一种城市单株乔木的碳汇测算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于植物碳汇测算领域，具体涉及一种城市单株乔木的碳汇测算方法。
【背景技术】
[0002] 随着1960年国际生物学计划IBP的发布，对森林和城市绿地植物生物量计量方法 的研宄逐渐受到关注。在城市中建立单木生产力模型是确定绿地碳汇量，实现中小尺度上 遥感测汇的基础，相比于传统的森林替代法和林木材积法，该调查方法相对更为准确和科 学。具有代表性的方法包括直接收获法和气体交换法（二氧化碳平衡法）。
[0003] 直接收获法即实测法，是最可靠的植物碳量和生物量计量方法，但由于对植物样 株的巨大破坏和需要耗费大量人力物力，所以目前该法主要用于为其它方法定标；气体交 换法则通过测试树木绿量和植物叶光合能力便可计算净碳量和生物量，为了保证测试数据 的代表性，气体交换法通常要求测试植物的四季光合固碳值，然后可以进一步给出净碳量 与植物表观量的统计关系模型。
[0004] 与收获法相比，气体交换法可以减少砍伐量、降低实验成本和提高工作效率。但比 较以往的工作，气体交换法更多应用于自然森林系统，在城市单株乔木领域的测算尚未见 详细的文献报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种城市单株乔木的碳汇测算方法，构建城市单株乔木的碳 汇模型，进行城市绿地乔木植株碳汇能力的精准测算，辅助遥感系统在城市中小尺度植物 的碳汇监测中使用，具有针对性强、操作简易、准确度高、不具破坏性、适行于城市多异质环 境等优点。
[0006] 为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
[0007] -种城市单株乔木的碳汇测算方法，主要包括如下步骤：
[0008] 1)测量树冠光能利用率G，其为空白和树林下的平均光强值之差与空白处平均光 强值的比值，取值为0.7~1 ;
[0009] 2)测量冠幅D，树冠横向和纵向直径测得数值的平均值，单位，m;
[0010] 3)测量乔木植株的根呼吸占比B，其为根呼吸碳量/净碳量，取值为0.05~0. 15 ;
[0011] 4)测量叶遮光率f，根据测试植株的种类确定，取值为0. 8~0. 9 ;
[0012] 5)测量瞬时光合速率Pp单位：ymol?nT2 ?s'利用测得的Pi计算单位叶面积的 日净碳量
[0013]
【主权项】
1. 一种城市单株乔木的碳汇测算方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 测量树冠光能利用率G，其为空白和树林下的平均光强值之差与空白处平均光强值 的比值； 2) 测量冠幅D，树冠横向和纵向直径测得数值的平均值，单位，m; 3) 测量乔木植株的根呼吸占比B，其为根呼吸碳量/净碳量； 4) 测量叶遮光率f，根据测试植株的种类确定； 5) 测量瞬时光合速率Pi,单位：y m〇l ? m2 ? s'利用测得的？,计算单位叶面积的日净 碳量W。：
量，取值0. 〇12g/mmol，Tday为白昼光合时间，取值为8~12h ;n为实测光合速率的时段数， 取值为3~5 ; 分别在春、夏、秋、冬四个季节内，选择具有代表性的天气3-5天，得到代表性天气的单 位叶面积的日净碳量W。，对其进行均化处理，分别得到四个季节的单位叶面积的日净碳量 W。#、W。x、W。W。#，再进行均化处理，计算全年单位叶面积的日净碳量平均值W d;W d= (W。# +1夏+1秋現冬）/4,单位：g ? JiT2 ? (T; 6) 由Wd计算单位叶面积的年净碳量W a Wa为光合有效天气的日净碳总量减去夜晚和阴雨天气的耗碳值；植物在晚上和阴雨天 气的暗呼吸消耗量分别为日净碳量的20%和10% ;光合总天数=光合有效天数+阴雨天 数； 因此，Wa= WdX光合有效天数一（WdXO. 2X光合总天数+WdX0.1 X阴雨天数）； 7) 计算单株乔木的年碳汇值 将上述得到的G、B、Wa、D和f代入碳汇值计算公式I，计算单株乔木的年碳汇值； Cl= HXGX (I-B) XffaXLATXY I ； 其中，H为管养系数，取值为0.5~I. 1 ; LAT为叶面积总量，LAT = SXLAI ;S = Jr XD2/4 ;LAI为叶面积指数； Y为单位叶面积平均接受光强的值，Y = IAf ? LAI)，式中，f为叶遮光率。
2. 根据权利要求1所述的城市单株乔木的碳汇测算方法，其特征在于，所述的树冠光 能利用率G的取值为0.7~1。
3. 根据权利要求1所述的城市单株乔木的碳汇测算方法，其特征在于，所述的根呼吸 占比B的取值为0.05~0. 15。
4. 根据权利要求1所述的城市单株乔木的碳汇测算方法，其特征在于，叶遮光率f?的取 值为0.8~0.9。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的城市单株乔木的碳汇测算方法，其特征在于，所述 的乔木植株为常绿乔木植株或落叶乔木植株。
6. 根据权利要求5所述的城市单株乔木的碳汇测算方法，其特征在于，所述的常绿乔 木植株的年平均光合有效天数为200天，阴雨天数为165天，总光合总天数365天，根呼吸 占比B为0. 1，将G、B、Wa、D、f、H、LAT和Y代入碳汇值计算公式I计算常绿乔木植株的年 碳汇值，得到公式II: 常绿乔木植株年碳汇值Q= HXGX78WdXD2/f II。
7.根据权利要求5所述的城市单株乔木的碳汇测算方法，其特征在于，所述的落叶乔 木植株的年平均光合有效天数为120天，阴雨天数为96天，合计光合总天数216天，根呼吸 碳量消耗为净碳量的10 %，将得到的G、B、Wa、D、f、H、LAT和Y代入碳汇值计算公式I计算 落叶乔木植株的年碳汇值，得到公式III : 落叶乔木植株年碳汇值Q= HXGX48WdXD2/f III。
【专利摘要】本发明公开了一种城市单株乔木的碳汇测算方法，先测量树冠光能利用率G、冠幅D、根呼吸占比B、叶遮光率f和瞬时光合速率Pi，计算出单位叶面积的年净碳量Wa，再将管养系数H及叶面积总量LAT＝S×LAI，S＝π×D2/4，单位叶面积平均接受光强值Y＝1/(f×LAI)，代入公式I即CL＝H×G×(1-B)×Wa×LAT×Y，计算单株乔木的碳汇值。本发明在气体交换法的基础上，结合树冠表观特征、光能利用率和管养方式，构建城市单株乔木的碳汇计算模型，进行城市绿地碳汇能力的精准测算，具有针对性强、操作简易、准确度高、不具破坏性、适于城市多异质环境等优点。
【IPC分类】G01N33-00
【公开号】CN104820065
【申请号】CN201510178889
【发明人】高凯, 冷寒冰, 秦俊, 张亚利, 奉树成
【申请人】上海植物园
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月15日