高级森林生态学森林生态系统土壤有机碳储量观测
森林土壤有机碳碳储量调查技术规程
森林土壤有机碳储量调查技术规程1 范围本标准规定了森林土壤有机碳储量调查的土壤剖面点设置和调查取样、土壤容重、有机碳和砾石体积含量测定及土壤有机碳储量计算。
本标准适用于森林土壤有机碳储量调查。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
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GB/T 26424-2010 森林资源规划设计调查技术规程LY/T 2250-2014 森林土壤调查技术规范NY/T 1121.4-2006 土壤检测第4部分：土壤容重的测定3 土壤剖面点设置和调查取样3.1 土壤剖面点设置在调查区域内森林土壤碳储量调查与森林生物量调查同时进行，土壤剖面点调查要布设在不同坡向、坡位的有代表性的乔木样地中。
整个调查区域设置8个以上土壤剖面点。
土壤剖面点位于乔木样地的 2条对角线交点处，位置如图1所示。
说明：─乔木样地─土壤剖面点图1 样地（剖面点）配置图3.2 土壤剖面点调查取样土壤剖面点取样样品中不含森林的活生物量（细根直径大于2mm的不包含），表格填写参见附录A；其余调查取样按照 LY/T 2250-2014 中第4、5、6、7、8章的规定执行。
12 4 土壤容重、有机碳和砾石体积含量测定4.1 土壤容重的测定按照NY/T 1121.4-2006 中第4章的规定执行。
4.2 有机碳测定待土壤样品风干后，将每层土壤样品按四分法进行研磨，研磨后过100目的筛子，之后称取约100mg 的样品放入事先准备好的坩埚，用1 mol/L 硝酸处理16～24h 后，利用碳分析仪检测土壤含碳率。
4.3 土壤砾石体积含量测定将各层次风干的土壤样品依次放入塑料或金属容器内，向容器内注入水， 没过样品，搅拌土体， 使得砾石和土壤分离， 待砾石沉底后， 倒掉泥水。
如此反复几次， 使土和砾石彻底分离， 用干毛巾和吸水纸吸干砾石表面水分，然后用2mm 目的网筛将石砾直径≥2mm 的石砾筛选出来。
基于遥感技术的森林生态系统监测与碳储量评估：从森林覆盖率到森林生物量,从碳汇功能到碳交易
基于遥感技术的森林生态系统监测与碳储量评估：从森林覆盖率到森林生物量，从碳汇功能到碳交易摘要森林生态系统是地球上重要的碳汇，在全球气候变化背景下，准确评估森林碳储量和监测森林碳汇功能显得尤为重要。
遥感技术作为一种高效、快速、大尺度获取森林信息的工具，在森林生态系统监测与碳储量评估中发挥着重要作用。
本文将以遥感技术为核心，阐述其在森林覆盖率、森林生物量、碳汇功能和碳交易等方面的应用。
首先，介绍遥感技术在森林覆盖率监测中的应用，包括数据源、方法和精度评估；其次，阐述遥感技术在森林生物量估算中的应用，包括生物量模型构建和验证；然后，探讨遥感技术在森林碳汇功能评估中的应用，包括碳排放量和碳吸收量的估算；最后，分析遥感技术在碳交易中的应用，包括碳排放权交易和碳汇交易。
本文将重点探讨遥感技术在森林碳储量评估和碳汇功能监测中的应用现状、面临的挑战以及未来的发展趋势，并展望其在实现全球碳中和目标中的潜在贡献。
关键词:遥感技术，森林生态系统，碳储量评估，碳汇功能，碳交易引言森林生态系统是地球上最大的陆地碳库，在全球碳循环中扮演着至关重要的角色。
森林通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在生物量和土壤中，从而起到重要的碳汇作用。
