基于遥感的植被固碳研究相关的一些内容

文摘   2024-11-01 00:01   湖北  
在国家“双碳”目标的大背景下,最近几年关于植被固碳主题的研究一直都很火。之前也写了一些关于基于遥感对森林固碳量估算的内容,可以点击查看:

如何基于遥感的方法估算森林碳汇量

浅谈森林碳汇量的估算

之前写的内容主要为基于LiDAR、多光谱等多源遥感数据对森林生物量、碳储量等固碳参数进行估算。而对于草地、耕地、土壤等的固碳量,可以采用基于生态系统过程模型模拟法、基于经验模型、大气反演法等进行估算,具体可参考:

朴世龙等. 中国陆地生态系统碳汇估算:方法、进展、展望. 中国科学:地球科学 2022, 52, 1010-1020.

现在几乎各个领域的学者都在对“固碳”这一内容进行研究,不仅是生态环境方向。仅是在遥感学科这个大方向下,衍生出了多个关于固碳的研究方向。下面对当前存在的一些研究方向进行一下简单总结,水平有限,如有错误欢迎指正修改。

研究方向与内容

如之前做农业遥感的老师,现在很大一部分精力在做农业固碳,计算和评估如何准确估计不同作物的固碳量以及如何在保证农作物产量的同时提高农作物固碳量,那么前期就需要设计实验、在试验田种植农作物、对比实验、对农作物取样、烘干、称重.....;

还有基于遥感的城市植被固碳量估算,尽管城市绿地占地面积很小,但其对调节城市区域局部气候起到了重要作用,因此需要准确估算城市绿地的固碳情况,从而对城市碳配额提供决策数据和结果支撑。但基于遥感对城市植被固碳研究通常需要高精度的遥感数据,这也就衍生出生产高精度城市植被固碳数据产品以及提高植被固碳估算精度的研究方向。

对于城市固碳来说,就需要更高精度的遥感数据来做这个研究;城市固碳还包括城市建筑的固碳作用,有研究表明城市建筑材料如混凝土能够吸附二氧化碳。此外,也就针对城市格局对植被固碳的影响,以及城市热岛效应对植被的影响,如有研究结果表明城市热岛效应能够延长植被生长季,从而和植被物候相关联,形成新的研究内容。

针对不同生态系统的固碳量估算,这个方向是植被固碳研究的主要方向,主要面向区域或更大尺度的研究。针对不同的生态系统/植被类型,分别有多种估算方法。基于不同的遥感数据,如雷达数据、气象数据、多光谱、高光谱以及基于其计算的植被指数、纹理特征等对不同生态系统固碳量进行估算;采用不同的方法,如经验模型、机器学习、过程模型等。不同的遥感数据与不同的方法进行结合,能够适应不同区域、不同生态类型的固碳估算,但最终都需要落到基于样本数据对估算结果进行检验。当前多项研究已经表明,多源遥感数据的联合使用建模,能够有效提高生态系统固碳量的估算,如森林、草地等。

植被固碳变化的驱动因素分析,这个内容也是研究人员和研究成果较多的一个方向,基于生态模型、统计模型并结合遥感数据,能够对驱动因素的作用进行较为准确的量化,包括对单个或多个驱动因素进行建模分析,如分析干旱、气温、降水等气候因素,分析气候变化、人类活动对植被固碳的影响等。

固碳潜力的评估,主要为对未来短期内生态系统/植被固碳的潜力进行估计与分析,可使用的方法有情景模拟法,即基于未来不同情景下的气候数据对生态系统固碳进行模拟,从而计算其固碳潜力,未来情景数据下载可参考:

SSP-RCP情景介绍及该情景下全球2020-2100年土地利用数据集下载

【数据分享】2021-2100年未来中国多情景降水、潜在蒸散发、气温数据集

还有基于植被生长过程的固碳潜力评估模型,如根据森林随树龄变化,构建其生长公式,从而计算在未来短期内,森林可能达到的固碳量,从而评估其固碳潜力。

还有许多其他方向

......

写在最后

虽然“双碳”的内容很火,研究方向也很多,但是研究者更多~

某个期刊的编辑朋友也说,现在做“双碳”内容的大部分是中国的研究者,期刊收到这个主题的稿子已经足够多,所以......,并且找审稿人也是让他们很头疼的事情。

好的研究可以是创新的模型、方法,还可以是研究内容,提出好的研究点,并采用恰当的方法去分析和验证自己的想法。

写这个内容主要是吐槽总结一下,科研不易,且行且珍惜。

有补充内容欢迎在留言区留言

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