一种基于树木年轮的碳汇计量方法与流程

1.本发明涉及树木碳汇计量技术领域，更具体的是涉及基于树木年轮的碳汇计量方法技术领域。


背景技术：

2.碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。也就是说碳汇主要是指树木吸收并储存二氧化碳的多少，或者说是树木吸收并储存二氧化碳的能力。
3.有关资料表明，森林面积虽然只占陆地总面积的1/3，但森林植被区的碳储量几乎占到了陆地碳库总量的一半。树木通过光合作用吸收了大气中大量的二氧化碳，减缓了温室效应。这就是通常所说的森林的碳汇作用。二氧化碳是林木生长的重要营养物质。它把吸收的二氧化碳在光能作用下转变为糖、氧气和有机物，为生物界提供枝叶、茎根、果实、种子，提供最基本的物质和能量来源。这一转化过程，就形成了森林的固碳效果。森林是二氧化碳的吸收器、贮存库和缓冲器。反之，森林一旦遭到破坏，则变成了二氧化碳的排放源。
4.定期进行碳汇计量可以便于人们检测和监控树木吸收二氧化碳的能力，通过年轮进行碳汇计量是一种较为精准的计量方法，而且可以避免砍伐等破坏树木的风险。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：实现在不伤害树木的情况下精准进行碳汇计量。为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于树木年轮的碳汇计量方法。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种基于树木年轮的碳汇计量方法，包括以下步骤：
8.步骤s1：钻取树木的年轮样芯；
9.步骤s2：将所述年轮样芯预处理后进行交叉定年；
10.步骤s3：根据所述交叉定年的结构获取每一年的年轮的宽度；
11.步骤s4：根据年轮的宽度进行碳汇核算。
12.优选地，所述步骤s1中，在树木的胸径处钻取所述年轮样芯。
13.优选地，所述步骤s1中，采用生长锥钻取所述年轮样芯。
14.优选地，所述步骤s2中，所述预处理包括晾干、固定和打磨。
15.优选地，所述步骤s2中，进行交叉定年时采用tsap软件和cofecha软件进行辅助。
16.优选地，所述步骤s4中，所述碳汇核算的方法为：
17.δc
t
＝δv
t
*bef*(1+r)*d*cf；
18.其中，δc
t
是第t年的固碳量，δv
t
是第t年的连年蓄积量，bef是生物量转换系数，r是地下地上生物量比值，d是基本木材密度，cf是含碳率。、优选地，所述第t年的连年蓄积量的计算方法为：
19.δv
t
＝f(dbh
t
,h
t
)-f(dbh
t-2*rw
t
,h
t-1
)；
20.其中，dbh
t
为第t年的胸径，h
t
为第t年的树高，h
t-1
是第t-1年的树高，rw
t
是第t年的年轮的宽度，f代表材积方程。
21.本发明的有益效果如下：
22.通过生长锥钻取树木样芯，可以避免砍伐树木等操作，避免对树木和环境造成破坏；树木样芯取样方便，可操作性强；对样芯进行预处理可以提高测量精准度减小误差；采用tsap软件和cofecha软件进行辅助可以提升定年精准度，定年精准度可以提升碳汇计量的精准度；通过定年以后根据年轮进行碳汇核算，计算简单、方便且准确。
附图说明
23.图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例1
27.如图1所示，本实施例提供一种基于树木年轮的碳汇计量方法，包括以下步骤：
28.步骤s1：钻取树木的年轮样芯；
29.步骤s2：将所述年轮样芯预处理后进行交叉定年；
30.步骤s3：根据所述交叉定年的结构获取每一年的年轮的宽度；
31.步骤s4：根据年轮的宽度进行碳汇核算。
32.通过年轮进行碳汇计量是一种较为精准的计量方法，而且可以避免砍伐等破坏树木的风险。碳源是指产生二氧化碳之源。它既来自自然界，也来自人类生产和生活过程。碳源与碳汇是两个相对的概念，即碳源是指自然界中向大气释放碳的母体，碳汇是指自然界中碳的寄存体。减少碳源一般通过二氧化碳减排来实现，增加碳汇则主要采用固碳技术。因此为了环保定期进行碳汇计量是很重要的，而其中与树木相关的主要是森林碳汇和林业碳汇，森林碳汇是指森林植物通过光合作用将大气中的二氧化碳吸收并固定在植被与土壤当中，从而减少大气中二氧化碳浓度的过程，林业碳汇是指利用森林的储碳功能，通过植树造林、加强森林经营管理、减少毁林、保护和恢复森林植被等活动，吸收和固定大气中的二氧化碳，并按照相关规则与碳汇交易相结合的过程、活动或机制。也就是说可以通过植物固碳，一方面对环境友好，另一方面促成碳汇交易。