随着全球气候变化日益加剧，森林碳汇功能的减弱将加剧温室效应，对全球生态环境造成严重威胁。
因此，准确评估森林碳储量和监测森林碳汇功能，对于制定有效的碳减排策略、应对气候变化具有重要意义。
传统的森林碳储量评估方法主要依赖地面调查，具有成本高、耗时长、难以大规模实施等缺点。
近年来，随着遥感技术的快速发展，特别是高分辨率遥感影像和无人机技术的应用，为森林碳储量评估提供了新的思路和手段。
遥感技术可以快速、高效地获取大范围森林信息，并进行时空动态监测，克服了传统方法的局限性，为森林碳储量评估和碳汇功能监测提供了有力支撑。
本文将围绕遥感技术在森林生态系统监测与碳储量评估中的应用展开论述，分析其在森林覆盖率监测、森林生物量估算、碳汇功能评估和碳交易等方面的优势和应用前景。
关于森林碳汇计量监测体系和林业碳汇潜力评估实施方案
关于森林碳汇计量监测体系和林业碳汇潜力评估实施方案一、前言森林碳汇计量监测体系和林业碳汇潜力评估实施方案是指对森林生态系统的碳储量、碳流量和碳收支进行定量测算和监测，并评估森林生态系统的碳汇潜力。
本文将详细介绍该方案的具体实施步骤和方法。
二、森林碳汇计量监测体系1. 森林生态系统的碳储量森林生态系统的碳储量是指森林植被和土壤中所含有的有机碳总量。
测算方法包括样地法、样带法和遥感法等。
其中，样地法是最常用的方法之一，其具体步骤为：选择代表性样地，按照不同树种、龄级和立地条件分层布置，对每个样地进行调查和采样，然后通过化验等手段确定样地内有机质含量。
2. 森林生态系统的碳流量森林生态系统的碳流量是指光合作用吸收二氧化碳并将其转化为有机物质，同时通过呼吸作用释放出二氧化碳。
测算方法包括气体交换法、生态系统通量法和生态系统模型法等。
其中，气体交换法是最常用的方法之一，其具体步骤为：在样地内设置碳通量塔，通过测定塔顶和塔底的CO2浓度差异计算出森林生态系统的净碳交换量。
3. 森林生态系统的碳收支森林生态系统的碳收支是指森林植被和土壤中所含有的有机碳总量与光合作用吸收二氧化碳并将其转化为有机物质和呼吸作用释放出二氧化碳之间的差值。
测算方法包括样地法、样带法和遥感法等。
其中，样地法是最常用的方法之一，其具体步骤为：选择代表性样地，按照不同树种、龄级和立地条件分层布置，对每个样地进行调查和采样，然后通过化验等手段确定样地内有机质含量，并计算出森林生态系统的净碳收支。
三、林业碳汇潜力评估实施方案1. 林业碳汇潜力评估指标林业碳汇潜力评估指标包括森林面积、森林类型、森林龄级、森林生长速率和碳密度等。
其中，碳密度是指单位面积内的碳储量，是评估森林生态系统碳汇潜力的重要指标。
2. 林业碳汇潜力评估方法林业碳汇潜力评估方法包括统计学模型法、生态系统模型法和遥感模型法等。
其中，统计学模型法是最常用的方法之一，其具体步骤为：根据不同的评估指标建立回归方程，通过回归分析得出各个指标对碳密度的影响程度，并综合考虑各个指标得出森林生态系统的碳汇潜力。
森林生态系统碳计量方法
森林生态系统碳计量方法引言：森林是地球上最重要的生态系统之一，对全球的碳循环和气候调节起着至关重要的作用。
为了量化和监测森林生态系统中的碳储量和流动，需要建立可靠的碳计量方法。
本文将重点介绍森林生态系统碳计量的方法和技术。
一、森林生态系统碳储量的测量1.直接测量法：直接测量法是通过在森林样地中采集实地数据来估计碳储量。
常用的直接测量法包括调查样地法、样线法和光遥感法。
