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| 編輯推薦： |
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从事陆地生态系统研究、碳循环研究、固碳研究的科研人员、研究生或主管该领域的政府官员
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| 內容簡介： |
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《生态系统固碳观测与调查技术规范》结合中国陆地生态系统的特点以及生态系统固碳研究的需求，制定了生态系统固碳研究的技术规范。主要内容包括：1野外调查样地设置的技术规范；2野外观测和调查的指标体系；3野外调查方法的技术规范；4样品分析规范；5本规范还提供了生态系统碳储量、固碳速率和潜力研究的概念体系及其分析方法，以及数据质量控制规范和数据汇交规程。
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| 目錄：
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前言
第1章 生态系统固碳观测与调查技术规范总论
1.1概述
1.2陆地生态系统碳储量？固碳速率和固碳潜力的基本概念与评估方法
1.3服务于中国陆地生态系统固碳研究的土地利用分类系统
1.4生态系统固碳研究的野外调查样地设置
1.5生态系统固碳研究的野外调查指标体系
1.6样品分析方法规范
1.7野外调查组织管理
参考文献
第2章 生态系统固碳参数遥感监测与地面观测技术规范
2.1概述
2.2固碳参数地面观测技术规范
2.3固碳参数遥感监测技术规范
2.4数据质量控制与汇集
参考文献
附录
第3章 森林生态系统固碳研究的野外调查与室内分析技术规范
3.1概述
3.2森林生态系统野外调查样点布设
3.3森林生态系统野外调查样地设置与调查
3.4森林生态系统植物和土壤样品分析方法规范
3.5森林生态系统固碳现状？速率的估算和固碳潜力的评估
3.6森林生态系统数据收集？汇总与质量控制规范
参考文献
附录3.1野外调查与室内测定分析数据表
附录3.2已有资料收集整理表格
第4章 灌丛生态系统固碳研究的野外调查与室内分析技术规范
4.1概述
4.2灌丛生态系统样点布设
4.3灌丛生态系统样地设置
4.4灌丛生态系统样地调查与取样
4.5灌丛生态系统实验室分析
4.6灌丛生态系统质量控制规范
4.7灌丛生态系统数据收集与汇总
4.8灌丛生态系统碳密度计算
4.9灌丛生态系统碳源汇及固碳潜力计算
附录4.1野外调查准备
附录4.2野外调查和室内分析记录表
第5章 草地生态系统固碳研究的野外调查与室内分析技术规范
5.1概述
5.2草地生态系统面上调查样点布设
5.3草地生态系统样地设置
5.4草地生态系统样地调查
5.5草地生态系统样品分析与质量控制规范
5.6草地生态系统固碳现状？速率和潜力的估算
参考文献
附录5.1
附录5.2
附录5.3
附录5.4
附录5.5
附录5.6
附录5.7
附录5.8
附录5.9
第6章 农田生态系统固碳研究的野外调查与室内分析技术规范
6.1概述
6.2农田生态系统典型县和样地布设
6.3农田生态系统调查样地设置
6.4农田生态系统样地土壤调查
6.5农田生物量调查
6.6农田管理和农作物结构野外路线调查
6.7农田生态系统调查样品分析方法规范
6.8农田生态系统碳储量？固碳速率和潜力估算方法
6.9农田生态系统数据收集与汇总和质量控制规范
参考文献
附录6.1“农田土壤固碳潜力与速率研究”土壤野外调查记录表
附录6.2“农田土壤固碳潜力与速率研究”土壤调查资料和分析结果汇总表
附录6.3“农田土壤固碳潜力与速率研究”作物生物量调查记录表
附录6.4“农田土壤固碳潜力与速率研究”作物生物量调查结果汇总表
附录6.5“农田土壤固碳潜力与速率研究”农田管理和作物结构路线调查记录表
附录6.6“农田土壤固碳潜力与速率研究”农田管理和农作物结构野外路线调查资料汇总表
附录6.7土壤容重测定方法