33.实施例2
34.实施例2基于实施例1所提供一种基于树木年轮的碳汇计量方法，包括以下步骤：
35.步骤s1：钻取树木的年轮样芯；
36.步骤s2：将所述年轮样芯预处理后进行交叉定年；
37.步骤s3：根据所述交叉定年的结构获取每一年的年轮的宽度；
38.步骤s4：根据年轮的宽度进行碳汇核算。
39.在本实施例中，作为优选方案，所述步骤s1中，在树木的胸径处钻取所述年轮样芯，钻取方法为为采用生长锥钻取所述年轮样芯，生长锥是一种在不砍伐树木的情况下，一种专门用于测定树木年龄和直径生长量的专用工具，具体操作为：先将锥筒装置于锥柄上的方孔内,用右手握柄的中间,用左手扶住锥筒以防摇晃，垂直于树干将锥筒先端压入树皮,而后用力按顺时针方向旋转,待钻过髓心为止，最后将探取杆插入筒中稍许逆转再取出树木的年轮样芯。
40.另外地，在本实施例中所述步骤s2中，所述预处理包括晾干、固定和打磨，通常可以在用生长锥在树木胸径处钻取树芯后，进行自然条件下晾干、固定和打磨等预处理。
41.再有，所述步骤s2中，可以在显微镜下进行交叉定年，最后在树木年轮宽度测量仪上进行精确的轮宽量测，进行交叉定年时采用tsap软件和cofecha软件进行辅助提高交叉定年的准确度，其中tsap是一块树木年轮曲线矫正软件，而cofecha是一款可以用于对交叉定年的准确性加以检验的软件。交叉定年是树轮年代学标尺建立的基本方法。树轮年代学标尺是建立在植物生长的基础上，树轮年代学的理论基础是：基于外界环境的变化，例如旱、涝、冷、热等会引起的树木年轮生长的宽窄年际变化，相同气候环境对不同的树木生长产生的影响是相似的，因此，同一地区的同种树木的年轮宽度序列会产生相同的变化模式，通过年轮宽度序列的变化特征，再根据取样时间，对已形成的每一个年轮进行精确断代，特别说明的是在这里还可以通过显微镜的辅助进行精确的交叉定年。
42.在根据交叉定年确定年轮宽度以后，作为一种优选的方案，所述步骤s4中，所述碳汇核算的方法可以为：
43.δc
t
＝δv
t
*bef*(1+r)*d*cf；
44.其中，ac
t
是第t年的固碳量，δv
t
是第t年的连年蓄积量，bef是生物量转换系数，r是地下地上生物量比值，d是基本木材密度，cf是含碳率。、
45.特别说明的是，所述第t年的连年蓄积量的计算方法为，计算累积t年和累积t-1年的蓄积量差值，即：
46.δv
t
＝v
t-v
t-1
；
47.其中的v
t
和v
t-1
分别为累积t年和累积t-1年的蓄积量，均可以通过材积方程进行计算所得到。
48.也就是说进一步地，可以通过材积方程分别求得树木累积t年和累积t-1年的蓄积量，具体公式如下所示：
[0049]vt
＝f(dbh
t
，h
t
)；
[0050]vt-1
＝f(dbh
t-1
，h
t-1
)；
[0051]
由于dbh
t
为第t年的胸径，根据树木年龄的特性可知，年轮是树木内的细胞和导管每年重复一次由大到小，材质由松到密的变化，从而就形成了色泽、质地不同的一圈圈环纹，通常每年一轮，且按照年续逐年在外圈产生。因此第t年的年轮就在第t-1年的年轮的外圈。
[0052]
所以，根据简单几何学知识可以知道，第t-1年的胸径dbh
t-1
即为第t年的胸径dbh
t
减去两个第t年的年轮宽度，即：
[0053]
dbh
t-1
＝dbh
t-2*rw
t
；
[0054]
综上所述，可以获取到由材积方程计算得到的第t年的连年蓄积量：
[0055]
δv
t
＝f(dbh
t
，h
t
)-f(dbh
t-2*rw
t
，h
t-1
)；
[0056]
其中，dbh
t
为第t年的胸径，h
t
为第t年的树高，h
t-1
是第t-1年的树高，rw
t
是第t年的年轮的宽度，f代表材积方程。
[0057]
特别说明的是，不同的树种对应不同的材积方程，以甘肃省人工云杉为例，其材积方程为：
[0058][0059]
其中，dbh
t
为第t年的胸径，h
t
为第t年的树高，其他系数均为实验得出的经验值。
[0060]
通过本实施例的方法，可以对森林的碳汇计量与林业碳汇项目的资产核算，为林业碳汇项目的碳汇计量、核证、管理以及市场交易提供基础支撑。