[發明專利]一種區域尺度上森林植被碳儲量的估算方法

在審

• 申請號: 202211451995.4
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115796344A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 趙忠寶;李婧;何鑫;劉洋;張麗榮;馬鶴丹
• 申請（專利權）人: 趙忠寶
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G01N33/00;G06Q50/02;G06F17/18;G06F30/20
• 代理公司: 常州市夏成專利事務所(普通合伙) 32233
• 代理人: 沈毅

本發明涉及森林生態、統計學和3S的技術領域，尤其涉及一種區域尺度上森林植被碳儲量的估算方法。估算方法包括，第一步、進行標準樣地數據采集，第二步、下載遙感數據與預處理，第三步、喬木林、灌木林地上的部分碳儲量估算，通過遙感反演進行估算，第四步、林下灌木層、草本層、枯落物、根系和土壤碳儲量估算，通過利用統計學的空間插值技術估算。這種區域尺度上森林植被碳儲量的估算方法操作簡單，可以快速、動態估算區域森林植被生態系統碳儲量，預測值精度較高。可以適用于不同尺度下森林植被生態系統碳儲量的估算，并且該方法可推廣、可負值。

技術領域

本發明涉及一種森林生態、統計學和3S的技術領域，尤其涉及一種區域尺度上森林植被碳儲量的估算方法。

背景技術

目前森林植被碳儲量與碳匯的精確估算一直是學界的一個難點，也限制了森林碳匯的交易。目前森林植被碳儲量與碳匯的估算方法主要有生物量換算因子法、碳通量法、過程模型法、IPPC法、遙感模型法等。而生物量換算因子連續函數法是國內應用較多的方法，但這種方法忽略了灌木林、疏林、未成林等碳匯資源，造成區域森林碳匯估算結果偏低。而基于渦度相關技術的碳通量法觀測范圍只有幾百米，由于受站點數量限制，受環境因子影響較大等因素，該方法測定的數據還存在很大不確定性，仍處于探索階段。模型法的缺點是大多模型都是國外開發的，所需參數較難獲取，模型的結果也難以得到驗證等，而遙感模型優點是獲取速度快，運算簡單，可以動態、可重復評估，其缺點林下部分碳匯量無法估算。本發明就是利用遙感技術、空間插值技術結合地面樣地調查數據，估算區域森林植被地上、地表和地下部分碳儲量與碳匯量。此方法的優點是能夠快速、動態、精確估算區域尺度上森林植被碳儲量與碳匯量，可適用于不同空間尺度。此方法的缺點是缺少植被生物學生態生理過程。

森林碳密度是評估森林碳匯功能的一個重要指標，由于遙感波段信息和森林碳密度具有一定的相關性，已經成為區域森林碳儲量與碳匯估算的主要方法。蔣九華等利用遙感影像數據和標準樣地調查數據，結合InVEST模型碳儲量模塊，評估分析了北京山區森林生態系統的碳儲量，結果為北京山區森林生態系統的平均碳密度為99.95Mg/hm^2[1]。張沁雨等基于基準樣地法和國產高分數據對湖南省森林植被碳儲量進行估測，湖南省碳儲量總量為22.28Mt^[2]。張桂蓮采用樣地調查數據與Landsat OLI遙感影像，構建基于多元逐步回歸模型和普通克里格殘差矯正相結合的估算模型評估上海城市森林總碳儲量為2.87Mt^[3]。Liu等利用改進的BIOMEBGC模型，結合樣地調查和遙感數據，估算浙江省竹林地上部分平均碳密度，估算結果為浙江省竹林碳密度從2000年的6.75Mg/ha增加到2014年的19.07Mg/ha，平均年增加為0.88Mg/ha^[4]。雖然已有學者對區域森林碳儲量與碳密度進行了研究，但大多數研究只估算地上部分森林碳儲量，沒有從地上、地表、地下部分分別估算，估算結果往往偏低。有些模型結構復雜，參數難于獲取，造成估算結果偏差較大。因此，為了科學評估森林生態系統碳儲量，需要研究新的、可復制、可推廣的估算方法。

發明內容

本發明旨在解決上述缺陷，提供一種區域尺度上森林植被碳儲量的估算方法。

為了克服背景技術中存在的缺陷，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種區域尺度上森林植被碳儲量的估算方法，該估算方法包括，

第一步、進行標準樣地數據采集：

a、設置喬木林、灌木林研究區域標準樣地，根據研究區域尺度大小設置標準樣地個數，樣地數量要盡可能均勻分布于研究區域森林植被覆蓋區；

b、計算喬木林標準樣地碳密度，包括：