（1）调查样地法：该方法通常通过在森林中设置样地，并记录样地内各种生物量（如树木、地上和地下植被、枯死物等）的大小和数量来估计碳储量。
通过对样地内植物的测量，可以计算出单位面积内的碳储量。
（2）样线法：样线法是一种通过在样地内设置样线，并在样线上测量植物的胸径或胸径高等参数，以估计植物生物量和碳储量的方法。
（3）光遥感法：光遥感法是利用遥感技术获取森林的光谱信息、高度和构造参数，并通过建立光谱-生物量关系模型来估计森林生物量和碳储量。
这种方法可以快速获取大片区域的数据。
2.间接测量法：间接测量法是通过收集环境和气候数据，并使用数学模型计算碳储量。
常用的间接测量法包括生态模型法和空间插值法。
（1）生态模型法：生态模型法是通过建立生态系统的物质和能量平衡模型，依据环境和气候因素来估计碳储量的方法。
这种方法需要采集大量不同时间和空间尺度上的数据，并进行模型构建和参数校正。
（2）空间插值法：空间插值法是根据已有的样地数据和环境变量的关系，通过插值方法来估计整个研究区域的碳储量。
这种方法可以在数据稀缺的情况下进行碳储量估计，但对于数据准确性和采样空间的选择提出了更高的要求。
二、森林生态系统碳流动的测量1.生态系统呼吸法：生态系统呼吸法是通过测量森林生态系统的呼吸通量来估计碳流动。
呼吸通量是指植物和土壤呼吸作用释放的二氧化碳量。
可以通过使用土壤呼吸测量仪和气体交换技术来测量呼吸通量。
2.净初级生产力法：净初级生产力法是通过测量森林生态系统植物的光合作用和凋落物的生产，并扣除呼吸通量来估计碳流动。
碳储量估算方法
碳储量估算方法通常用于评估森林、湿地和土壤等生态系统中的碳储量。
以下是几种常用的碳储量估算方法：
土壤碳储量估算方法：
样方法：在不同类型土壤中设置样方，并采集土壤样品进行分析，通过测定有机碳含量和土壤体积计算碳储量。
土壤碳密度法：根据土壤剖面的深度和密度数据，结合有机碳含量测定结果，计算单位面积上的碳储量。
森林碳储量估算方法：
树木生物量法：通过测量森林中树木的直径、高度以及树种信息，利用相应的公式或模型估算树干、枝干、叶片的生物量，并将其转换为碳储量。
相关系数法：通过建立树木生物量与树木尺寸、树种等因素之间的相关关系，利用树木尺寸测量数据估算生物量，再将其转换为碳储量。
湿地碳储量估算方法：
采样法：在湿地中设置采样区，并采集湿地植物、水面沉积物等样品，通过测定有机碳含量和采样区面积计算碳储量。
湿地碳密度法：根据湿地剖面的深度和密度数据，结合有机碳含量测定结果，计算单位面积上的碳储量。
这些方法的具体步骤和公式可能会因估算对象和研究目的而有所不同。
在实际操作中，建议参考相关的碳储量估算指南或依靠专业的生态学和环境科学研究人员进行指导和实施。
森林生态系统碳储量研究的意义及国内外研究进展
森林生态系统碳储量研究的意义及国内外研究进展自工业革命以来，大气中温室气体含量的增加是不争的事实，到2005年，大气中CO2的浓度已经由工业革命前的280 mg/kg升到379 mg/kg，2005年大气二氧化碳的浓度值已经远远超出了根据冰芯记录得到的65万年以来浓度的自然变化范围（180~330 mg/kg），最近100年（1906—2005年）来，全球地表温度已上升了0.74 ℃。
温室效应导致的气候变化将对农牧业生产、水资源、海岸带资源环境、森林生态系统、人体健康和各地区社会经济产生重大影响，威胁着人类生存[1]。
