[发明专利]草地二氧化碳通量预测方法及装置

说明书

本申请实施例提供了一种草地二氧化碳通量预测方法及装置，所述方法包括：实时或定时采集待预测区域的环境数据以及表征所述待预测区域的牧草状态的状态数据；将所述环境数据及状态数据匹配传输至数据库中；自所述数据库中调出所述环境数据及状态数据，并输入至用于预测所述待预测区域的二氧化碳通量等级的预测模型中；基于所述预测模型输出预测的二氧化碳通量等级。本申请的草地二氧化碳通量预测方法可快速高效，且能够实时准确采集与二氧化碳通量相关的数据，并基于该数据实时预测草原二氧化碳通量。

技术领域

本申请实施例涉及二氧化碳通量预测领域，特别涉及一种草地二氧化碳通量预测方法。

背景技术

草地是我国最大的陆地生态系统，具有丰富的碳存储量，草地的碳收支对我国乃至世界陆地生态系统的碳平衡都具有非常重要的影响力，合理的掌握草原碳存储量，有助于我们保护草原生态碳氧平衡，客观估算出草原碳排放的具体现状。

当前草原碳汇评价的计量方法各异，尚未形成统一的标准，草原碳汇二氧化碳通量的评价方法有很多种，包括样地调查与清单、微气象学法、箱法、土壤浓度廓线法等，这些方法已经被广泛应用，只是这些方法要么成本高、消耗劳动力多，要么计算结果比较片面，不够全面反映实际情况，存在一定的不足之处，具体地：

1)涡度相关法

涡度相关法(eddy covariance technique,EC)是目前直接测定大气与群落间CO2交换通量的主要方法，也是国际上CO2和水热通量测定的最常用方法。涡度相关法通过测定大气中湍流运动所产生的风速脉动和物理量脉动，在满足常通量层三个假设条件下，可直接求算能量和物质通量。这种方法需要在某个特定高度上，测量垂直风速和气体密度脉动。

涡度相关法的仪器不仅要对气象参数的脉动有快速响应，而且也要对化学物质的脉动有快速响应，目前的超声风速仪完全可以满足气象参数10Hz采样频率的要求，但现在的化学物质浓度变化传感器很多还不能达到响应要求。因此涡度相关法现在主要应用于水汽、显热和潜热通量,CO2以及03的通量观测。

2)密闭式静态箱—气象色谱法

密闭式静态箱即传统意义上的静态箱。测定碳交换或其他温室气体通量的原理很简单，即用容积和底面积都已知的化学性质稳定的材料制成箱体，插人地面或罩在底座上，每隔一段时间对箱内待测气体的浓度测量一次，根据浓度随时间的变化率来计算被罩地面待测气体的排放通量。这种方法简单易行，造价适中，目前被广泛应用于低矮植被和地表温室气体排放通量的测定。

3)土壤浓度廓线法

假设土壤水平方向浓度均一，则土壤同大气间的气体交换通量可以通过测定土壤

剖面不同深度的目标气体浓度来计算，这种方法称为土壤浓度廓线法。

现有技术方案的主要缺点：

1)涡度相关法的缺点是设备昂贵，且操作过程复杂，在实际观测中，常通量层的3个假设条件往往不能完全满足，必须利用各种方法对观测值进行校正。

2)密闭式静态箱法的明显缺点是：这是一种非稳态箱，箱体对观测对象有扰动，改变了被测表面空气的自然湍流状况，这种改变可能明显影响地面与大气之间微量气体交换过程而使测得的排放通量值偏离真实情况。

3)土壤浓度廓线法的缺点是当系统连续工作时，会使周围土壤温度升高，这套方需要挖开土壤来埋藏或更换传感器，对根区土壤有干扰，忽略了凋落物层对CO2呼吸通量的贡献，在计算中假设整个土壤表层CO2产生速率恒定。

发明内容

本申请提供了一种快速高效，且能够实时准确采集与二氧化碳通量相关的数据，并基于该数据实时预测草原二氧化碳通量的草地二氧化碳通量预测方法。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种草地二氧化碳通量预测方法，包括：