区域尺度上森林生态系统碳储量的估算方法分析

提高森林生态系统碳储量估算的精度,在全球碳循环和气候变化研究中具有重要意义。从生物量和净初级生产力角度出发,综述了中国森林生态系统碳储量估算的主要方法及手段,阐述了综合遥感、地面观测数据及生态系统过程模型来研究特定区域特定时段森林生态系统碳循环及碳储量的必要性,探讨了我国森林生态系统碳储量研究的发展趋势和亟待解决的一些问题。     

森林生态系统碳通量遥感估算中若干问题的探讨

森林生态系统碳通量是判定森林是CO₂源/汇的标准, 其准确估算对碳循环研究具有重要的意义。针对森林生态系统碳通量的遥感研究处于起步阶段, 还有很多问题值得我们去探索。文中较系统地总结了有关碳通量的3种主要研究方法——样地清查法、通量观测法和模型模拟法; 重点分析了碳通量遥感估算中存在的问题, 主要有模型的全遥感化、尺度扩展和模型的不确定性等, 并对如何解决这些问题提出了粗浅的看法, 展望了一个全遥感化的森林生态系统碳通量模型, 希望对相关研究的开展有一些促进作用。     

中国森林生态系统碳平衡研究

森林生态系统是陆地生态系统的主体, 它不仅具有改善和维护区域生态环境的功能, 而且在全球碳平衡中起着巨大的作用, 充分发挥森林的固碳能力关系到能否降低大气CO₂浓度和抑制全球变暖趋势。文中就我国森林生态系统固碳功能和碳储量的研究进行了概括, 并对未来森林生态系统碳循环研究提出一些看法。     

森林生态系统碳储量研究方法综述

森林生态系统作为地球上陆地碳的主要储存库,在全球碳循环中发挥着重要作用。随着《京都议定书》生效和哥本哈根联合国气候变化会议的召开,森林固碳功能越来越受到重视。精确估算森林生态系统的碳储量,已成为森林生态系统碳循环的热点问题之一。研究在查阅文献的基础上,对森林生态系统碳储量主要研究方法：生物量清单法、微气象学法、蓄积量法、生物量回归模型、模型法和遥感估算法进行了评述,提出了该领域研究中存在的问题,指出了今后的研究方向。     

四川省草地生态系统碳储量估算

草地生态系统在全球碳循环中起着极为重要的作用。但是实测数据十分匮乏。利用2008年四川省草原地面调查数据,以及卫星遥感数据,对2008年四川省草地的碳储量进行了估算。主要结论如下:四川省草地总面积约为20.38×104km2,2008年四川省草地总有机碳为2 302.97 Tg,其中地上生物量有机碳为15.54 Tg,地下生物量碳为104.45 Tg,地下根系储存的碳是地上碳储量的6倍多,四川省草地土壤有机碳为2 182.98 Tg。土壤储存的碳是植被的19倍多。     

基于GA-BP神经网络的雷竹林CO2浓度反演

【目的】研发竹林气象因子采集系统,分析雷竹林CO₂浓度与温湿度等气象因子之间的关系,探讨基于GA-BP神经网络的雷竹林CO₂浓度反演模型（简称GA-BP模型）,为竹林碳储量、竹林增汇、竹林固碳能力等研究提供基础数据。【方法】根据微气象学相关原理、方法及森林碳通量动态感知的需求,设计基于嵌入式的森林碳通量数据远程实时监测系统,该监测系统以成熟雷竹林为监测对象,进行为期2个月（2019年10—11月）的气象数据监测;在此基础上,提出GA-BP模型。【结果】根据GA-BP模型和BP模型反演的结果可知：GA-BP模型反演结果的决定系数R²为0.86,比BP模型的R²（0.79）提高了0.07;平均绝对误差为8.12 mg·m^-3,比BP神经网络下降2.79 mg·m^-3。GA-BP模型相较于BP网络具有更稳定的反演性能和更高的反演精度。【结论】可以利用竹林气象因子采集系统获取相关气象数据;基于CO₂浓度与温湿度等气象因子之间的相关性,本研究提...     

