[发明专利]森林生态系统根系碳储量监测估算方法

权利要求书

1.一种森林生态系统根系碳储量监测估算方法，其特征在于，该估算方法包括：

第一步、获取研究区域矢量数据边界图；

第二步、标准样地根生物量估算，在矢量数据边界范围内，按照森林群落的实际分布情况，选择样地面积20m×20m的有代表性林分设置标准样地，记录标准样方的经纬度坐标值，并对样地内的树木进行每木检尺，起测胸径5cm：

a、计算标准木，在距标准木南北东西四个方向的0.5m、1.5m、2.5m、3.5m位置处设置1m×1m样方，挖出样方内所有根系，按照根系直径的细根d≤5mm,中根5mm≤d≤2cm、大根2cm≤d≤5cm和粗根≥5cm分级记录鲜重，各级选取300g样品，带回实验室；

b、取100g的根置于80℃的烘箱中烘至恒重，测定干鲜比并换算成干物质生物量，并推算标准样地内根系生物量密度。另外一部分根系在实验室内自然风干，备用测根系含碳率；

第三步、根系含碳率测定：根系含碳率采用油浴法测定、有条件的可采用元素分析仪或同位素测定或者无条件的可以取值为0.5作为根系含碳率，计算标准样方根系平均含碳率；

第四步、标准样地根系碳密度估算：根据计算的标准样地根系生物量密度，乘以根系平均含碳率得到标准样地根系碳密度；

第五步、按照第四步的计算方式计算研究区域内所有标准样地根系碳密度，整理研究区所有标准样地根系碳密度数据，坐标值为关键字段，导入到ArcMap软件中；

第六步、标准样地根系碳密度数据预处理，在ArcMap软件中，调出地统计分析模块，对插值根系碳密度数据进行直方图分析，在进行直方图分析前，把标准样地根系碳密度分2部分，70-80％用于插值，20-30％用于精度验证，克里金插值要求插值数据服从正态分布，并且偏度值接近于0，峰度值接近于3，如果根系碳密度数据不服从正态分布，需要对数据进行对数转换；

第七步、选择克里金插值类型，Kriging插值的类型主要有普通、协同等插值类型，普通克里金插值适用标准样地根系碳密度与高程或者坡度不相关的研究区域，协同克里金插值适用标准样地根系碳密度与高程或者坡度相关的研究区域，在选择克里金插值前用spss软件分析标准样地根系碳密度与高程或者坡度的相关性；

第八步、选择变异函数模型，一旦Kriging插值类型选择之后，就要选择相应的变异函数模型。插值类型和模型的选择对于预测结果至关重要，目前ArcGIS中常用的变异函数模型主要有指数模型、球面模型、高斯模型、圆形模型，根据最优模型的评价标准：块金值最小，结构比最大，标准平均值最接近于0，平均标准误差和均方根最小；

第九步、插值结果分析，根据选择的克里金插值类型和变异函数模型，进行插值，并对插值结果进行归类和统计，统计不同区间碳密度面积，计算研究区域根系碳储量；

第十步、插值结果精度验证，利用精度验证标准样地提取预测数据，并对标准样地的实测数据和预测数据进行拟合分析和预测精度计算：

公式中：R²为相关系数，P为预测精度，y_i为第i个验证样本的真实值，为第i个验证样本的预测值。