一种基于空间生态修复能力的碳汇评估方法与流程

本发明涉及生态系统碳汇评估，尤其涉及一种基于空间生态修复能力的碳汇评估方法。

背景技术：

1、碳汇是指从空气中清除二氧化碳的过程，而土地利用现状是影响碳汇的重要因素。由于人类活动的复杂性及自然界诸多因素的不确定性，且土地利用中的很多因素难以定量描述，导致土地利用碳排放和碳汇量极难计算。

2、现有技术中开展了大量土地利用碳排放和碳汇量核算研究，通过野外取样获取土壤碳密度，结合样地清查法核算了不同区域森林碳累计排放量，但是这种方式的精确性和效率都较低。且现有评估方法多为单一生态系统碳汇评估方法，掩盖了国土空间生态修复能力的差异性，导致全面性和精细化程度不足。

3、因此，亟需一种能够综合考虑区域国土生态碳汇能力估算和评估的空间异质性，实现对区域生态修复能力的碳汇功能精细化评估的评估方法。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于空间生态修复能力的碳汇评估方法。

2、一种基于空间生态修复能力的碳汇评估方法，包括以下步骤：获取目标区域的矢量空间数据和统计数据并进行融合处理，基于自然资源分类体系，采用融合后的数据建立所述目标区域生态系统碳汇功能的基底数据库；基于生态系统划分得到多种景观类型，采用景观生态学方法将土地利用矢量数据转换为多个地块单元，并识别得到目标区域生态系统碳汇功能的影响因子，影响因子包括空间异质性、土地利用类型、植被差异和土壤类型；结合所述多种景观类型和影响因子，根据所述多个地块单元分区分类建立叠加生态修复能力空间异质性的碳汇功能评估修正方案，将固定二氧化碳量作为生态系统固碳功能的评价指标，采用固碳速率法对生态系统固碳功能进行核算，评估得到目标区域的生态碳汇能力。

3、在其中一个实施例中，所述获取目标区域的矢量空间数据和统计数据并进行融合处理，基于自然资源分类体系，采用融合后的数据建立所述目标区域生态系统碳汇功能的基底数据库，包括：确定待评估碳汇功能的目标区域，获取所述目标区域在预设时间段内的矢量空间数据和统计数据；其中，所述矢量空间数据包括多期遥感影像、dem数据、地理国情监测数据、土地利用现状数据、国土调查数据、农用地分等数据、水热因子、秸秆还田数据、地质调查数据和无人机航测影像数据；所述统计数据包括土壤污染调查数据、气象数据、矿山保护规划数据、国土空间规划数据、城市总体规划及专项规划数据、生态修复规划数据、绿地系统规划数据和林业规划数据；基于gis平台，采用3s技术对所述多期遥感影像进行正射影像处理，以目标区域的地形图进行校正，得到基础调查底图；通过坐标校正、投影变换和底图配准的方法，将所述矢量空间数据转换到所述基础调查底图上；集成3s技术、地理空间数据与非空间数据无缝整合技术，将所述统计数据以空间化的方法叠加到所述基础调查底图上；基于自然资源分类体系，结合生态系统的划分，构建得到目标区域生态系统碳汇功能的基底数据库。

4、在其中一个实施例中，所述基于生态系统划分得到多种景观类型，采用景观生态学方法将土地利用矢量数据转换为多个地块单元，并识别得到目标区域生态系统碳汇功能的影响因子，包括：基于生态系统的划分，生成对应的多种景观类型，所述生态系统包括城镇、农田、森林、灌丛、湿地、草地、石漠和其他8个类型；采用gis平台，基于景观生态学方法，将土地利用矢量数据转换为设定大小的多个地块单元，并基于所述多个地块单元，识别得到目标区域生态系统碳汇功能的影响因子。

5、在其中一个实施例中，还包括：以所述基底数据库为基础，根据生命共同体要素，所述生命共同体要素包括山、水、林、湖、田和草，进行区域生态系统类型的识别与划分，得到不同类型生态系统的空间分布格局和生态系统现状特征，诊断出区域生态系统碳汇功能的主要问题。

6、在其中一个实施例中，所述采用固碳速率法对生态系统固碳功能进行核算，评估得到目标区域的生态碳汇能力，包括：生态系统碳汇能力计算公式为：

7、qtco2＝mco2/mc×(fcs+gscs+wcs+cscs)

8、式中，qtco2为陆地生态系统二氧化碳总固定量，即目标区域的生态碳汇能力，fcs为森林及灌丛固碳量，gscs为草地固碳量，wcs为湿地固碳量，cscs为农田固碳量，mco2/mc＝44/12，为c转换为co2的系数；其中，所述森林及灌丛固碳量的计算公式为：

9、fcs＝fcsr·sf×(1+β)

10、式中，fcs为森林及灌丛固碳量，fcsr为森林及灌丛的固碳速率，sf为森林及灌丛面积，β为森林及灌丛土壤固碳系数；所述草地固碳量的计算公式为：

11、gscs＝gsr·sg

12、式中，gscs为草地固碳量，gsr为草地土壤的固碳速率，sg为草地面积；所述湿地固碳量的计算公式为：

13、

14、式中，wcs为湿地固碳量，scsri为第i类水域湿地的固碳速率，swi为第i类水域湿地的面积，m表示水域湿地的类别总数；所述农田土壤固碳量的计算公式为：

15、cscs＝(bss+scsrn+pr+scsrs)·sc

16、式中，cscs为农田土壤固碳量，bss为无固碳措施条件下的农田土壤固碳速率，scsrn为施用氮肥和复合肥的农田土壤固碳速率，scsrs为秸秆全部还田的农田土壤固碳速率，pr为农田秸秆还田推广施行率，sc为农田面积；其中，所述无固碳措施条件下的农田土壤固碳速率为：

17、bss＝nsc×bd×h×0.1

18、式中，nsc为无化学肥料和有机肥料施用的情况下，农田土壤有机碳的变化，bd为土壤容重，h为土壤厚度；所述施用氮肥和复合肥的农田土壤固碳速率为：

19、scsrn＝1.5339×tnf-266.7

20、式中，tnf为单位面积耕地化学氮肥和复合肥的总施用量，其中，tnf＝(nf+cf×0.3)/sp，nf和cf为化学氮肥和复合肥施用量，sp为耕地面积；所述秸秆全部还田的农田土壤固碳速率为：

21、scsrs＝43.548×s+375.1式中，s为单位耕地面积秸秆还田量，其中，式中，cyj为作物j在当年的产量，sgrj为作物j的草谷比，n表示作物类别总数。

22、相比于现有技术，本发明的优点及有益效果在于：本发明能够通过获取目标区域的矢量空间数据和统计数据并进行融合处理，基于自然资源分类体系，采用融合后的数据建立目标区域生态系统碳汇功能的基底数据库；基于生态系统划分得到多种景观类型，采用景观生态学方法将土地利用矢量数据转换为多个地块单元，并识别得到目标区域生态系统碳汇功能的影响因子，影响因子包括空间异质性、土地利用类型、植被差异和土壤类型；结合多种景观类型和影响因子，根据多个地块单元分区分类建立叠加生态修复能力空间异质性的碳汇功能评估修正方案，将固定二氧化碳量作为生态系统固碳功能的评价指标，采用固碳速率法对生态系统固碳功能进行核算，评估得到目标区域的生态碳汇能力，从而能够实现对区域国土生态碳汇能力估算和评估的空间异质性，实现对区域生态修复能力的碳汇精细化和全面化评估，有利于加强国土空间生态修复，提升区域碳汇能力。