1森林生态系统碳储量研究的背景与意义随着气候变化的研究越来越受到国际上广大学者的重视，森林生态系统碳储量的研究成为近年来国际上研究的热点，森林不仅具有调节区域生态环境的功能，而且在全球碳平衡中起着巨大的作用，森林作为陆地生态系统的主体，储存了10 000亿t有机碳，占整个陆地生态系统的2/3以上[2]。
森林通过光合作用将大气中的二氧化碳以有机物的形式固定到植物体和土壤中，在一定时期内起到减少温室气体积累的作用，因此在温室气体减排中扮演着重要的角色。
森林碳汇也在国际气候变化谈判中得到广泛重视，巴厘岛国际气候变化大会开始把森林问题作为一个主题纳入气候谈判，《京都议定书》规定的4种温室气体的减排方式中，2种与森林有直接的关系，以“净排放量”计算温室气体的排放量，即从本国实际排放量中扣除森林所固定的部分和通过采用绿色开发机制（CDM）来减排，清洁发展机制（CDM）的造林、再造林项目和森林管理等活动允许发达国家可以通过在发展中国家实施林业碳汇项目来抵消其温室气体的排放量。
所有这些工作必须建立在量化森林碳储量的工作基础之上，通过量化森林碳储量来评价不同类型的森林在陆地生态系统的固碳能力，为碳循环的研究和森林的可持续发展和土地利用提供相关数据依据，关注量化森林碳储量从理论和实践上都具有重要的意义。
森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算
森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算1森林土壤有机质的测定森林土壤有机质（SOM）是森林生态系统的重要组成部分，可以促进土壤、植被和水的互动，并且极大地影响土壤有机物循环通量。
因此，科学准确测定森林土壤有机质对于研究有机物在森林生态系统中的变化特征和存储能力具有十分重要的意义。
目前，研究越来越多地提出了利用化学、物理方法来测定森林土壤有机质的方法，其中包括Kjedahl分析、总溶性有机碳TOC/DOC分析、活性碳水解法Free acid分析以及耗氧量BOD分析等。
Kjedahl分析是一种经典的测定方法，可以用来测定有机物的总含量。
而在这种分析方法中，总溶性有机碳TOC/DOC分析法可以有效检测土壤有机物的活性以及其动态变化。
活性碳水解法Free acid法能够检测溶解性有机碳，而耗氧量BOD法则主要是分析森林土壤耗氧量，可以反映土壤有机物的活性。
从上述各种方法中可以看出，森林土壤有机质的测定需要多种分析方法相结合，只有这样才能准确地测定森林土壤中的有机物含量，才能有效跟踪森林生态系统的有机物的流动变化。
2碳氮比的计算碳氮比（C/N）是森林生态系统中重要的生态指标，主要表示有机物中碳和氮的比例关系和有机物繁殖的能力。
此外，碳氮比还具有预测土壤有机质质量影响的准确性，可以反映森林生物质物质来源有机物含量的指示，并且广泛应用于农业科学上。
碳氮比计算通常采用三种方式，分别是腐殖质比、腐殖质和总溶性有机碳系数（TOC/TN）比以及活性碳和氮的比值。
腐殖质比（F/N）是指腐殖质量和氮量的比值，它可以反映有机物碳氮含量不平衡分布情况。
腐殖质和总溶性有机碳系数（TOC/TN）比是指腐殖质中有机碳含量和氮含量比值，是森林土壤有机质回收率和植物利用能力重要指标。
活性碳和氮比值（HCT/N）是反映森林土壤有机质活性的重要指标，主要反映土壤有机物碳氮比例和有机物存在程度的相对变化。
从上述介绍可以看出，森林土壤有机质的测定和碳氮比的计算，对于对森林生态系统中的有机物的质、量变化的准确掌握，具有十分重要的作用。
