一种基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统的制作方法

本发明涉及海洋碳汇，具体涉及一种基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统。

背景技术：

1、海洋碳汇是指将海洋作为一个特定载体吸收大气中的二氧化碳，并将其固化的一种过程和机制，指一定时间周期内海洋储碳的能力或容量，也被称为蓝碳，据调查地球上超过一半的二氧化碳的循环和固定是通过海洋完成，海洋不仅可以长期存碳，还能重新分配二氧化碳，是最高效的碳汇。

2、红树林、海草床和盐沼等滨海“蓝碳”生态系统是生物圈中最密集的碳汇区域，其高生产力、强大的悬浮物捕捉能力以及有机碳在海草床沉积物中的低分解率和相对稳定性的优点，使得滨海“蓝碳”生态系统具有很高的沉积物碳埋藏率，固碳能力极高，其中海洋活体植物的固碳能力高于所有其他类型的海洋生态系统，因此有必要对海洋“蓝碳”生态系统中活体植物的固碳能力进行量化研究。

3、水生生物是生活在各类水体中的生物的总称。其中包括水生高等植物。要对海洋碳汇状态进行评估，则必要对海洋中的水生高等植物进行量化研究，因此提出一种基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统针对植物对海洋碳汇状态进行评估。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，解决以下技术问题：

2、如何提供一种能够针对植物对海洋碳汇状态进行评估的评估系统。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，包括：

5、网格检测组，根据目标监测区域的分布面积划分网格检测组；

6、多个监测桩，设置于所述网格检测组内，用于监测所述网格检测组内的环境指标和植物分布面积；

7、采样模块，用于在所述网格检测组内采集当前采样时间点的当前植物样本以及在当前采样时间点前周期性的获取植物实测样本；

8、处理模块，根据获取的所述植物实测样本预测得到当前采样时间点的植物预测样本，根据所述植物预测样本和当前植物样本获得两个样本之间的样本距离，并根据所述样本距离修正下一次采样时间；

9、分析模块，用于将所述样本距离与预设样本距离阈值进行判断比较，若所述样本距离不小于所述预设样本距离阈值，则剔除对应的所述网格检测组内的所有样本数据；

10、评估模块，获取所述样本距离小于所述预设样本距离阈值的所有当前植物样本数据，根据所述当前植物样本数据评估目标监测区域的海洋碳汇状态。

11、优选地，所述监测桩包括环境指标监测单元和摄像单元，所述环境指标监测单元用于获取环境指标，所述摄像单元用于获取植物分布面积。

12、优选地，根据获取的所述植物实测样本预测得到当前采样时间点的植物预测样本的过程包括：

13、根据周期性获取的所述植物实测样本建立所述植物实测样本的实测数据集合；

14、根据所述实测数据集合分析拟合获得各项样本参数随时间变化的规律函数；

15、根据各项样本参数随时间变化的规律函数，获得当前采样时间点的植物预测样本的预测数据集合。

16、优选地，根据所述植物预测样本和当前植物样本获得两个样本之间的样本距离的过程包括：

17、通过公式：

18、

19、计算所述植物预测样本和当前植物样本的样本距离；

20、其中，为样本参数的项数，，为第项样本参数的权重系数，为第项样本参数的应用系数，为第项样本参数的预测值，为第项样本参数的当前值。

21、优选地，根据所述样本距离修正下一次采样时间的过程包括：

22、通过公式：

23、计算下一次的采样时间间隔；

24、其中，为初始采样时间间隔，为时间距离修正函数。

25、优选地，将所述样本距离与预设样本距离阈值进行判断比较的过程包括：

26、将所述植物预测样本和当前植物样本的样本距离与对应阈值条件进行比对：

27、若，则判断所述当前植物样本存在异常；

28、否则，判断所述当前植物样本正常，并根据修正后的采样时间间隔进行下一次采样。

29、优选地，获取所述样本距离小于所述预设样本距离阈值的所有当前植物样本数据，根据所述当前植物样本数据评估目标监测区域的海洋碳汇状态的过程包括：

30、对所述当前植物样本进行预处理之后，采用元素分析仪测量所述当前植物样本的碳储量；

31、通过公式：

32、计算目标监测区域的植物总碳储量；

33、其中，为第个监测桩的监测范围内的植物分布面积，为第个监测桩取样范围内植物所占面积，为所述监测桩的初始数量，为所述植物预测样本和当前植物样本的样本距离大于对应阈值条件的监测桩的数量，为个监测桩取样范围内植物的碳储量。