附录6.8土壤机械组成测定方法吸管法
附录6.9土壤pH测定方法
附录6.10土壤全钾测定方法
附录6.11土壤全磷测定酸溶钼锑抗比色法
附录6.12土壤有效磷测定方法
附录6.13土壤速效钾测定方法
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| 內容試閱：
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第1章生态系统固碳观测与调查技术规范总论
1.1概述
1.1.1生态系统固碳现状、速率、机制和潜力研究项目简介
1.背景
全球气候变化是当前人类生存与发展面临的严峻挑战，受到世界各国的高度重视。《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》的制定，深刻地影响了世界各国经济和社会的发展，甚至影响到世界未来经济发展的方向与道路。2005年2月16日，旨在减缓大气温室气体浓度升高速度的《京都议定书》正式生效，它对发达国家和发展中国家给予了有差别的减排目标。2009年12月7日，联合国气候变化大会在丹麦哥本哈根开幕，会议主要目的是在《京都议定书》第一承诺期2012年到期后为全球温室气体减排等问题做出新的安排。
近年来，我国虽然在降低能耗和减少温室气体排放方面取得了举世瞩目的成绩，但在今后相当长的时期内，我国人口总数还会继续增长，要实现2020年全面建设小康社会的经济发展目标，能源消费和温室气体排放量继续增加是不可避免的现实，因而在未来的国际谈判中势必面临国际社会要求中国温室气体减限排的巨大压力。
中国作为负责任的发展中大国，从转变经济发展模式和保护生态环境的实际需要出发，已经制定了“调整经济发展模式、促进节能减排技术进步、增强生态系统碳汇功能”的战略思路，清晰地提出了我国温室气体量化管理目标：①到2020年可再生能源占总能源消耗的15%；②单位国内生产总值（GDP）的CO2排放量比2005年下降40%～45%；③新造林4000万hm2，新增木材蓄积量13亿m3。这也为我国陆地生态系统碳循环、固碳速率、增汇潜力及其定量认证研究提出了急迫而明确的科技需求。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）认为陆地生态系统固碳是目前最经济可行和环境友好的减缓大气CO2浓度升高的途径之一（IPCC，2007）。《京都议定书》第3.4款也规定各国可以通过增加生态系统碳库来抵消经济发展中的碳排放量。因此，陆地生态系统碳储量、固碳速率及增汇潜力研究已经成为国际社会关注的焦点和研究热点。我国虽然也开展了相关研究工作，但到目前为止，我国在国家尺度的森林、灌丛、草地、农田和湿地等生态系统固碳现状（储量）、固碳速率和增汇潜力的实际调查数据，碳收支计量和综合评估的模型工具，以及区域碳汇强度的定量评估、科学认证和决策分析系统等方面的研究工作还十分匮乏。
综上所述，我国应对气候变化还面临着巨大挑战。为此，2011年1月，中国科学院启动了战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”，该专项着力回答如下核心科学问题：①我国的温室气体排放量是多少；②我国陆地生态系统有多大的固碳速率和潜力；③在温室气体减排的“三可”（可测量、可报告、可核查）问题上我们如何应对；④如何认识气候变暖对大气CO2浓度增加的敏感性；⑤如何认识气候变暖对生态和环境变化的影响；⑥应对气候变化的绿色发展战略和政策是什么。该专项的目标是：①实现发展科学方法，准确定量评估我国温室气体排放的现状；②定量理解与大力增加我国生态系统的碳汇能力；③建立大气温室气体浓度分布与源汇分布的动态监测能力、应对国际核查的发展能力；④提升我国应对气候变化的科学话语权；⑤提供减排国际谈判、国际碳贸易、经济社会发展中的政策与决策建议。为了实现上述目标，该专项设立了5个任务群、15个项目。
（1）排放清单任务群