我国森林生态系统碳储量和碳平衡的研究方法及进展
概述
固碳功能是指森林生态系统通过吸收大气中的二氧化碳，将其固定在植被和 土壤中的能力。而碳储量是指森林生态系统中积累的有机碳的总量，包括植被、 土壤和枯枝落叶等。森林生态系统的固碳功能和碳储量对于减缓全球气候变化、 维护生态平衡具有至关重要的作用。
研究方法
直接测量法：通过测量森林生态系统中植被和土壤的碳含量，结合相关生态 学理论，推算出森林生态系统的固碳功能和碳储量。直接测量法精确度高，但工 作量大，需要大量样地和样本。
总之，森林生态系统碳储量的研究在取得一定成果的仍面临数据质量、机制 理解等问题与挑战。未来需要进一步深入研究，综合运用多学科方法和技术手段， 提高研究精度和深度，以更好地应对全球气候变化的挑战。
谢谢观看
在研究数据来源方面，主要包括卫星遥感数据、地面实测数据以及模型模拟 数据等。其中，卫星遥感数据能够大范围、周期性地获取森林生态系统的生物量 信息，是研究森林碳储量的重要数据来源。地面实测数据则通过设置样地、测定 生物量等手段，为森林碳储量的研究提供详细的空间信息。模型模拟数据通过对 生态系统的模拟，预测不同情景下的碳储量变化。
参考内容二
随着全球气候变化问题的日益突出，森林生态系统的碳循环过程与储量研究 逐渐受到广泛。本次演示旨在综述森林生态系统碳储量的研究现状、方法、数据 来源、研究结果以及存在的问题，并展望未来的研究方向。
森林生态系统作为地球上最大的陆地生态系统，具有固碳减排的重要作用。 目前，针对森林生态系统碳储量的研究方法主要包括直接测量和间接测量。直接 测量方法包括生物量法、涡度相关法等，能够直接获取森林生态系统的碳储量数 据。而间接测量方法则通过遥感技术、GIS技术等，反演森林生态系统的碳储量 分布。
我国森林生态系统碳储量和碳平衡 的研究方法及进展
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采样方法
a）剖面法（土壤理化分析与剖面描述 刘光崧，
1996）
b）土钻法（不作介绍）
1）森林土壤剖面在坡脊、坡中、坡底分别设置
规格：0.8m×1.0m的长方形土壤剖面。剖面的深 度根据具体情况确定，一般要求达到母质层，土层 较厚的挖掘到1.0m～1.5m处即可。
2）先观察土壤剖面的颜色、结构、质地、 紧实度、湿度、植物根系分布等，然后自上 而下划分土层，并进行剖面特征的观察记载 ，作为土壤基本性质的资料及分析结果审查 时的参考。
2）棋盘式采样法：样地平整，而肥力不均匀的样地 宜用此法，采样点不少于40 个。 3）蛇形采样法：地势不太平坦，肥力不均匀的样地 按此法采样，在样地间曲折前进来分布样点，采样 点数根据面积大小确定。
采样工具
小土铲、土钻、铁锨、十字镐、剖面刀、取芯 器、量土芯尺寸的量尺、钢卷尺、GPS、罗 盘仪、数码相机、样品袋、环刀、塑料布、 铝盒、记号笔、枝剪、样品标签、比色卡、 采样记录表、背包等。
采样时间和频率
在试验初期（2a～4a）采样频率为1 次/年； 以后的采样频率为3a～5a一次； 特殊情况时可增加采样频率。(a表示年)
数据处理
1、土壤密度(土壤容重)
式中：D ——土壤密度，g·cm-3； M ——环刀土壤烘干重，g； V ——环刀体积，cm3。
2、土壤有机碳含量（土壤有机碳的测定重 铬酸钾氧化--分光光度法HJ615-2011）
式中：SOC ——土壤有机碳含量，g·kg-1 c ——0.8000mol·L-1（1/6K2Cr2O7） 标准溶液的浓度 5 ——重铬酸钾标准溶液加入的体积，mL
