在學習這塊內(nèi)容之前件炉，我會問自己以下幾個問題：什么是森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支照雁？估算森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支的重要性匙监？森林碳收支過程是如何進行的香伴？森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支如何計算荧嵌？讓我們帶著這些問題去揭開森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支的奧秘呛踊。
什么是森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支？
眾所周知啦撮，森林通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳（）谭网，同時也會通過呼吸作用釋放
。森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支（碳循環(huán)）赃春，就是用來描述森林生態(tài)系統(tǒng)與外界
交換循環(huán)的情況愉择。那么，如果森林生態(tài)系統(tǒng)吸收的
大于釋放织中，那么就是碳匯锥涕，否則就是碳源。
估算森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支的重要性狭吼？
森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫层坠，年固碳量約占陸地生態(tài)系統(tǒng)總量的2/3。在我國“碳中和”目標的背景下（即凈排放為零）刁笙，森林碳收支的動態(tài)變化對于實現(xiàn)這一目標至關(guān)重要破花。
通過估算森林生態(tài)系統(tǒng)的碳收支，可以掌握我國森林碳匯的空間分布疲吸，研究導致森林碳收支差異的關(guān)鍵機制座每。這些信息為采取合理的措施、提升森林碳匯能力提供了科學依據(jù)摘悴，從而成為實現(xiàn)碳中和目標的重要一步尺栖。
森林碳收支過程是如何進行的？
理解了森林碳收支的重要性后烦租，我們不禁會問：森林生態(tài)系統(tǒng)的碳收支是如何進行的延赌？我們從森林生態(tài)系統(tǒng)光合作用吸收除盏，到呼吸作用等步驟釋放
的整個過程看碳收支：
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總初級生產(chǎn)力（Gross Primary Productivity, GPP）：植被在單位時間、單位面積挫以，通過光合作用固定大氣中的
所生成的有機碳量者蠕；
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凈初級生產(chǎn)力（Net Primary Productivity, NPP）：植被所固定的有機碳減去植被本身自氧呼吸(
)消耗的有機物質(zhì)，并釋放
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凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力（Net Ecosytem Productivity, NEP）：凈初級生產(chǎn)力減去異養(yǎng)生物呼吸(
)消耗有機物質(zhì)之后的產(chǎn)出，如植被凋落物被微生物分解后又釋放
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凈生物群系生產(chǎn)力NBP（Net Biome Productivity, NBP）：NEP減去自然和人為干擾等非生物呼吸(
)消耗所剩下的部分抡句。似乎NEP和NBP的區(qū)分有點困難，因為不好確定釋放的碳是異氧呼吸還是人為杠愧、自然干擾所產(chǎn)生的待榔。
實際上，NBP就是全球變化研究中所使用的陸地碳收支的概念流济。如果NBP為正值锐锣，那么該森林生態(tài)系統(tǒng)為碳匯，否則為碳源绳瘟。綜上雕憔，NBP可由下式表示：
森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支如何計算？
1. 個人思考
基于以上的理解糖声，不基于他人的研究方法斤彼，對于森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支如何計算，我個人思考到如下三個方法：
- 方法一：碳儲量差值法
比較兩個時間點森林碳儲量的變化蘸泻。例如琉苇，某森林5年前碳儲量為100噸，現(xiàn)在為200噸蟋恬，則該森林在此期間吸收了100噸碳翁潘。 - 方法二：直接監(jiān)測NBP
通過相關(guān)設(shè)備（如遙感技術(shù)）或方法直接觀測森林生態(tài)系統(tǒng)的NBP（NPP趁冈、GPP）歼争。 - 方法三：監(jiān)測空間二氧化碳氣體濃度變化
設(shè)計出一種裝置，能實時監(jiān)測該森林生態(tài)系統(tǒng)空間氣體的