该任务群包含4个项目，分别是：项目1，能源消费与水泥生产的排放；项目2，土地利用与畜牧业排放；项目3，能源生产过程中的自然排放；项目4，卫星反演温室气体净排放。任务群拟组织开展能源消费与水泥生产、土地利用与畜牧业生产以及能源生产过程中的碳排放系数的综合调查，研制符合我国特色的能源、工业、土地利用变化碳排放计量的基础数据库，研制国际认可的计量方法和技术以及卫星和航空监测碳排放技术，集成多种技术途径获取的排放数据，直接服务于我国温室气体排放清单的编制和国家报告的编写。
（2）生态固碳任务群
该任务群包含3个项目，分别是：项目5，我国生态系统固碳的现状、速率、机制和潜力；项目6，重大生态工程固碳量评价；项目7，典型区域生态固碳增汇技术体系与示范。任务群将按照生态系统类型组织生态系统碳收支的野外调查，并开展生态系统固碳机制科学研究，研制生态系统固碳现状、速率与潜力的评估技术与方法，综合评估我国陆地生态系统的增汇潜力，我国6大生态工程（天然林资源保护、退耕还林、三北防护林建设、京津风沙源治理、长江及珠江流域防护林建设、退牧还草工程）的实际固碳效果，并在全国4个典型生态区（北方沙化草地、高寒退化草地、南方低效人工林、西南石漠化地区）开展增汇技术试验与示范。
（3）气候敏感性任务群
该任务群包含4个项目，分别是：项目8，过去2000年气候变化记录、幅度、速率、突变与归因；项目9，过去百年气候增暖与成因；项目10，我国气溶胶历史变化与气候效应；项目11，气候模式模拟与预估中的不确定性问题。任务群将采用多种方法与技术手段获取两个关键时间窗（过去2000年和百年）温度变化及相关基础资料，分析过去百年气候变化成因；建立我国的气溶胶观测网络，分析气溶胶在气候变化中的作用；改进与发展先进的气候系统模式，降低未来气候变化预测中的不确定性。
（4）影响与适应任务群
该任务群包含2个项目，分别是：项目12，大暖期中国环境格局；项目13，气候变化背景下人类适应方式。主要研究内容是通过地质生物证据与数值模拟结合，评估全球增温1～2 ℃对我国环境格局的影响，揭示全球温度变化对亚洲季风环境和生物多样性的影响；探讨未来50年内典型地区重要产业经济系统适应气候变化的策略。
（5）绿色发展任务群
该任务群包含2个项目，分别是：项目14，区域碳排放与产品碳足迹；项目15，应对气候变化的碳收支相关政策研究。该任务群将采用自然科学与社会科学交叉研究，国际动态与国内现状的综合分析，短期应对任务与长期可持续发展战略的统筹兼顾，能源、工业、土地利用活动的减排技术与生态系统增汇技术综合运用的思路，探讨国家应对气候变化的碳管理与可持续发展权衡的国家战略、制度设计和调控政策。
“生态系统固碳现状、速率、机制和潜力”项目（项目5）是上述专项的一个核心内容。重点是依据我国森林、灌丛、草地、农田和湿地生态系统的地理分布特征，采用点线结合、点面结合、面面对应以及地面观测遥感反演相结合的技术途径，测定各类生态系统碳储量、固碳速率和潜力。同时，充分挖掘各类数据资源，系统整编和同化专项调查数据、野外台站长期定位观测数据、卫星遥感数据、土地利用变化数据和气候要素空间化数据以及生态要素空间化数据。自主研制我国森林、灌丛、草地、农田生态系统的碳循环模型模拟系统，引进和改良国际知名的区域碳收支模拟模型，采用多模型对比和集成分析以及模型数据融合等技术途径，定量评估国家尺度碳收支的时空变化格局。
项目共设置6个课题（图1.1）。它包括：①陆地生态系统固碳参量遥感监测及估算技术研究；②中国森林生态系统固碳现状、速率、机制和潜力；③中国灌丛生态系统的固碳现状、变化和机制；④草地生态系统固碳现状、速率、机制和潜力；⑤中国农田土壤固碳速率与潜力研究；⑥我国陆地生态系统固碳速率与潜力的综合模拟与集成分析。
图1.1“生态系统固碳现状、速率、机制和潜力”项目的研究任务及其相互关系
2. 生态系统固碳现状、速率、机制和潜力项目的研究目标
通过对我国主要类型生态系统碳储量的综合调查，开展生态系统固碳速率和潜力的集成分析，揭示我国区域碳循环的过程机理，建立我国陆地生态系统固碳可测量、可报告、可核查技术体系，为我国应对气候变化提供基础数据和科技支撑。具体目标包括：①准确评估我国森林、灌丛、草地和农田生态系统固碳现状、速率与潜力；②阐明我国陆地生态系统碳储量、固碳速率与潜力的地理分布及其驱动机制；③发展中国陆地生态系统碳收支计量认证的方法论体系、建立碳管理技术和工程碳汇效应的可测量、可报告、可核查技术体系。
