CN110032611A - 一种碳汇计量监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳汇计量监测方法，所述的碳汇计量检测方法包括数据源选择、抽样设计、土地利用及其变化信息获取、碳汇计量步骤。本发明利用已有的森林资源调查成果数据和相关的各种林业监测数据，并付诸增设地面样地调查，按照LULUCF活动的要求，一是实现对土地利用类型分布及其变化信息的监测，获取各类土地利用活动变化边界信息（类型、面积），使得土地利用类型变化的边界清晰；二是获取基于LULUCF活动变化引起的土地利用类型变化的属性信息；三是实现由LULUCF活动引起的土地利用类型变化信息导致的碳储量和变化量的计量监测，进行不确定性分析，得到监测成果。

Description

一种碳汇计量监测方法

技术领域

本发明属于地理科学技术领域，具体涉及一种碳汇计量监测方法。

背景技术

碳汇，是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被和土壤中，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。森林碳汇是指森林植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中，从而减少该气体在大气中的浓度。土壤是陆地生态系统中最大的碳库，在降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖中，具有十分重要的独特作用。掌握土地利用、土地利用变化与林业活动引起的碳汇量变化情况，对应对气候变化工作、国际涉林谈判议题、参与碳交易提供基础支撑是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳汇计量监测方法。

本发明的目的是这样实现的，所述的碳汇计量检测方法包括数据源选择、抽样设计、土地利用及其变化信息获取、碳汇计量步骤，具体包括：

A、数据源选择：按照数据质量和精度就高不就低的原则、数据来源就多不就少的原则、数据时间同期同时相的原则选择数据源；

B、抽样设计：在待检地区以公里格网作为抽样单元，以公里格网中心点为抽样点，通过抽样点的属性特征值进行统计，布设样地形成设计方案；

C、土地利用及其变化信息获取：以待检地区森林资源二类调查数据和林地一张图数据为基础数据，结合第二次湿地资源调查数据和碳汇专项补充调查数据，利用GIS技术及数据库对图斑属性数据进行更新，以获取土地利用及其变化信息；

D、碳汇计量：按生物量碳库的变化和土壤碳库的变化计算得到年度碳库变化。

本发明利用已有的森林资源调查成果数据和相关的各种林业监测数据，并付诸增设地面样地调查，按照LULUCF活动的要求，一是实现对土地利用类型分布及其变化信息的监测，获取各类土地利用活动变化边界信息（类型、面积），使得土地利用类型变化的边界清晰；二是获取基于LULUCF活动变化引起的土地利用类型变化的属性信息；三是实现由LULUCF活动引起的土地利用类型变化信息导致的碳储量和变化量的计量监测，进行不确定性分析，得到监测成果。

附图说明

图1为检测样地分布示意图；

图2为获取各类土地利用活动变化边界信息示意图；

图3为基于LULUCF活动变化引起的土地利用类型变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的碳汇计量检测方法包括数据源选择、抽样设计、土地利用及其变化信息获取、碳汇计量步骤，具体包括：

A、数据源选择：按照数据质量和精度就高不就低的原则、数据来源就多不就少的原则、数据时间同期同时相的原则选择数据源；

B、抽样设计：在待检地区以公里格网作为抽样单元，以公里格网中心点为抽样点，通过抽样点的属性特征值进行统计，布设样地形成设计方案；

C、土地利用及其变化信息获取：以待检地区森林资源二类调查数据和林地一张图数据为基础数据，结合第二次湿地资源调查数据和碳汇专项补充调查数据，利用GIS技术及数据库对图斑属性数据进行更新，以获取土地利用及其变化信息；

D、碳汇计量：按生物量碳库的变化和土壤碳库的变化计算得到年度碳库变化。

所述的生物量碳库变化包括活生物量碳库变化和死有机物质中的碳库变化。

所述的活生物量碳库变化包括保持原土地利用类别不变的生物量碳变化和转化为另一种土地利用类型的生物量碳变化。

所述的原土地利用类别不变的生物量碳变化的计算是采用时间t1和t2间的生物量碳库差额，除以相应时间段，计算公式如下：

其中：

A、对应土地类型为森林，则其乔木层地上与地下生物量采用下式来计算：

B、对应土地类型为森林，其非乔木层（下层植被）活生物量碳库测算方法

非乔木层生物量碳库测算方法可选用以下两种方法处理，一方面是分别气候区、森林植被类型非乔木层生物量密度参数进行计算；另一方面是通过建立的非乔木层生物量与乔木层生物量（蓄积量）相关模型，通过乔木层生物量计算出对应的非乔木层植被生物量碳储量，两计算公式分别为：

