[发明专利]基于生态过程模型的林业碳计量方法

说明书

技术领域

本发明属于测量领域，具体涉及一种基于生态过程模型计量碳含量的方法。 

背景技术

碳含量的计量关系到具体或宏观区域碳储量计量、以及针对国际碳排放条约制定排放清单，准确的碳含量计量是主要的手段。然而，实验观测都只能在某一特定尺度上反映生态系统过程的变化，例如某一时间点对样地的碳储量计量（周志勇.百花山自然保护区森林群落碳储量计算方法的研究，西北农林科技大学学报2012年11月）。因此，仅仅依靠实验和观测的手段较难揭示生态系统过程中不同主控因素之间相互作用的潜在机理及其时空分布的格局。 

生态模型在近几十年得到了较大的发展，模型的开发和使用弥补了实验观测在机理研究上的不足，有利于更加全面的了解生态系统过程与气候和土壤之间的相互关系。根据不同尺度，不同手段的模型，总的来说可以分为以下几类：1）基于生长收获的模型，例如使用仿真动态模型的方法（吴金友.辽宁省森林植被碳储量动态仿真模型研究，东北林业大学博士论文2010）；2）过程模型，（基于遥感和碳循环过程模型估算土壤有机碳储量，周涛等，遥感学报2007年）；3）利用遥感估算生产力的模型（中国陆地植被净初级生产力遥感估算，朱文泉等，植物生态学报，2007年）。 

对于样地发生砍伐、栽植、草地抛荒等干扰过程，现有技术尚不能准确计量。在此基础上得出的碳排放清单可信度也受到影响。干扰在生态系统的动态变化过程中发挥着重要作用，可以分为自然干扰和人为干扰。自然干扰主要包括干旱、虫害、火灾、风灾、地震灾害以 及泥石流等造成的影响。人为的干扰主要表现在土地利用方式的变化，森林的砍伐，放牧，工业污染等。目前陆地上80%的生态系统都已经受到了来自人类和自然的各种干扰，随着人类社会经济的迅速发展，特别是近代以来人类对自然生态环境掠夺式的开发和利用，使得人为干扰要远远大于自然条件下的各种灾害的干扰强度。近年来，对干扰的研究成为国内外生态系统研究领域的热点之一。干扰特征由干扰类型决定，一般可以用干扰频率、恢复速率、干扰事件的影响的空间范围来描述。另外，对干扰的模拟还需要考虑不同的尺度下的影响。大尺度的干扰事件会掩盖小尺度事件。 

在生态过程模型中模拟干扰事件对生态系统的影响，也是目前模型发展需要考虑的一个重要方面。从某种程度上讲，模型中加入干扰才能更接近于现实的生态系统。但是由于干扰的类型、强度、以及干扰后生态系统的恢复状态和速度都具有较大的不确定性，因而对干扰的模拟也一直是一个难题。 

发明内容

针对现有碳储量计量领域的不足之处，从生态过程的机理出发，充分考虑了气候与环境条件对生态系统的影响。尤其在当前全球气候变化的背景下，基于过程模型的为森林碳计量弥补了传统计量方式的不足，能够更加全面、详细的反映森林生态系统过程的变化，并为进一步合理有效的进行森林经营提供了新的手段。因此，本发明目的是提供一种基于生态过程的林业碳的计量方法。 

实现本发明上述目的的具体技术方案为： 

一种基于生态过程模型的林业碳计量方法，其包括以下步骤： 

S1  测定植物生理参数：针对清查样地，获取样地内优势树种不同部位的碳氮比参数，以及优势树种的比叶面积指数，原位测定优势树种的光合呼吸生理参数； 

S2  设定空间插值：统计降雨，最大温度，最小温度，相对湿度， 日照时数的数据，根据数据建立辐射传输模型，得到林业碳计量模型所需的气候驱动； 

S3  建立林业碳计量模型：建立林业碳与碳氮比参数、比叶面积指数、光合呼吸生理参数关联的林业碳计量模型； 

S4  建立干扰模块：根据土地利用图和遥感数据的结合、或依据森林砍伐数据；确定干扰较大的区域，由干扰较大区域的生物量变化数值，代入干扰模块；在林业碳计量模型模拟时，根据生物量变化数值进行参数化和碳库的初始化； 

S5  模型初始态确定：结合多期森林的清查数据和对应的图斑信息，建立生物量空间扩展方程，计算图斑中根、干、枝、叶、土壤的初始化信息，作为S3建立的林业碳计量模型的初始态； 

其中，所述S1中原位测定光合呼吸生理参数，是无损测量植物叶片的光合呼吸生理参数。测量时，采用本领域常规的一起，在植物生长的样地，将仪器的夹具夹在叶片上，测量光合呼吸生理参数。