基于森林资源清查和遥感数据的青浦区森林碳储量估算及空间分布研究

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:magutosh
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森林作为全球重要的碳汇和最大碳库,增强其碳汇能力是实现“碳达峰、碳中和”目标最为经济有效的手段之一。青浦区位于长三角生态绿色一体化发展示范区的核心区域,境内生态环境良好,森林资源丰富,是推进长三角地区实现碳达峰目标和方案的先行区。因此准确估算青浦区森林碳储量,对实现森林资源有效管理规划,提升森林碳汇能力,助力“双碳”目标实现具有重要意义。传统样地清查方法虽然能够对森林碳储量进行较为准确的估算,但是存在调查周期长、成本高等问题,难以实现森林资源的动态监测。本文首先根据2020年青浦区森林资源清查资料,对青浦区森林植被分布及其特征进行分析研究;在此基础上运用森林资源清查资料和遥感数据,采用生物量转换因子方法和CASA模型在林斑尺度和像元尺度上对青浦区森林碳储量进行估算,并根据不同林分特征对比分析两种尺度森林碳储量估算结果;最终结合Gi*热点分析方法对两种尺度的碳储量估算结果进行空间聚类分析,研究总结青浦区森林碳储量空间分布格局特征。本研究主要基于森林资源清查资料和空间遥感数据对森林碳储量的估算结果进行对比分析,旨在论证通过遥感数据和技术手段代替森林资源清查资料和传统样地清查方法对森林碳储量进行调查评估的可行性。以期进一步在空间尺度上实现对森林碳储量的动态监测。以下是本研究的主要结论:(1)青浦区森林总面积为13783.71公顷,森林资源基础情况较为良好。植被类型主要包括阔叶林型、灌木林型、针叶林型、针阔混交林型。其中阔叶林型占森林总面积的79.29%,是青浦区森林的主要植被类型;青浦区森林结构整体上较为简单,具有较完整群落结构的森林占比28.51%,具有简单群落结构的森林占为70.98%。树种组成结构较为单一,主要以阔叶树种为主,其中阔叶纯林占比为44.09%,阔叶混交林占比26.83%,阔叶相对纯林占比15.18%,其他树种结构占比共计为13.91%。林龄分布上以幼龄林和中龄林为主,其中幼龄林占比50.88%,中龄林占比为35.92%;森林生态功能方面,青浦区森林整体处于中等水平,其中生态功能评级为中的森林占比为41.73%,生态功能评级为差的森林占比为58.27%。(2)森林碳储量估算结果显示,青浦区林斑尺度森林碳储量总量为38.66万吨,像元尺度森林碳储量总量为41.69万吨,相较于林斑尺度碳储量估算结果,像元尺度森林碳储量高出7.83%。根据相关林分特征进行分组对两种尺度下森林碳储量估算结果进行对比分析,可知两种尺度上森林碳储量在中等胸径分组和平均树高在5~10m的分组分布最多,且两种尺度的估算结果较为接近;林龄分组中,林斑尺度和像元尺度森林碳储量分别在中龄林和幼龄林分布最多;通过对比两种尺度在不同林分特征分组中平均碳储量密度的分布,表明林斑尺度上森林碳储量估算结果与森林平均胸径、平均树高及平均林龄呈现出一定的相关关系,而像元尺度上森林碳储量则与以上林分特征没有相关性。综合来看,利用遥感数据能够实现对森林碳储量的有效估算。(3)对青浦区森林碳储量的空间格局进行对比研究,分析结果显示,林斑尺度和像元尺度上,碳储量均集中分布在青西地区。其中林斑尺度上青西地区碳储量总计为23.02万吨,占总碳储量的59.55%;像元尺度上青西地区碳储量总计为28.54万吨,占总碳储量的68.46%。两种尺度估算结果均表明青浦区森林碳储量整体呈现西多东少的空间格局。其中林斑尺度碳储量空间聚类热点面积共有2202.81公顷,占青浦区森林总面积的19.87%,冷点区域和不显著区域分别占比为6.32%和73.80%;像元尺度碳储量空间聚类热点区域共有2653.62公顷,占青浦区森林总面积的20.71%,冷点区域和不显著区域分别占比7.46%和71.83%。两种尺度森林碳储量估算结果均表明青浦区森林碳储量的热点区域集中分布与青西地区,冷点区域则主要分布于青中和青东地区。本研究运用森林资源清查数据和遥感数据,对比分析林斑尺度和像元尺度上森林碳储量估算结果,论证了利用遥感数据估算森林碳储量的可行性,为实现森林碳储量遥感动态监测提供了基础。
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