3.生态系统固碳现状、速率、机制和潜力研究意义
国家尺度温室气体管理的首要任务是定量评估我国陆地生态系统碳储量、固碳速率与潜力，定量评价其区域分布格局、动态变化趋势和主要驱动力，科学评估各种固碳技术措施或重大生态工程的碳汇贡献、经济可行性以及国家尺度碳管理政策的合理性。为了实施陆地生态系统碳汇效应的精准管理，我国必须自主研究和开发符合中国特色的陆地生态系统碳储量、固碳速率与潜力的监测、计量和模拟分析系统，必须建立科学有效的、能被国际同行公认的精准计量方法。因此，全面建立国家尺度陆地生态系统碳汇及其速率与潜力的评价体系，明晰我国陆地生态系统碳库的时空分布格局，揭示不同草地、森林、灌丛、农田和湿地类型及管理措施对其固碳速率和潜力的影响，对预测人类活动对陆地生态系统固碳速率与潜力的影响至关重要。
我国地域辽阔、区域气候多样、地形多变、土壤类型众多、植物群系复杂、社会经济发展不平衡，这些都导致我国陆地生态系统千差万别，生态系统的碳循环过程十分复杂。综合研究和评价我国陆地生态系统现实及历史时期自然固碳速率、固碳潜力以及各类碳管理措施的影响，阐明我国陆地生态系统碳库演变、固碳速率与潜力的地理分布，揭示驱动我国陆地生态系统碳收支格局变化的生物和环境机制，不仅可以服务于我国的碳管理，还具有重要的全球意义。
通过该项目的研究工作，将有利于更深入理解中国陆地生态系统碳汇的时空分布格局、陆地增汇潜力和技术途径，揭示中国陆地生态系统固碳速率与潜力的过程机理及其人为调控途径。其研究结论不仅可以直接为我国应对气候变化的外交谈判提供科学依据，还将加速我国陆地生态系统管理和温室气体管理的科技进步，为提高陆地生态系统生产力、粮食和食物保障能力、生态建设和环境安全提供科技支撑。
1.1.2本技术规范的目标、内容与适用范围
本技术规范的目标是规范陆地生态系统固碳现状、速率、机制和潜力研究的野外观测与调查技术，确保野外调查数据规范性、时间和空间上的代表性以及生态系统之间的可比性。
主要内容包括：
1.野外调查样地设置的技术规范
它主要是为了保证野外调查样地空间布局的合理性和区域代表性、调查样方设置的科学性，并对各种类型生态系统的野外调查样地设置进程进行规范化。野外调查样地设置的技术规范的具体内容包括：全国尺度上各课题野外调查样地的空间布局、区域分布和设置方法。
2.野外观测和调查的指标体系
它主要是为了保证各种生态系统类型野外观测和调查指标的协调统一，提高数据质量。该指标体系是根据不同生态系统类型的特点和区域差异相结合的原则制定的。
3.野外调查方法的技术规范
它主要是为保证野外调查的数据质量，同类生态系统内部不同样地以及不同生态系统类型之间数据的可比性和集成分析，具体包括：样地面积、样方数量、测定方法、测定仪器、观测频度等技术规范。
4.样品分析规范
它主要是为了保证采集的土壤和植物样品理化测定指标及其分析方法的标准化与规范化，保证数据质量，为样品的理化分析提供样品预处理、分析指标与方法、样品分析质量控制的技术规范。
此外，本规范还提供了生态系统碳储量、固碳速率和潜力研究的概念体系及其分析方法，以及数据质量控制规范和数据汇交规程。
本规范不仅适用于中国科学院战略性先导科技专项“陆地生态系统固碳现状、速率、机制和潜力项目”的野外观测与调查工作，还可用于其他部门开展各类陆地生态系统碳收支或碳固持效应的相关研究。
1.2陆地生态系统碳储量、固碳速率和固碳潜力的基本概念与评估方法
1.2.1生态系统类型的基本概念
1.森林
森林的定义因不同国际组织、国家和同一国家的不同部门以及同一组织或国家在不同时期因不同的目的而异。无论何种定义方法，大多数国家、国际公约和组织在定义森林时均给予了具体的量化指标，如最小面积、冠层郁闭度阈值等。
联合国粮食及农业组织（FAO）采用以土地覆盖为主、土地利用为辅的方式定义森林。从土地覆盖的角度将森林定义为冠层郁闭度大于10%，面积大于0.5hm2的地段，树木成熟时高度大于5m。冠层郁闭度尚未达到10%或树高尚未达到5m的幼林也属于森林的范畴。从土地利用的角度考虑，森林还包括林区内的苗圃地和种子园，林区道路和其他小面积的开阔地带
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