森林生态系统碳蓄积研究方法进展

作为陆地生态系统的主体,森林生态系统的碳循环与碳蓄积对研究陆地生态系统碳循环起着重要作用.生物量、生产力、土壤有机质以及凋落物量及其分解等相互关系决定了森林生态系统的碳库量和碳交换量.本文简单地介绍了在碳蓄积研究中森林生物量和生产力的几种研究方法,并对研究过程中的问题(大尺度生物量的精确估算,地下生物量的研究,森林生态系统土壤碳库估算)进行了探讨.     

森林生态系统碳储量估算方法研究进展

基于植被碳储量和土壤碳储量2方面综述森林生态系统碳储量的定量研究方法．土壤碳储量估算方法主要有土壤类型法、生命带法、GIS估算法等;植被碳储量估算方法主要有样地清查法、模型模拟法、遥感估算法3种;未来的森林碳储量研究将采用更高精度的遥感数据并要求多种方法的综合运用以提高估测精度．     

基于遥感信息的森林生物量、碳储量估测技术研究

利用遥感数据结合地面调查建立模型是定量评价森林生物量、碳储量的重要手段、以遥感数据及GIS易于获取的地学因子为主要信息源,应用逐步回归方法选取与森林生物量相关的7个遥感及地学因子为自变量,利用地面样地每木胸径调查数据结合生物量相对生长式获取样地生物量作为因变量,建立多元回归模型用于估测森林生物量．森林碳储量通过森林生物量结合碳转换系数获取、经方差分析检验,模型达到极显著相关水平．研究结果袁明,这一方法是获取较大尺度森林生物量、碳储量及其动态变化监测的有效方法．     

大兴安岭呼中森林大火碳释放估算

森林火灾不仅破坏森林生态系统,还向大气中释放了大量含碳温室气体,影响碳循环。对林火碳释放进行有效地估算,可以更加深入了解林火对碳循环的作用。利用卫星遥感影像,分析了2010年6月大兴安岭呼中森林大火后植被指数变化,对火烧程度进行了分级,结合野外火烧迹地调查和可燃物含碳率,估算出不同火烧等级、不同植被类型林火过火面积、火烧消耗可燃物量和释放碳量。结果表明:此次大兴安岭呼中森林大火总过火面积为5 812.4hm2,消耗可燃物总量76 742.51t,释放碳34 534.13t,其中落叶松林和针阔混交林释放碳量分别为14 934.16和19 599.97t。     

国外森林地上部分碳汇遥感监测方法综述

森林的碳汇功能对缓解气候变化具有重要作用, 森林碳汇的计量和监测方法备受关注, 其中应用遥感方法对森林地上部分碳汇进行监测计量已经成为目前林业遥感的热点。文中基于光学遥感、微波雷达和激光雷达3种常用的遥感数据源综述了国外森林地上部分碳汇遥感监测的主要方法, 并讨论了这些监测方法的精度和不确定性。得出:1)基于光学遥感数据的多元回归分析法在森林地上部分碳汇估算中应用最为广泛, 人工神经网络法具有更高的估算精度; 2)微波雷达系统能够穿透云层, 可用于多云地区森林地上部分碳汇的估算; 3)基于激光雷达数据的估算结果是三者中精度最高的, 可用于高生物量地区森林地上部分碳汇的监测。     

云南高黎贡山自然保护区森林碳储量估测方法的研究

采用印度遥感卫星数据,以云南省高黎贡山自然保护区阔叶林为主要研究对象,建立森林蓄积量估测模型,再利用生物量和蓄积量的线性回归方程以及国际上常用的碳转化率,对研究区域阔叶林小班的碳储量进行了估测。     

