浙江省森林碳儲量估算不確定性研究.pdf

1、森林是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的有機碳庫，對于調節(jié)全球碳平衡具有重要作用。目前區(qū)域森林碳儲量估算研究已經(jīng)成為相關領域熱點問題。然而，準確估算區(qū)域森林碳儲量還面臨著兩大挑戰(zhàn):(1).如何精準地再現(xiàn)森林植被碳儲量的空間分布和格局，以及如何進行碳儲量估算過程中的尺度轉換;(2)如何評價森林碳儲量及其分布估計結果的質量。由于數(shù)據(jù)不準確、方法不得當，使得森林生物量/碳儲量的估計中存在的眾多不確定性。因此，解決不同數(shù)據(jù)源的尺度轉換問題、以及量化估算過

2、程中的不確定性、對于提高森林碳儲量估算精度的準確性和有效性具有重要意義?；诖?，本文以浙江省為研究區(qū)，以實測單株生物量數(shù)據(jù)、浙江省森林資源清查數(shù)據(jù)、Landsat TM數(shù)據(jù)、MOD13Q1數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，在估算森林碳儲量的基礎上，以標準差為不確定性度量，分析了多種來源的不確定性表現(xiàn)。首先使用高斯協(xié)同塊仿真方法將樣地數(shù)據(jù)轉換到240m×240m并應用神經(jīng)網(wǎng)絡方法估算了浙江省森林碳儲量及碳分布。在進行不確定性計算時，結合誤差傳遞方法計算了基于

3、抽樣的總體森林碳儲量估算不確定性和基于遙感的總體森林碳儲量估算不確定性。通過對基于抽樣的總體森林碳儲量估算不確定性計算可知:對于一元生物量模型，測量誤差引起的相對不確定性約占總碳儲量的1.58％，模型相對不確定性約占總碳儲量的18.51％，抽樣不確定性約占總碳儲量的9.12％，總（合成）相對不確定性為20.35％;對于二元生物量模型，測量誤差引起的相對不確定性約為3.42％，模型相對不確定性約為11.90％，抽樣相對不確定性約為9.15

4、％，總（合成）相對不確定性為15.39％。模型參數(shù)以及抽樣不確定性隨建模樣本的增加逐漸降低。當建模樣本由30增加到40再增加到52時，一元生物量模型模型參數(shù)導致的相對不確定性分別為22.37％、17.05％、14.89％。當樣地樣本數(shù)由1361增加到2041再增加到2722時，抽樣不確定性由13.63％減少到12.04％，最后變?yōu)?0.22％。樣地碳密度值經(jīng)過尺度轉換之后，可以在一定程度上反映森林資源清查數(shù)據(jù)的碳分布。尺度轉換后的碳密度

5、值與清查數(shù)據(jù)碳密度值的相關性為0.81?；诔叨绒D換后的碳密度值和MOD13Q1數(shù)據(jù)估算的浙江省森林碳儲量為14.71Mg/hm2，高于基于樣地數(shù)據(jù)估算的13.72Mg/hm2，若以樣地預測值為真值，則基于遙感數(shù)據(jù)估算結果高7.21％。對于基于遙感的森林碳儲量估算不確定性，其主要誤差源為遙感模型的不確定性，約為56.32％，而由樣地尺度引起的碳儲量估算不確定性相對較小，僅為7.97％，基于遙感的總相對不確定性為56.88％。通過以上結果

6、可得出以下結論:
　　(1)基于抽樣的總體森林碳儲量估算不確定性中，模型不確定性對估計結果影響最大，其次為抽樣不確定性，測量不確定性對森林碳儲量的影響最小。因此，提高單術生物量模型的精度對于提高森林碳儲量的估算精度有重要意義。
　　(2)在基于遙感的森林碳儲量估算不確定性中，其主要不確定性來源來自于遙感模型的不確定性，而樣地不確定性要遠遠小于遙感模型誤差。因此，在結合遙感進行森林碳儲量估算時，遙感模型的精度對估算精度有至關重

7、要的作用。在以后的研究中，提高遙感模型的精度應作為提高森林碳儲量估算精度的研究重點。
　　(3)大區(qū)域森林碳儲量估算中，使用中高分辨率遙感影像作為地面樣地數(shù)據(jù)與低分辨率遙感影像的尺度轉換橋梁可以作為一種較為有效的尺度轉換方法。本研究基于高斯協(xié)同塊仿真方法結合Landsat TM數(shù)據(jù)將樣地數(shù)據(jù)轉換為與MOD13Q1分辨率相近的大小，并結合神經(jīng)網(wǎng)絡方法進行大區(qū)域森林碳儲量估算估計精度符合預期，證明在一定的條件下其方法適合于大區(qū)域森林碳