【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于環境科學，具體地說是一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法。
技術介紹
1、森林生態系統氣候敏感性與巨量累積碳庫，對構建和發揮中國乃至全球陸地生態系統碳匯功能具有重要戰略意義。面向國家“雙碳”目標，科學認識和精確評估森林碳源/匯具有極其重要性和緊迫性。
2、現有的碳源/匯、碳收支評估方法主要為樣地清查法、渦度相關法和模型模擬法。
3、基于樣地的數據精準可靠，可精確到森林類型尺度，但實地勘測耗時費力；渦度相關法根據微氣象學原理，可實現碳通量長期連續定位觀測生態系統與大氣間co2交換量，但其輻射范圍與站點數量有限，更多用于生態系統尺度碳循環對氣候變化的響應過程，無法精確到森林類型尺度；基于碳循環過程和機制的模型模擬結構復雜，存在較大不確定性，主要用于區域和全球宏觀尺度，不適于中小尺度碳源/匯評估。
4、綜上，亟需一種實現降尺度森林類型水平且耗時少工作量小的高精度，高效率碳排放量化方法，為高效開展“碳達峰”和“碳中和”的目標落實提供技術支持。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，以解決
技術介紹
中所提出的問題。
2、一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，包括以下步驟：
3、s100、獲取研究區域范圍內逐日尺度氣溫數據集與空間遙感解譯識別數據集；
4、s200、基于所述逐日尺度氣溫數據集，構建研究區域的時空尺度碳通量驅動因子體系；>
5、s300、基于所述時空尺度碳通量驅動因子體系，通過機器學習算法中最小二乘法的碳通量氣候驅動模型，計算研究區域時空尺度碳通量；
6、s400、通過s300模型計算得到對應森林沼澤類型與時間尺度碳通量，集成時間范圍與空間面積，統計輸出研究區域不同時間尺度年碳排放量。
7、優選的，所述氣溫數據集為氣象有序觀測值，表示為：
8、{xi,j}
9、式中，i表示評估基準年的月份，取值范圍為1-12；j表示基準年各月份日期，取值范圍為1-31；
10、所述空間遙感解譯識別數據集表示為：
11、s＝sf+sg+sc
12、式中，s表示研究區域總面積，單位為公頃；sf表示森林沼澤面積，單位為公頃；sg表示灌叢沼澤面積，單位為公頃；sc表示草本沼澤面積，單位為公頃。
13、優選的，所述驅動因子體系分別為背景因子和響應因子，所述背景因子和所述響應因子均包括年、生長季、非生長季3個時間尺度，其中，年尺度為1-12月、生長季為5-9月和非生長季10-4月；其不同時間尺度碳通量背景因子相同，背景因子表達式為：
14、
15、其中，n為時間尺度t中的月份數，年尺度時n取值為12，生長季時n取值為5，非生長季時n取值為7；x5a為各時間尺度下各月5-9、15-19、25-29日5日氣溫最高值的平均值；x3a為各時間尺度下各月7-9、17-19、27-29日3日氣溫最高值的平均值；x1a為各時間尺度下各月9、19、29日氣溫最高值的平均值；x1b為各時間尺度下各月9、19、29日氣溫最低值的平均值；
16、其不同時間尺度碳通量響應因子不同，其中，年尺度響應因子(x5m、j3)表示為：
17、
18、其中，x5m為各月5-9、15-19、25-29日5日氣溫平均值的平均值；j3為各月7-9、17-19、27-29的日均溫3日累加值的平均值；
19、生長季尺度、非生長季尺度響應因子(x3b、j5)相同，表示為：
20、
21、其中，x3b為各月7-9、17-19、27-29日3日氣溫最低值的平均值；j5為各月5-9、15-19、25-29的日均溫5日累加值的平均值。
22、優選的，所述碳通量氣候驅動模型的構建方法包括：
23、采用基于最小二乘法擬合構建的回歸模型構建函數關系；
24、基于森林類型尺度，以各月3次、全年36次的頻率，同步采集年內碳排放通量與微氣象監測，通過篩選構建碳排放驅動微氣象因子體系；
25、建立碳排放通量為因變量，微氣象因子體系為自變量的多元線性回歸模型，空間維度即森林沼澤、灌叢沼澤、草本沼澤，時間維度即年、生長季、非生長季、春、夏、秋、冬；
