黑龍江省第二次LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)研究綜述

趙星財(cái)

(黑龍江省林業(yè)監(jiān)測(cè)規(guī)劃院,黑龍江 哈爾濱 150080)

碳匯的含義是碳的寄存體在空氣中吸收CO2的活動(dòng)和過(guò)程。碳匯對(duì)于降低大氣當(dāng)中溫室氣體的濃度和減緩全球的氣候變暖產(chǎn)生非常重要的作用。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫(kù)，促進(jìn)森林碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)工作，能夠降低大氣中溫室氣體的濃度，還能夠?yàn)閲?guó)家環(huán)境治理工作做出積極貢獻(xiàn)。碳匯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值逐漸進(jìn)入人們的視野，并引起相關(guān)研究的迅猛發(fā)展[1，2]。

林業(yè)行業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變暖的工作是國(guó)家戰(zhàn)略重要的組成部分，是我國(guó)參加國(guó)際氣候談判的優(yōu)勢(shì)與亮點(diǎn)。做好應(yīng)對(duì)氣候變暖的工作，彰顯林業(yè)行業(yè)在應(yīng)對(duì)氣候變暖中的重要地位，強(qiáng)有力地支撐國(guó)家氣候變化的內(nèi)政外交具有非常重要意義[3]。

建立省級(jí)林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)體系，是黑龍江省應(yīng)對(duì)氣候變化中一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)性、支撐性工作。黑龍江省林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)體系建設(shè)是全國(guó)林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)體系建設(shè)的重要組成部分，是建設(shè)生態(tài)文明的重要內(nèi)容，也是支撐省級(jí)林業(yè)碳匯清單編制和碳匯交易，滿足森林增長(zhǎng)指標(biāo)及其增匯能力年度考核的現(xiàn)實(shí)要求。體系建設(shè)自2013 年正式啟動(dòng)以來(lái)，在國(guó)家林業(yè)局林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)中心的指導(dǎo)下，取得了一些成果。但總的來(lái)看，尚處于初級(jí)階段。

資料顯示：2017年全國(guó)碳交易體系的建立，為林業(yè)碳匯交易帶來(lái)新的機(jī)遇，構(gòu)建省級(jí)林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)體系也顯得尤為迫切。因此，應(yīng)建立以模型和參數(shù)體系為支撐，以森林資源二類(lèi)調(diào)查和全省濕地資源調(diào)查成果為基礎(chǔ)的江西林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)體系，運(yùn)用遙感和GIS 技術(shù)，結(jié)合地面調(diào)查，準(zhǔn)確查清森林、濕地資源各碳庫(kù)碳儲(chǔ)量現(xiàn)狀、變化和空間分布，為全面測(cè)算林業(yè)碳匯實(shí)現(xiàn)年度數(shù)據(jù)提供參考[4]。

黑龍江省第二次LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)以2016年計(jì)量監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)，更新碳匯監(jiān)測(cè)樣地土地利用變化和碳匯屬性因子數(shù)據(jù)，匯總出2013-2016年黑龍江省林地、濕地碳儲(chǔ)量及其土地利用變化引起的碳儲(chǔ)量等成果，掌握監(jiān)測(cè)年份林業(yè)碳匯資源狀況。穩(wěn)步推進(jìn)濕地碳計(jì)量方法、REDD+評(píng)估技術(shù)、森林碳儲(chǔ)量遙感估測(cè)模型等研究和應(yīng)用，充實(shí)完善LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法。推進(jìn)黑龍江林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)體系建設(shè)，不斷提升林業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化、國(guó)際涉林議題談判、參與碳交易等工作的支撐保障能力。

1 工作任務(wù)

1.1 碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)樣地調(diào)查

黑龍江省各縣市區(qū)為計(jì)量監(jiān)測(cè)單位，制定計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)方案，采用遙感區(qū)劃解譯、現(xiàn)地調(diào)查和模型更新相結(jié)合的方法，開(kāi)展碳匯監(jiān)測(cè)樣地土地利用變化區(qū)劃調(diào)查、碳匯屬性因子更新和質(zhì)量控制，獲取2013-2016年黑龍江省LULUCF碳匯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，更新黑龍江省數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2 采集林業(yè)管理活動(dòng)水平數(shù)據(jù)