式中：

乔木层生物量碳变化量与非乔木层生物量碳之代数和，即可获得没有发生地类变化的土地类型活生物量碳变化量，计算公式如下：

。

所述的转化为另一种土地利用类型的生物量碳变化的计算是采用平均变化量进行计算，其计算公式如下：

式中：

。

所述的死有机物质中的碳库变化包括保持土地利用类别不变的土地死有机质碳库变化和转化为另一种土地利用类型的死有机质碳库变化。

所述的死有机物质中的碳库变化包括保持土地利用类别不变的土地死有机质碳库变化的计算公式如下：

式中：

在计算死有机质碳库变化中，在相应区域（省级）尺度，对枯死木和枯落物碳库使用同样的公式，但分别计算其相应的值，

采用库-差别方法计算枯死木或枯落物碳库的年度变化：

式中：

简化计算方法可针对所有土地利用类别的枯死木和枯落物碳库，在相同的土地利用类别中它们的库不会随时间而变化，可近似认为碳库变化为零。

所述的转化为另一种土地利用类型的死有机质碳库变化的计算公式如下：

式中：

。

所述的土壤碳库的变化计算公式如下：

式中：

＝土壤碳库的年度变化，吨碳/年

＝监测时当年的土壤碳库，吨碳

＝监测土地利用变化起点时的土壤碳库，吨碳（具体方法见SOC公式）

T＝一个单独监测时期的年数，年

D＝土壤碳库变化系数的时间，即平衡的SOC值间转移的缺省时间段，年，通常是20年。如果T超过D，使用T值获得监测期间的年度变化率（0-T年）。

c=表示气候带（气候区、植被类型区等）

s＝表示土壤类型

i＝表示某种土地管理方式（如农田上的不同耕作方式）

SOC_参考＝参考碳库，吨碳/公顷（可以利用相应区域、植被和土壤类型的碳储量作为参考参数）

＝特定土地利用下土壤碳库变化因子，无量钢

＝土地管理制度下的土壤碳库变化因子，无量钢

＝输入土壤有机质的土壤碳库变化因子，无量纲

＝监测土壤类型的土地面积，公顷。

Claims (9)

1.一种碳汇计量检监测方法，其特征在于所述的碳汇计量检测方法包括数据源选择、抽样设计、土地利用及其变化信息获取、碳汇计量步骤，具体包括：

A、数据源选择：按照数据质量和精度就高不就低的原则、数据来源就多不就少的原则、数据时间同期同时相的原则选择数据源；

B、抽样设计：在待检地区以公里格网作为抽样单元，以公里格网中心点为抽样点，通过抽样点的属性特征值进行统计，布设样地形成设计方案；

C、土地利用及其变化信息获取：以待检地区森林资源二类调查数据和林地一张图数据为基础数据，结合第二次湿地资源调查数据和碳汇专项补充调查数据，利用GIS技术及数据库对图斑属性数据进行更新，以获取土地利用及其变化信息；

D、碳汇计量：按生物量碳库的变化和土壤碳库的变化计算得到年度碳库变化。

2.根据权利要求1所述的碳汇计量监测方法，其特征在于所述的生物量碳库变化包括活生物量碳库变化和死有机物质中的碳库变化。

3.根据权利要求2所述的碳汇计量监测方法，其特征在于所述的活生物量碳库变化包括保持原土地利用类别不变的生物量碳变化和转化为另一种土地利用类型的生物量碳变化。

4.根据权利要求3所述的碳汇计量监测方法，其特征在于原土地利用类别不变的生物量碳变化的计算是采用时间t1和t2间的生物量碳库差额，除以相应时间段，计算公式如下：

其中：

A、对应土地类型为森林，则其乔木层地上与地下生物量采用下式来计算：

B、对应土地类型为森林，其非乔木层（下层植被）活生物量碳库测算方法

非乔木层生物量碳库测算方法可选用以下两种方法处理，一方面是分别气候区、森林植被类型非乔木层生物量密度参数进行计算；另一方面是通过建立的非乔木层生物量与乔木层生物量（蓄积量）相关模型，通过乔木层生物量计算出对应的非乔木层植被生物量碳储量，两计算公式分别为：

式中：

乔木层生物量碳变化量与非乔木层生物量碳之代数和，即可获得没有发生地类变化的土地类型活生物量碳变化量，计算公式如下：

。

5.根据权利要求3所述的碳汇计量监测方法，其特征在于所述的转化为另一种土地利用类型的生物量碳变化的计算是采用平均变化量进行计算，其计算公式如下：

式中：

6.根据权利要求2所述的碳汇计量监测方法，其特征在于所述的死有机物质中的碳库变化包括保持土地利用类别不变的土地死有机质碳库变化和转化为另一种土地利用类型的死有机质碳库变化。

7.根据权利要求6所述的碳汇计量监测方法，其特征在于所述的死有机物质中的碳库变化包括保持土地利用类别不变的土地死有机质碳库变化的计算公式如下：

式中：

在计算死有机质碳库变化中，在相应区域（省级）尺度，对枯死木和枯落物碳库使用同样的公式，但分别计算其相应的值，

采用库-差别方法计算枯死木或枯落物碳库的年度变化：

式中：

简化计算方法可针对所有土地利用类别的枯死木和枯落物碳库，在相同的土地利用类别中它们的库不会随时间而变化，可近似认为碳库变化为零。

8.根据权利要求6所述的碳汇计量监测方法，其特征在于所述的转化为另一种土地利用类型的死有机质碳库变化的计算公式如下：

式中：

。

9.根据权利要求1所述的碳汇计量监测方法，其特征在于所述的土壤碳库的变化计算公式如下：

式中：

＝土壤碳库的年度变化，吨碳/年

＝监测时当年的土壤碳库，吨碳

＝监测土地利用变化起点时的土壤碳库，吨碳（具体方法见SOC公式）

T＝一个单独监测时期的年数，年

D＝土壤碳库变化系数的时间，即平衡的SOC值间转移的缺省时间段，年，通常是20年，

如果T超过D，使用T值获得监测期间的年度变化率（0-T年）；

c=表示气候带（气候区、植被类型区等）

s＝表示土壤类型

i＝表示某种土地管理方式（如农田上的不同耕作方式）

SOC_参考＝参考碳库，吨碳/公顷（可以利用相应区域、植被和土壤类型的碳储量作为参考参数）

＝特定土地利用下土壤碳库变化因子，无量钢

＝土地管理制度下的土壤碳库变化因子，无量钢

＝输入土壤有机质的土壤碳库变化因子，无量纲

＝监测土壤类型的土地面积，公顷。