26、以微氣象因子為媒介，將每個微氣象因子與大尺度氣候因子建立相關系數；
27、構建森林景觀尺度水平的氣候與碳排放函數關系，進行碳排放的氣候尺度評估。
28、優選的，所述年尺度碳通量氣候驅動模型為：
29、
30、其中，fyf(x)、fyg(x)、fyc(x)分別是森林沼澤、灌叢沼澤、草本沼澤年尺度碳排放通量，單位為毫克/平方米/小時；
31、所述生長季尺度碳通量氣候驅動模型為：
32、
33、其中，fsf(x)、fsg(x)、fsc(x)分別是森林沼澤、灌叢沼澤、草本沼澤生長季尺度碳排放通量，單位為毫克/平方米/小時；
34、所述非生長季尺度碳通量氣候驅動模型為：
35、
36、式中，fnf(x)、fng(x)、fnc(x)分別是森林沼澤、灌叢沼澤、草本沼澤非生長季尺度碳排放通量，單位為毫克/平方米/小時。
37、優選的，所述通過s300模型計算得到對應森林沼澤類型與時間尺度碳通量，集成時間范圍與空間面積，統計輸出研究區域不同時間尺度年碳排放量，函數表達式為：
38、
39、其中，cy、cs、cn分別為年尺度、生長季尺度、非生長季尺度的年碳排放量，單位為噸/年；0.0876為單位換算系數。
40、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：
41、本專利技術表明氣候因森林生態系統碳平衡對其極為敏感性與其時空異質性與連續性基因成為森林碳源匯的重要驅動因素，是眾多生態系統模型研究的關鍵響應元素，以區域氣候時空序列為森林碳排放評估驅動因子，基于森林類型尺度微氣象監測及其與較大尺度氣候的映射關系，解決森林碳排放量化關系中微觀點觀測與宏觀氣候的耦合尺度問題，同時融合機器學習算法技術，突破以往繁復的測計實驗分析與復雜的模型估算過程，實現森林類型水平碳排放氣候降尺度評估。
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1.一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于：所述氣溫數據集為氣象有序觀測值，表示為：
3.如權利要求1所述一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于：所述驅動因子體系分別為背景因子和響應因子，所述背景因子和所述響應因子均包括年、生長季、非生長季3個時間尺度，其中，年尺度為1-12月、生長季為5-9月和非生長季10-4月；其不同時間尺度碳通量背景因子相同，背景因子表達式為：
4.如權利要求1所述一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于：所述碳通量氣候驅動模型的構建方法包括：
5.如權利要求4所述一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于：所述年尺度碳通量氣候驅動模型為：
6.如權利要求1所述一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于：所述通過S300模型計算得到對應森林沼澤類型與時間尺度碳通量，集成時間范圍與空間面積，統計輸出研究區域不同時間尺度年碳排放量，函數表達式
...【技術特征摘要】
1.一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于：所述氣溫數據集為氣象有序觀測值，表示為：
3.如權利要求1所述一種氣候驅動的森林沼澤碳排放降尺度評估方法，其特征在于：所述驅動因子體系分別為背景因子和響應因子，所述背景因子和所述響應因子均包括年、生長季、非生長季3個時間尺度，其中，年尺度為1-12月、生長季為5-9月和非生長季10-4月；其不同時間尺度碳通量背景因子相同，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：沃曉棠，韓麗冬，耿美云，張瑞祥，劉金鈺，馬珂馨，劉智仲，許譚，江璟瑜，梁素鈺，蔣旺旺，朱海，肖宇飛，張磊豪，郭思含，唐悅，楊澤楷，
申請(專利權)人：黑龍江省生態研究所，
類型：發明
國別省市：
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