以黑龍江省各縣市區(qū)為采集單位，利用營(yíng)造林統(tǒng)計(jì)、林地和森林資源管理等資料，按年度采集2014—2016年造林、森林撫育、森林采伐、森林災(zāi)害和林地使用等活動(dòng)水平數(shù)據(jù)，為開(kāi)展林業(yè)增匯減排分析提供支撐。

1.3 碳匯計(jì)量評(píng)估

年度計(jì)量統(tǒng)計(jì)與定期匯總分析相結(jié)合，開(kāi)展林業(yè)碳匯計(jì)量評(píng)估，產(chǎn)出第二次LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)主要數(shù)據(jù)成果，編制年度計(jì)量監(jiān)測(cè)報(bào)告和匯總分析報(bào)告。推進(jìn)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，提升服務(wù)于黑龍江省的林業(yè)生態(tài)建設(shè)。

1.4 持續(xù)推動(dòng)LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)步

在森林碳儲(chǔ)量遙感估測(cè)、濕地碳儲(chǔ)量計(jì)量模型和溫室氣體排放因子測(cè)定、木質(zhì)林產(chǎn)品碳儲(chǔ)量估測(cè)和REDD+評(píng)估方法等方面，深化技術(shù)研究、試點(diǎn)應(yīng)用和規(guī)程研制，建立健全LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)體系。

2 技術(shù)方法

以2013、2016年兩期衛(wèi)星影像反映的影像特征差異為依據(jù)，參考最新林業(yè)相關(guān)調(diào)查成果，綜合運(yùn)用遙感區(qū)劃解譯、典型類(lèi)型實(shí)測(cè)調(diào)查、變化模型更新等方法，開(kāi)展土地利用變化與林業(yè)碳匯調(diào)查。建立土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣，采用生物量擴(kuò)展因子法(BEF)、碳密度法等方法，計(jì)量2013—2016年土地利用變化與林業(yè)碳匯量，分析造林綠化、森林經(jīng)營(yíng)、保護(hù)管理和濕地保護(hù)對(duì)提升林業(yè)碳匯能力的作用。

2.1 基礎(chǔ)資料和衛(wèi)星影像準(zhǔn)備

黑龍江省第二次LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)采用CGCS2000坐標(biāo)系、1985國(guó)家高程基準(zhǔn)和6度分帶高斯-克呂格投影。

2.1.1 基礎(chǔ)資料 以最新林地保護(hù)利用規(guī)劃數(shù)據(jù)、公益林區(qū)劃界定、濕地調(diào)查因子更新、一類(lèi)資源清查數(shù)據(jù)以及造林、森林撫育、退化林修復(fù)、采伐利用、使用林地、災(zāi)害發(fā)生情況等資料，作為土地利用類(lèi)型區(qū)劃、森林和濕地調(diào)查因子更新的參考依據(jù)。

2.1.2 影像資料 包括2013、2016年兩期衛(wèi)星影像，以空間分辨率在2m左右的“資源三號(hào)”等影像為主，時(shí)相以生長(zhǎng)季為主。經(jīng)輻射校正、正射校正和增強(qiáng)處理，按1:10萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)分幅制作監(jiān)測(cè)工作影像底圖，用于LULUCF計(jì)量監(jiān)測(cè)區(qū)劃調(diào)查。

2.2 碳匯監(jiān)測(cè)樣地土地利用變化區(qū)劃調(diào)查

通過(guò)外業(yè)踏查或最新成果資料，采集主要土地利用類(lèi)型、森林類(lèi)型等的實(shí)地地物照片、景觀描述等數(shù)據(jù)，分區(qū)域建立遙感解譯標(biāo)志庫(kù)，掌握主要地物類(lèi)型的影像描述特征。以2013年LULUCF碳匯監(jiān)測(cè)樣地?cái)?shù)據(jù)為本底，根據(jù)2013、2016年兩期衛(wèi)星影像特征差異，參考相關(guān)調(diào)查監(jiān)測(cè)成果資料，按土地利用類(lèi)型、森林(林地)類(lèi)型、林種、權(quán)屬、起源等不同進(jìn)行區(qū)劃，提取發(fā)生變化的圖斑，獲取2016年碳匯監(jiān)測(cè)樣地土地利用區(qū)劃數(shù)據(jù)和2013—2016年土地利用變化區(qū)劃數(shù)據(jù)。

