張 廈，朱秩輝

（遼寧省青山保護局，沈陽110003）

·生態(tài)建設(shè)·

簡述我國碳匯監(jiān)測體系的發(fā)展

張 廈，朱秩輝

（遼寧省青山保護局，沈陽110003）

以森林碳匯監(jiān)測研究背景，闡述我國開展林業(yè)碳匯工作背景、碳匯林業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與開展林業(yè)碳匯監(jiān)測評估重要性；簡述監(jiān)測技術(shù)路線及主要技術(shù)手段，并運用遙感方法監(jiān)測計量森林地上部分碳匯，探討碳匯監(jiān)測未來發(fā)展方向。

森林碳匯；遙感監(jiān)測；發(fā)展現(xiàn)狀

1 森林碳匯監(jiān)測研究背景

1.1 林業(yè)碳匯

大氣中溫室氣體濃度不斷增加，致使全球環(huán)境改變，對人類生存與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展造成很大威脅，近年來環(huán)境問題已經(jīng)成世界各國政府、科學(xué)家及公眾重點關(guān)注的問題。中國政府在近20年期間，一直堅持實施造林綠化工程建設(shè)，森林植被持續(xù)增加，對二氧化吸收功能明顯增大，每年工業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳5%～8%都會被吸收掉，在緩解全球氣候變暖方面做出了重大貢獻重大。

1.2 森林碳匯監(jiān)測研究概況

目前我國森林碳匯計量監(jiān)測還相對落后，大多還是針對項目級碳匯的計量與監(jiān)測，在這方面的方法已很成熟，但區(qū)域級碳匯方面的計量監(jiān)測還沒有大量的展開，關(guān)于區(qū)域性森林碳匯方面的計量監(jiān)測成果也較少，目前大多根據(jù)固定監(jiān)測樣地代表的面積對區(qū)域及全國碳匯量推算，基于省級以下的小區(qū)域范圍內(nèi)的碳匯量估算存在著較大的誤差，難以實現(xiàn)實踐性操作。

2 碳匯監(jiān)測體系

2.1 碳匯監(jiān)測主要技術(shù)手段

①抽樣技術(shù)。對大量樣地和小班進行調(diào)查，有效的抽樣方法可在保證精度的前提下減少地面工作來節(jié)約人力物力量。

②森林資源調(diào)查技術(shù)。包括樣地地面、小班地面和其他調(diào)查，該技術(shù)是最直接、精確和可靠的信息來源，相較其他技術(shù)具備無可替代的地位。

③遙感技術(shù)。遙感數(shù)據(jù)時效性、宏觀性較好，而且有很高性價比，可據(jù)不同的情況，合理應(yīng)用遙感技術(shù)實施“一類”清查、“二類”和“三類”調(diào)查。

④模型技術(shù)。森林碳匯計量監(jiān)測中，對于實際監(jiān)測中的可實測部分，不能直接進行調(diào)查和測定，可以建立生物量生長模型，首先對和其有關(guān)的其他容易測定的因子進行監(jiān)測，將其視作輔助變量，利用數(shù)學(xué)模型對其進行模擬得到估測值。

2.2 部分碳匯監(jiān)測系統(tǒng)

2.2.1 區(qū)域碳匯小班監(jiān)測系統(tǒng)

①以樣地調(diào)查為基礎(chǔ)，建立樣地碳庫關(guān)系模型和參數(shù)。建立喬木層與灌木層、草本層、枯落物層關(guān)系的模型；還有無喬木層各地類灌木層、草本層、枯落物層生物量的模型及參數(shù)；對各地類、樹種林地土壤類型的有機碳參數(shù)進行統(tǒng)計估算。

②在樣木調(diào)查基礎(chǔ)上建立主要樹種單株生物量生長模型。在構(gòu)建某地主要樹種森林生物量模型時，首先選取對應(yīng)的喬木樣本數(shù)據(jù)，對樣品的含水率、碳含率等進行計算，建立起主要樹種的單株生物量生長模型，擬合出不同喬木層樹種生物量的生長模型。

③基于GIS技術(shù)及遙感的林地類型面積年度變化監(jiān)測。采用遙感判讀，選取某地區(qū)森林資源“二類”調(diào)查檔案數(shù)據(jù)進行調(diào)查，并結(jié)合實地驗證方法。

④區(qū)域森林碳匯監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總與計算?；谶b感和GIS技術(shù)，對年度林地監(jiān)測的林地地類、喬木層樹種、齡級等年度面積數(shù)據(jù)進行計算，計算結(jié)果乘以上述單位面積碳儲量，就得到林木碳庫、林下植被碳庫、森林枯落物碳庫和森林土壤碳庫碳儲量，統(tǒng)計各年度的碳儲量變化即得到碳匯量。

2.2.2 區(qū)域碳匯樣地監(jiān)測系統(tǒng)

通常所說的區(qū)域碳匯樣地監(jiān)測，就是以某一地區(qū)的森林資源“一類”清查樣地為基礎(chǔ)，基期采取每5年一次的“一類”調(diào)查，對基期的森林碳儲量進行調(diào)查監(jiān)測；再依據(jù)樣地的地類、樹種、齡級等因子特征，抽取其中的10%連清樣地一起跟蹤調(diào)查，對年度生態(tài)清查間隔期作監(jiān)測，利用對樣地年度生態(tài)監(jiān)測，樣地碳儲量的變化的確定，就可以對某地總體碳匯量進行推算，進而對全省森林年度總的碳儲量進行估算。

