一种基于立地因子评价森林碳储量潜力的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于立地因子评价森林碳储量潜力的方法，采用Mitscherlich方程构建林分平均胸径与相应调查时间间隔的关系，反推确定林分年龄；基于林分平均木碳储量的生长，划分立地质量等级，建立碳储量分级生长模型，求导后，以林龄作为预测变量，确定碳储量连年生长量；基于一般线性回归模型，采用向后剔除法，筛选出对固碳速率有影响的因子，量化林分因子、环境驱动力对森林碳储量潜力的影响方向和程度，并基于立地因子探究树种对固碳潜力的影响差异。本发明专利技术构建碳储量连年生长量与林分因子和环境驱动力之间的线性关系，为定量评估气候变化下未来某一时段宜林地的固碳潜力提供了一种新方法，为制定合适的造林计划和碳减排政策提供技术支撑。排政策提供技术支撑。排政策提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于立地因子评价森林碳储量潜力的方法


[0001]本专利技术属于林业领域，特别提出一种基于立地因子评价森林碳储量潜力的方法。

技术介绍

[0002]森林作为陆地生态系统中的最大碳库，其生态功能复杂，与大气存在着频繁的碳交换，对于缓解全球气候变化、维护区域、全国乃至全球碳平衡具有不可替代的作用。在当今环境恶化、气候变暖的背景下，森林因其巨大的固碳作用而备受关注，森林植被的碳吸收是目前降低空气中CO2浓度的重要途径。《京都议定书》、《巴黎协定》和历次的IPCC报告中，皆将植树造林和经营抚育好现有林分明确为增加森林碳储量、提高森林固碳能力的重要途径。森林碳储量不仅可以反映森林生态系统结构与功能，也是评估森林质量的重要指标和衡量森林生态系统碳收支的重要参数。准确估算气候变化下森林碳储量的时空分布和动态变化对于制定中国减排政策、实现造林增汇目标和国际气候谈判等具有实质性的意义。
[0003]森林碳储量是在林木生长发育过程中与其所在环境不断进行物质循环和能量流动的结果，与立地质量密切相关。立地质量是树种特性和所有非生物环境因子的总和，立地质量越本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于立地因子评价森林碳储量潜力的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、筛选出样地内连续多期调查的样木，重组样地，并匹配非生物环境因子；步骤二、基于含约束的Mitscherlich生长方程，建立林分平均胸径与相应调查时间间隔的关系，再根据林分平均胸径反推确定林分年龄；步骤三、基于林分平均木碳储量的生长，划分立地质量等级；步骤四、以Richards生长方程为基础，建立碳储量分级生长模型，确定碳储量连年生长量方程，以林龄为预测变量，计算各样地某个时点下的固碳速率，即碳储量连年生长量；步骤五、采用向后剔除法，筛选出对固碳速率有影响的因子；步骤六、基于一般线性回归模型，量化林分因子、环境驱动力对森林碳储量潜力的影响方向和程度，并基于立地因子探究树种对固碳潜力的影响差异。2.根据权利要求1所述的一种基于立地因子评价森林碳储量潜力的方法，其特征在于，步骤一中，筛选出样地内连续多期调查的样木包括如下步骤：基础数据为每间隔一段固定时间的连续调查数据，以第一次调查期作为起始点，最后一次调查期作为终点，共k个调查期；每个样地调查时，需获取相应的地理因子、地形因子、土壤因子和气候因子，统称为环境驱动力；每个调查期内，记录样地内所有单木的树种类型和实测胸径，筛选出k个调查内皆存活的样木，即有k个实测胸径数据，且要求同一树种的保留木株数不少于5株；当样地内存在多个组成树种时，按树种类型分属于不同的样地，以树种号加样地号构成唯一编号重组样地；单木碳储量为地上部分碳储量和地下部分碳储量之和，采用林业行业标准的立木生物量模型和碳储量计量参数计算获得；重组样地的平均胸径采用所有保留木的平方平均胸径，样地碳储量采用所有保留木碳储量的算数平均值，即林分平均木碳储量，计算公式如下：林分平均木碳储量，计算公式如下：式(1)～(2)中：n为重组样地的保留木株数，d
i
为保留木胸径，car
i
为保留木碳储量。3.根据权利要求1所述的一种基于立地因子评价森林碳储量潜力的方法，其特征在于，步骤二中，反推确定林分年龄包括如下步骤：步骤2
‑
1：以首末两期的林分平均胸径计算年生长速率S，降序排列，根据样本量的大小，选择合适的类数，采用有序样本聚类进行初始分级，获得生长等级数M，有序样本聚类算法采用最优分割法进行分类，其最小误差函数递推公式如式(4)；法采用最优分割法进行分类，其最小误差函数递推公式如式(4)；式(3)～(4)中：D
g1
为样地初期的平均胸径，D
gk
为样地第k期(最后一期)的平均胸径，ad
k
为首末两次调查期的时间间隔，θ表示分类的损失函数，p0表示分类方案，M为分类等级数，N
表示样地数，X表示某类等级下的样地数，D表示某类样本离差平方和；步骤2
‑
2：采用起始点约束的Mitscherlich生长方程，简化后如式(5)，以树种为哑变量构造参数b，通过等间距构造哑变量法，以初始生长等级为哑变量构造参数a，拟合林分平均胸径与相应时间间隔的关系，如式(6)，通过双重迭代算法确定各样地最终所属的生长等级；级；式(5)～(6)中：D
gij
为第i个样地第j期的林分平均胸径，D
gi1
为第i个样地初期时的林分平均胸径，a是反映林地生产潜力的参数，b为与树种的生长速度有关的参数，ad
j
为第j期与调查初期的时间间隔，a1、b1为模型参数，F
m
为初始生长等级的哑变量，即当生长等级属于第m级时，其值为1，否则为0；d1为胸径生长模型中相邻生长等级间参数a的差值，S
z
为树种的哑变量，即当树种为z时，其值为1，否则为0；步骤2
‑
3：根据各样地最终所属的生长等级，重新构造参数a，如式(7)，拟合后可获得模型参数；式中：S
m
为最终生长等级的哑变量，即当生长等级属于第m级时，其值为1，否则为0；步骤2
‑
4：由通过起始点的胸径生长模型，如式(8)，反推得到初期林龄的计算公式，见式(9)，根据各样地的树种类型和所属生长等级，确定模型参数，并代入初期林分平均胸径，估计各样地的初期林龄，根据不同调查时期的时间间隔可得其余时期下样地的年龄，如式(10)；(10)；agej
i
＝age1
i
+ad
j
ꢀꢀꢀ
(10)式(8)～(10)中：age1
i
为第i个样地的初期林龄，agej
i
为第i个样地第j期的林龄。4.根据权利要求1所述的一种基于立地因子评价森林碳储量潜力的方法，其特征在于，步骤三中，划分立地质...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海奎，黄金金，秦江环，张聪，刘琪，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院资源信息研究所，
类型：发明
国别省市：