2.3 碳匯監(jiān)測(cè)樣地圖斑屬性因子更新

根據(jù)最新相關(guān)調(diào)查監(jiān)測(cè)成果資料，結(jié)合典型調(diào)查、模型更新等方法，更新2016年碳匯監(jiān)測(cè)樣地中林地、濕地圖斑的屬性因子。地類(lèi)未發(fā)生變化圖斑，起源、土地權(quán)屬、郁閉度、林種、覆蓋度、工程類(lèi)別、森林(林地)類(lèi)別、 公頃蓄積、平均胸徑、公頃生物量等屬性，可依托相關(guān)監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)地調(diào)查或建立變化模型等方法更新到2016年。地類(lèi)發(fā)生變化圖斑的屬性值，通過(guò)實(shí)地補(bǔ)測(cè)等方法獲取，并更新到2016年。

2.4 計(jì)量監(jiān)測(cè)成果質(zhì)量檢查

對(duì)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)成果實(shí)行省級(jí)自查二級(jí)檢查。采取內(nèi)業(yè)查驗(yàn)和外業(yè)檢查相結(jié)合的方法，對(duì)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)方案、監(jiān)測(cè)樣地投影和坐標(biāo)系、解譯標(biāo)志建立、圖斑區(qū)劃、屬性調(diào)查記載、屬性數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系、生長(zhǎng)模型更新等進(jìn)行質(zhì)量檢查。根據(jù)內(nèi)業(yè)查驗(yàn)和外業(yè)檢查結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，確保質(zhì)量要求。

2.5 林業(yè)碳匯計(jì)量評(píng)估

匯總碳匯監(jiān)測(cè)樣地?cái)?shù)據(jù)，建立黑龍江省碳匯計(jì)量數(shù)據(jù)庫(kù)。構(gòu)建土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣，匯總統(tǒng)計(jì)2013—2016年土地利用變化。運(yùn)用生物量擴(kuò)展因子法(BEF)、生物量關(guān)系模型和碳密度法等方法，測(cè)算各類(lèi)林地、濕地碳庫(kù)儲(chǔ)量，分析土地利用變化和林業(yè)相關(guān)活動(dòng)導(dǎo)致的碳儲(chǔ)量變化，反映林業(yè)增匯減排成效。

3 碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)預(yù)期成果

黑龍江省LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)的預(yù)期主要成果有下面幾個(gè)方面：

3.1 碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)成果

主要有2016年碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)的土地利用區(qū)劃的矢量數(shù)據(jù)、2013-2016年碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)的土地利用變化區(qū)劃的矢量數(shù)據(jù)、2014-2016年碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)林業(yè)管理活動(dòng)水平統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

3.2 碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)的報(bào)告成果

主要有計(jì)量監(jiān)測(cè)單位碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)總結(jié)報(bào)告、自查質(zhì)量檢查報(bào)告、年度和定期計(jì)量監(jiān)測(cè)主要結(jié)果報(bào)告。

3.3 碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程

主要有計(jì)量監(jiān)測(cè)單位碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)方案、林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指南。

4 總結(jié)

黑龍江省LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是2016年黑龍江省碳匯監(jiān)測(cè)的實(shí)地調(diào)查、濕地調(diào)查數(shù)據(jù)、森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)和連續(xù)清查基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)表等。對(duì)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)樣地進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)是碳匯監(jiān)測(cè)體系的主要形式，補(bǔ)充實(shí)地調(diào)查可對(duì)樣地成果進(jìn)行核實(shí)和改正，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，取得黑龍江省的LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)水平。黑龍江省在資源監(jiān)測(cè)工作上積累了很多數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)工作打下夯實(shí)的基礎(chǔ)，本文主要提出黑龍江省第二次LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)的工作目標(biāo)、工作任務(wù)、技術(shù)方法和預(yù)期成果，沒(méi)有對(duì)具體統(tǒng)計(jì)算法等技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。基于遙感解譯等方法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的更新，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并計(jì)算出的生物量和碳儲(chǔ)量等有一定的局限性，將來(lái)應(yīng)以碳匯計(jì)量模型的參數(shù)選取、統(tǒng)計(jì)的方法和模型的驗(yàn)證等幾個(gè)方面進(jìn)行必要的研究，提高LULUCF碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)工作的成果。