當(dāng)前，我國開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程，實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和對于加快生態(tài)文明建設(shè)、促進高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。

　　早在“十二五”期間，中國測繪科學(xué)研究院就根據(jù)我國氣候變化國際履約談判和實現(xiàn)節(jié)能減排與經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的需要，開展了碳源/匯估算和核查的科學(xué)研究。2012年，中國測繪科學(xué)研究院聯(lián)合北京林業(yè)大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)建立跨學(xué)科、跨地域的研究團隊，參與了國家863計劃項目“碳核查遙感技術(shù)體系研究”。項目組選擇山東泰山區(qū)域、內(nèi)蒙古大興安嶺區(qū)域為研究區(qū)域，開展了森林生態(tài)系統(tǒng)碳核查關(guān)鍵技術(shù)研究。

　　融合多源遙感數(shù)據(jù)開展泰山森林碳核查 

　　泰山是我國暖溫帶物種資源最豐富的地區(qū)之一，屬于華北植物區(qū)系，植被類型豐富，森林覆蓋率為80%以上。這里水源充足、地勢復(fù)雜，已經(jīng)形成了穩(wěn)定龐大的森林生態(tài)系統(tǒng)。為了獲取研究區(qū)域第一手樣地數(shù)據(jù)資料，2013年5月，研究團隊在泰山區(qū)域開展了為期一周的野外樣地實地調(diào)查。由于時間短、任務(wù)重，12人的研究團隊分為3個小組開展調(diào)查工作。大家劃定臨時樣地，測量樣地內(nèi)林木的胸徑、樹高以及樣地中心經(jīng)緯度坐標(biāo)、坡度、坡向，觀察林木類型。

　　研究團隊獲取了泰山區(qū)域47個樣地的野外調(diào)查數(shù)據(jù)，為建立泰山區(qū)域的胸徑樹高模型奠定了堅實的原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。團隊對樣地數(shù)據(jù)進行異常值去除，針對實地獲取的各類林種的胸徑樹高數(shù)據(jù)進行徑階分析，獲得了每個樹種在每個徑階上的平均高度，進而對樹高模型進行擬合，建立胸徑—樹高模型，計算樣地森林生物量。

　　基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，研究團隊提出了融合多源遙感數(shù)據(jù)的森林類型精細(xì)識別方法，構(gòu)建了基于機器學(xué)習(xí)的森林生物量遙感反演模型，并利用研發(fā)的森林碳核查信息服務(wù)原型系統(tǒng)，對泰山區(qū)域的森林地上生物量進行了估測，并從高程、坡度和坡向3個方面分析了泰山區(qū)域地上生物量的空間分布特征，制作完成了山東泰山區(qū)域碳儲量空間分布圖，為森林經(jīng)營管理部門提供了科學(xué)依據(jù)。

　　繪制內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)碳儲量空間分布圖 

　　大興安嶺是中國最北、面積最大的現(xiàn)代化國有林區(qū)，林木蓄積量5.01億立方米，占全國總蓄積量的7.8%。大興安嶺區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)類型繁多、完整，包含北方各種常見生態(tài)系統(tǒng)類型，地形地勢復(fù)雜、立地類型多樣，既有區(qū)域代表性又有保護重要性。研究團隊與內(nèi)蒙古森工集團開展合作，分別于2013年6月~7月和2014年1月在阿里河、綽源、圖里河、滿歸4個林業(yè)局和莫爾道嘎林業(yè)局、滿歸林業(yè)局開展了外業(yè)夏季調(diào)查和野外冬季調(diào)查。

　　調(diào)查期間，研究團隊對大興安嶺地區(qū)3個主要樹種興安落葉松、白樺和山楊單木地上各組分的生物量進行了測定，同時收集了部分樣木的圓盤用于生長過程分析。此外，他們還利用生長錐對3個樹種開展了年輪樣芯鉆取，建立了興安落葉松、白樺和山楊一元和二元可加性生物量模型；結(jié)合樣地調(diào)查資料和樹輪寬度數(shù)據(jù)計算林分生物量和生產(chǎn)力，分析林分因子對生物量和生產(chǎn)力分配模式的影響；建立林分生物量和蓄積量之間的函數(shù)關(guān)系，推測研究區(qū)3個樹種的森林總生物量，繪制了內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)碳儲量空間分布圖，實現(xiàn)了生物量估測從單株到林分再到整個林區(qū)。

　　研究團隊提供的內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)碳儲量空間分布圖，對內(nèi)蒙古森工集團了解不同植被類型碳儲量大小、不同立地條件下樹木生長過程、森林生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量變化特征和緩解陸地使用變化引起的溫室效應(yīng)具有重要作用，為內(nèi)蒙古森工集團分析內(nèi)蒙古大興安嶺區(qū)域植被生產(chǎn)力及碳儲量和碳匯能力提供了數(shù)據(jù)支撐，對我國生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和緩解氣候變化機制研究具有重要意義。

　　此外，項目提出了生物量遙感模型參數(shù)選擇方法、森林地上生物量遙感估測方法，建立了典型森林生態(tài)系統(tǒng)地上生物量遙感反演模型，獲得授權(quán)國家發(fā)明專利1項、軟件著作權(quán)1項，發(fā)表SCI期刊論文2篇。

　　建立碳源/匯遙感估測方法與核查技術(shù)體系 

　　“十三五”期間，中國測繪科學(xué)研究院研究團隊對碳核查技術(shù)進行了凝練總結(jié)，從碳源/匯形成的尺度、格局、過程、動態(tài)、耦合、反饋等特點出發(fā)，建立了多過程、多尺度、多學(xué)科有機結(jié)合的碳源/匯遙感估測方法與核查技術(shù)體系，并參與制定了國家標(biāo)準(zhǔn)《地表碳核查技術(shù)規(guī)程》。

　　《地表碳核查技術(shù)規(guī)程》通過地面測量、遙感觀測和地學(xué)模擬等信息技術(shù)，以建立全國統(tǒng)一的地表碳核查技術(shù)規(guī)程，給出了地表碳核查過程中地面觀測、數(shù)據(jù)獲取與處理、碳核查方法模型以及成果質(zhì)量等主要技術(shù)環(huán)節(jié)和技術(shù)要求的指南，可以用于采用地面觀測數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)開展地表碳核查工作的過程控制、質(zhì)量評定等，是實施碳減排、碳交易等的技術(shù)依據(jù)。該技術(shù)規(guī)程將為我國區(qū)域碳排放可測量、可核查、可報告提供技術(shù)支撐，助力我國碳達(dá)峰、碳中和國家戰(zhàn)略實施。目前，該技術(shù)規(guī)程已經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)委員會通過，待審批發(fā)布。

　　“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期。中國測繪科學(xué)研究院相關(guān)專家表示，他們將基于碳衛(wèi)星與地理空間大數(shù)據(jù)開展我國區(qū)域碳循環(huán)關(guān)鍵參數(shù)立體觀測與反演關(guān)鍵技術(shù)研究，研發(fā)全空間碳源/匯監(jiān)測信息服務(wù)系統(tǒng)，研制碳參數(shù)全、時空分辨率高、時間序列長的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的碳參數(shù)產(chǎn)品，為全球碳源/匯精確估算提供新方法和科學(xué)數(shù)據(jù)支持，提升我國碳循環(huán)研究的國際影響力。