基于森林碳汇视角的能源消费可持续性研究

能源燃烧释放的CO₂已被认为是温室效应的最直接原因, 但森林生态系统的储碳效应在很大程度上延缓了CO₂直接排放于大气的过程, 因而考虑两者之间的内在联系更加有利于实现能源可持续消费。文中利用能源生态足迹方法, 以2007年市场一般均衡状态下的真实能源中间投入与商品进出口数据为基础, 估算各部门中间投入能源足迹以及最终商品消费内含能源足迹, 全面地核算当年我国的能源生态足迹, 并且估算当年的森林生态系统碳汇功能承载力, 从而为判断我国能源消费是否具有可持续性提供依据。结果显示:2007年我国能源生态足迹远远大于森林生态系统的碳汇功能承载力; 从静态角度分析, 我国当年的能源消费不具有可持续性; 随着能源消费量增加, 能源生态足迹将进一步扩大, 而森林生态系统的碳汇功能承载力基本保持不变甚至有小幅下降。因此, 降低能源碳排放将是中国实现能源可持续消费的关键目标。     

森林生态系统碳循环研究的模型方法

森林生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要内容,碳循环模型已成为研究森林碳循环的必要方法.其中气候变化、大气CO2 浓度上升及CH4的生成导致森林生态系统在结构、功能、组成和分布等方面的变化及其反馈关系对森林生态系统碳循环的影响是模型模拟的关键问题.碳循环模型可用经验模型、机理模型和混合模型的建模方法.目前森林生态系统碳循环模型的发展趋势为:综合生物地理模型和生物地球化学模型的特点建立区域动态碳循环模型;从单一碳循环模拟向碳、氮、磷等多种元素循环相耦合的模拟;碳循环模型与遥感、GIS 技术结合,模拟大尺度的碳循环过程;CH4生成及对森林碳循环的影响方面的研究.     

火干扰对森林碳库影响的量化研究进展

火干扰是森林生态系统的主要干扰因子之一, 会对森林碳储量和碳动态产生重要影响。准确量化火干扰对森林中各碳库的影响程度, 对国家及全球碳预算具有重要意义。文中对国内外火干扰下森林碳储量的研究现状、研究方法和研究内容进行了综述。大量研究表明, 燃烧效率、火烧烈度等关键因子的准确量化是精确估算火干扰对森林碳储量影响的基础, 火烧样地调查与遥感反演法和模型模拟法的综合运用有利于精确量化火干扰下的森林碳库, 各种火烧数据源的同化处理是准确揭示火干扰对森林碳库影响的重要保证。在此基础上, 提出一些更加准确量化火干扰对森林碳储量影响的研究途径, 并对未来的研究方向进行了展望。     

Carbon fluxes and their response to environmental variables in a Dahurian larch forest ecosystem in northeast China

The Dahurian larch forest in northeast China is important due to its vastness and location within a transitional zone from boreal to temperate and at the southern distribution edge of the vast Siberian larch forest. The continuous carbon fluxes were measured from May 2004 to April 2005 in the Dahurian larch forest in Northeast China using an eddy covariance method. The results showed that the ecosystem released carbon in the dormant season from mid-October 2004 to April 2005, while it assimilated CO2 from the atmosphere in the growing season from May to September 2004. The net carbon sequestration reached its peak of 112 g.m^-2.month ^-1 in June 2004 （simplified expression of g （carbon）.m^-2.month^-1） and then gradually decreased. Annually, the larch forest was a carbon sink that sequestered carbon of 146 g-m^-2.a^-1 （simplified expression of g （carbon）.m^-2.a^-1） during the measurements. The photosynthetic process of the larch forest ecosystem was largely affected by the vapor pressure deficit （VPD） and temperature. Under humid conditions （VPD 〈 1.0 kPa）, the gross ecosystem production （GEP） increased with increasing temperature. But the net ecosystem production （NEP） showed almost no change with increasing temperature because the increment of GEP was counterbalanced by that of the ecosystem respiration. Under a dry environment （VPD 〉 1.0 kPa）, the GEP decreased with the increasing VPD at a rate of 3.0 μmol.m^-2.s^-1kPa -1 and the ecosystem respiration was also enhanced simultaneously due to the increase of air temperature, which was linearly correlated with the VPD. As a result, the net ecosystem carbon sequestration rapidly decreased with the increasing VPD at a rate of 5.2 μmol.m^-2.s-1.kPa^-1. Under humid conditions （VPD 〈 1.0 kPa）, both the GEP and NEP were obviously restricted by the low air temperature but were insensitive to the high temperature because the observed high temperature value comes within the category of the optimum range.