2.3 森林地上部分碳匯遙感監(jiān)測方法

2.3.1 光學(xué)遙感數(shù)據(jù)估算森林地上部分碳匯

①多元回歸分析法。估量計算研究區(qū)域內(nèi)的森林地上生物量，利用含碳系數(shù)換算得出碳儲量，根據(jù)監(jiān)測到的兩個時期的碳儲量變化來對研究區(qū)森林地上部分碳匯進行監(jiān)測。該分析法直觀易懂，應(yīng)用廣泛。

②人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。遙感光譜信息、植被指數(shù)和紋理特征等這些可以看作是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量，輸出變量則用樣地調(diào)查的森林地上的調(diào)查生物量，以其中的一些樣本數(shù)據(jù)輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)訓(xùn)練獲取模型算方法，利用得出的模型算法對森林地上的生物量及碳匯進行估量計算。

③最近鄰分類算法。要想將碳密度的空間分布上的異質(zhì)性和相似性特點得到穩(wěn)定，應(yīng)估量計算森林碳匯，其結(jié)果相比較使用樣地數(shù)據(jù)對生物量的估算要偏高。

④土地覆蓋分類法。首先對遙感圖像分類，對樣地進行抽樣調(diào)查，然后根據(jù)調(diào)查結(jié)果建立生物量轉(zhuǎn)換表。在分類結(jié)果圖像上，每一個像元都為一個不同類型，通過查找該像元對應(yīng)的平均生物量，計算出被生物量覆蓋的地域圖像，最后監(jiān)測和計算森林碳匯數(shù)據(jù)。

2.3.2 利用激光雷達數(shù)據(jù)估算森林地上部分碳匯

可設(shè)立有代表性的樣地，對樣地中林木樹高和胸徑作好調(diào)查，代入異速生長方程估算出樣地森林地上的生物量，再利用激光雷達數(shù)據(jù)獲取的冠層高度等森林結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析建模，來估算出整個研究區(qū)內(nèi)森林地上生物量和碳匯。激光雷達數(shù)據(jù)獲取成本相對較高，同時對圖像處理技術(shù)要求很高，限制了其廣泛應(yīng)用。

3 碳匯監(jiān)測的意義及發(fā)展趨勢

3.1 碳匯監(jiān)測的意義

建立健全我國林業(yè)碳匯計量理論、方法與技術(shù)體系，對于森林碳庫、碳匯的在時間和空間上的分布及碳庫的變化過程和驅(qū)動機制進行研究分析，得出完整、正確、實用的森林碳匯監(jiān)測數(shù)據(jù)，用于國家開展碳匯計量與監(jiān)測上，根據(jù)這些具有科學(xué)性和權(quán)威性的數(shù)據(jù)來評估和挖掘碳匯潛力，推動林業(yè)碳匯發(fā)展，彰顯氣候變化應(yīng)對中林業(yè)獨特的地位和作用。

3.2 碳匯林業(yè)監(jiān)測發(fā)展方向

針對國家和區(qū)域尺度碳匯研究發(fā)展和生態(tài)安全評估，應(yīng)充分結(jié)合森林資源清查和森林資源定點監(jiān)測數(shù)據(jù)，對區(qū)域尺度上的碳儲量、地理分布、碳儲量變化率（碳匯）等進行評估；了解林產(chǎn)品生物量和碳儲量和林木資源的去向。就林業(yè)項目上，對土地的利用進行監(jiān)測，監(jiān)測土地利用變化及森林（LULUCF）項目碳變化，其中土地利用變化包括林地轉(zhuǎn)化為其他用地以及其他用地轉(zhuǎn)化為林地；對減少毀林和森林退化排放（REDD）項目進行監(jiān)測，即合法毀林（APD）項目，避免非法的前緣地帶毀林和退化（AUFDD）項目和避免非法的馬賽克（Mosaic）毀林和退化（AUMDD）項目；做好造林再造林、森林經(jīng)營、撫育及保護等增加林業(yè)碳匯活動的監(jiān)測。

［責(zé)任編輯：路 實］

Resume Development of Carbon sink Monitoring System in China

ZHANGXia,ZHUZhi-hui
(LiaoningQingshan Protection Bureau,Shenyang110003,China)

Based on the research background of forest carbon sink monitoring,this paper expounds the background of the development of forestry carbon sequestration in China,the present situation of carbon sequestration forestry development and the importance of monitoring and evaluation of forestry carbon sequestration;Briefly introduces the technical route and main technical means of monitoring,and uses the remote sensing method to monitor and measure the carbon sequestration on the upper part of the forest, discuss on the future development ofcarbon sink monitoring.

Forest Carbon Sink;Remote SensingMonitoring;Development Status

F326.21

：A

：1673-5919（2017）02-0088-02

10.13691/j.cnki.cn23-1539/f.2017.02.028

2017-03-09

張廈（1986-），男，沈陽人，工程師。研究方向：林業(yè)管理。