34、优选地，第个监测桩取样范围内植物的碳储量计算过程包括：

35、通过公式：

36、计算第个监测桩取样范围内植物的碳储量；

37、其中，为环境碳储量函数；为环境指标。

38、本发明的有益效果：该基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，根据目标监测区域的分布面积划分网格检测组，然后在每个网格检测组内设置多个监测桩，通过监测桩监测监测桩区域的环境指标和植物分布面积，从而对单个监测桩取样范围内植物的碳储量进行计算，进而通过单个监测桩取样范围内植物的碳储量计算目标监测区域的植物总碳储量，以便对目标监测区域的植物进行采样获取目标监测区域的碳汇状态；

39、同时，通过在当前采样时间点前周期性的获取植物实测样本，以及在当前采样时间点采集的当前植物样本，根据获取的植物实测样本预测得到当前采样时间点的植物预测样本，根据植物预测样本和当前植物样本获得两个样本之间的样本距离，通过两个样本之间的样本距离可对当前植物样本是否合格进行判断，当样本距离小于预设样本距离阈值，说明当前植物样本合格，可以作为进行碳汇状态评估的样本，否则当前植物样本区域内的环境或植物等可能受到破坏或污染，剔除对应的网格检测组内的所有样本数据，不做该目标监测区域的碳汇状态评估的数据，从而提高了碳汇状态评估的准确性。

技术特征：

1.一种基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，其特征在于，所述监测桩包括环境指标监测单元和摄像单元，所述环境指标监测单元用于获取环境指标，所述摄像单元用于获取植物分布面积。

3.根据权利要求1所述的基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，其特征在于，根据获取的所述植物实测样本预测得到当前采样时间点的植物预测样本的过程包括：

4.根据权利要求1所述的基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，其特征在于，根据所述植物预测样本和当前植物样本获得两个样本之间的样本距离的过程包括：

5.根据权利要求1所述的基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，其特征在于，根据所述样本距离修正下一次采样时间的过程包括：

6.根据权利要求1所述的基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，其特征在于，将所述样本距离与预设样本距离阈值进行判断比较的过程包括：

7.根据权利要求1所述的基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，其特征在于，获取所述样本距离小于所述预设样本距离阈值的所有当前植物样本数据，根据所述当前植物样本数据评估目标监测区域的海洋碳汇状态的过程包括：

8.根据权利要求7所述的基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，其特征在于，第个监测桩取样范围内植物的碳储量计算过程包括：

技术总结
本发明涉及海洋碳汇技术领域，因海洋植物的固碳能力高于所有其他类型的海洋生态系统，而水生生物包括水生植物，因此提出一种基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统针对水生植物对海洋碳汇状态进行评估，公开了一种基于水生生物观测的海洋碳汇状态评估系统，包括：网格检测组；多个监测桩；采样模块，用于在所述网格检测组内采集当前采样时间点的当前植物样本以及在当前采样时间点前周期性的获取植物实测样本；处理模块，根据所述植物预测样本和当前植物样本获得两个样本之间的样本距离；分析模块；评估模块，获取所述样本距离小于所述预设样本距离阈值的所有当前植物样本数据，根据所述当前植物样本数据评估目标监测区域的海洋碳汇状态。

技术研发人员：梁迪文,李宇,梁明易,董家华,陈琛,叶蓁,孙双双,黄春荣,罗海林
受保护的技术使用者：生态环境部华南环境科学研究所（生态环境部生态环境应急研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16