2. 現(xiàn)有研究方法
（1） 森林清查資料法
該方法就是在研究區(qū)域設(shè)置樣地，以一定的間隔時間對樣地內(nèi)植被取刃、地上枯落物蹋肮、土壤等碳庫的碳儲量進行長時間序列的測算出刷。核心就是計算的單位面積碳儲量乘以森林面積得到森林碳儲量。
詳細內(nèi)容可參考我這兩篇文章《【碳匯】樣地尺度森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量調(diào)查》坯辩、《【碳匯】林分尺度喬木植被碳儲量估算---樣地法和機載激光雷達法》
優(yōu)缺點：該方法數(shù)據(jù)可靠性高馁龟，應用性廣。但費時費力漆魔，估算精度易受樣地的代表性代表性的影響坷檩。且難以兼顧空間異質(zhì)性，結(jié)果代表性較差改抡。將樣地觀測結(jié)果進行空間外推或時間預測時往往會出現(xiàn)較大的不確定性矢炼。
（2） 通量觀測法
渦度相關(guān)法（eddy covariance，EC）是一種站點尺度上的基于氣象的觀測技術(shù)阿纤，其通過計算碳通量脈動與垂直風速脈動的協(xié)方差來計算某一高度平面的交換量值句灌。
優(yōu)點：該方法是是直接測定大氣和群落碳水通量的唯一方法，能夠?qū)崿F(xiàn)長期阵赠、連續(xù)的碳水通量觀測值涯塔，已經(jīng)成為生態(tài)系統(tǒng)測量CO2凈交換量的標準方法，并且能夠監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)碳通量在精細時間尺度（30秒）上的變化清蚀。
缺點：該方法在下墊面地勢平坦匕荸、植被均勻、大氣對流強烈的理想條件下測算值較準確枷邪，但在非理想條件下榛搔，需要對結(jié)果進行校正。且結(jié)果在空間上外推也具有很大的不確定性东揣。此外践惑，通量塔的建設(shè)是十分昂貴的。
（3）模型模擬法
現(xiàn)有三種陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型：統(tǒng)計模型嘶卧、光能利用率模型和生態(tài)過程模型尔觉。這些模型是實現(xiàn)區(qū)域尺度碳通量估算的有效途徑。
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經(jīng)驗模型：選擇一些與植被直接相關(guān)的變量芥吟，如氣溫侦铜、降水、立地條件等因子做為因變量钟鸵，以碳循環(huán)變量钉稍，如碳儲量、碳通量等棺耍，作為自變量贡未，利用一些統(tǒng)計方法構(gòu)建經(jīng)驗模型。那么最后我們只要輸入一個區(qū)域的控制因子數(shù)據(jù)到模型就可以實現(xiàn)該區(qū)域的碳收支估算。
優(yōu)缺點：經(jīng)驗模型簡單俊卤，實用性強嫩挤，但這種模型沒有考慮植被的過程機理，缺少普適性消恍。其估算精度受到采樣點分布及其密度的影響俐镐。 -
光能利用率模型：又稱為遙感模型，即通過遙感反演的植被指數(shù)計算光能有效輻射比例（FPAR）再乘以入射的光合有效輻射（PAR）哺哼、最大光能利用效率（
）佩抹、影響光能利用率的各種環(huán)境脅迫因子（
）得到GPP（NPP、NEP）取董。公式如下：
比較成熟的模型有CASA模型棍苹、3_PGS等，此外茵汰，還可利用Modis發(fā)布的全球的年NPP空間分布數(shù)據(jù)枢里。
優(yōu)缺點：光能利用率模型計算方法簡便，僅需提取遙感影像參數(shù)即可完成估算蹂午。然而栏豺，其結(jié)果易受遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量影響。該模型也多為經(jīng)驗模型豆胸，且最大光能利用效率不易確定奥洼，該參數(shù)與植被類型有關(guān)，且季節(jié)性變化明顯晚胡。
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生態(tài)過程模型過程：灵奖，該模型模擬植被的光合作用、呼吸作用估盘、 蒸騰蒸發(fā)瓷患、土壤水分和養(yǎng)分循環(huán)等過程的機理， 將大氣遣妥、 土壤和植被作為一個整體的系統(tǒng)來研究擅编， 并對各個系統(tǒng)建立相應的子模型，進而估算陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力箫踩，最后通過氣象和環(huán)境參數(shù)在空間尺度上進行外推爱态，實現(xiàn)大區(qū)域下的生產(chǎn)力估算，并且可以預測未來氣候變化條件下陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支的變化班套。常見的模型有BIOME-BGC肢藐、INTEC故河、BEPS模型等吱韭。
優(yōu)缺點：生態(tài)過程模型考慮更加全面，具有較強的機理性，模擬結(jié)果可靠性高理盆，且可預測未來痘煤。但該模型結(jié)構(gòu)復雜，且需要獲取的參數(shù)多猿规，且很多參數(shù)不易獲取衷快。
