研究区范围时需要对模型的适用性进行检验。
2 基于样地调查的枯落物、粗木质残体及根系的碳储量估算2.1 枯落物碳储量估算森林枯落物碳储量的估算一般用网袋法或平衡法先估算出其生物量,然后再通过碳含量转换系数来估算。
刘刚等[16]用网格法对东莞市森林分布图进行2 km X 2km网格铺设,并对每个网格内有林面积大于(或等于)网格面积30%的网格作为一个研究单元(反之则舍弃),共选出192个研究单元作为研究对象对东莞市主要森林群落凋落物碳储量进行了估算。
这种方法通过实测数据获得了较高的可信度,但此方法费时费力,有一定的局限性。
平衡法是利用林分类型的生物量模型进行推算,它反映了林分的历史平均水平,比用网袋法得到的结果更具代表性和实际意义,但估算精度难以保证[17]。
2.2 粗木质残体碳储量估算研究表明粗木质残体是森林生态系统中的重要组分,在成熟森林中其往往占地上部分生物量的10%~20%[18]。
但这一组分往往被忽略。
关于枯倒木碳储量测定方法的研究不多,一般利用样方法。
孙秀云[19]利用红外气体分析法测定了东北部山区典型温带天然次生林中11个主要树种的CO2通量及其相关环境因子。
但是由于该碳库的碳储量很小,一般情况下忽略不计。
2.3 根系碳储量估算常见的测定根系碳储量的方法包括收获法、钻土芯法、内生长土芯法、平衡法、根观测实验室法、土壤碳平衡法、挖土块法、间接法和微根区管法等[20]。
以上几种方法各有利弊,从最近几年对根系的研究来看,研究方法本身并没有什么创新,只是新技术的应用,使一些方法得到了不同程度的改进.因此,在根系碳储量的研究上需要进一步地探索.3 基于样地调查的土壤碳储量估算基于样地调查的土壤碳储量估算方法较为单一,最常用的是土壤类型法,即在样地中不同部位挖取一定数量的土壤坡面,按照不同土壤厚度利用环刀分层取样,然后带回实验室进行土壤碳含量测定,据此推算整个样地土壤碳储量。