V0 ——空白滴定消耗的FeSO4 体积，mL
V ——样品滴定消耗的FeSO4 体积，mL 3.0 ——1/4 碳原子的摩尔质量，g·mol-1 10-3 ——将mL 换算成L 1.1 ——氧化校正系数 m ——风干土样质量，g k ——烘干土换算系数。
3）分层采集土样。自地表每隔10cm或 20cm采集一个样品。取土原则应按先下后上 的原则，以免混杂土壤。
4）将同一层次多样点采集的质量大致相当 的土样置于塑料布上，剔除石砾、植被残根 等杂物，混匀后利用四分法将多余的土壤样 品弃除，一般保留1kg左右土样为宜。
5）将采集土样装入袋内，土袋内外附上标签， 标签上记载样方号、采样地点、采集深度、采集 日期和采集人等。 6）用环刀分层采取原状土样，以测定土壤密度 、土壤水分系数等。 7）观察和采样结束后，按原来层次回填土壤， 以免人为干扰。
壤 干物质和水分的测定 重量法 中国华人民共和国国家环境保护标准 HJ615-2011 土
壤有机碳测定方法 不同林分土壤有机碳密度研究 梁启鹏等 土壤农化分析实验 隋方功 李俊良 主编
样地设置
a）样地选择
选择样地前，了解试验地区的基本概况，包括地形、水 文、森林类型、林业生产情况等，并制定采样区位信息 表（见表4.5.1）。
3、土壤有机碳密度（某一土层）
式中：
SOCDk ——第k 层土壤有机碳密度，kg·m-2 K ——土壤层次 Ck ——第k 层土壤有机碳含量， g·kg-2 （ g·kg-1 ） Dk ——第k 层土壤密度，g·cm-3 Ek ——第k 层土层厚度，cm Gk ——第k 层土层中直径大于2mm 石砾所占体积百 分比，%
样地应符合以下几个条件：
1）具有完善的保护制度，可以保障长期研究，而 不被人为干扰或破坏。 2）具有典型优势种组成的区域。 3）具有代表性的森林生态系统，并应包涵森林变 异性。 4）宽阔的地带，不宜跨越道路、沟谷和山脊等。
b）样地布设
在确定采样区之后，根据森林面积的大小、地形、 土壤水分、肥力等特征，在林内坡面上部、中部、 下部与等高线平行各设置一条样线，在样线上选择 具有代表性的地段，设置0.1hm2～1hm2样地。同时 分别设置3～5个10m×10m乔木调查样方、 2m×2m灌木调查样方和1m×1m草本调查小样方。
采样点设置
a）采样点数量的确定 因不同区域森林土壤的空间变异性较大，采 样点数量按如下公式确定:
式中：
n ——采样点数 t ——在设定的自由度和概率时的值 （查t 分布表获得，见附录B） S ——方差，它可以由全距（R）按式
S2=（R/4）2 求得 d ——允许误差
b）采样点的布设
1）对角线采样法：样地平整，肥力较均匀的样地宜 用此法，采样点不少于5 个。
4、土壤有机碳储量
式中：
TSOC ——土壤有机碳储量，kg SOCDi ——第i 样方土壤有机碳密度，kg·m-2 i——土壤碳储量计算样方Leabharlann 谢谢！ 希望各位批评指正！
森林生态系统土壤有机碳 储量观测
亚林中心 硕士二班
袁婷婷
观测目的
通过对森林生态系统土壤有机碳储量观测， 建立土壤碳库清单，评估其历史亏缺或盈余， 测算土壤碳固定潜力，为进一步深入研究森 林生态系统碳循环，为合理评价土壤质量和 土壤健康、正确认识森林土壤固碳能力提供 基础依据。
参考资料
森林生态系统长期定位观测方法体系 中国华人民共和国国家环境保护标准 HJ613-2011 土