1、 ICS 65.020.40B 62黑 龙 江 省 地 方 标 准江省地方标准 DB23/T 红松人工林碳储量计量方法- 发布 - 实施黑 龙 江 省 质 量 技 术 监 督 局 发 布DB23DB23/T xxxxxxxxI目 次前言 .II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 13.1 立木生物量 .13.2 生物量模型 .13.3 含碳系数（CF） 13.4 碳密度（CD） .13.5 碳储量（C） 13.6 模型评价指标 .14 立木生物量模型 24.1 立木生物量模型 .24.2 模型评价指标 .35 含碳系数 36 碳密度计量方法 36.1 基于标准地的碳密度计算方法
2、.36.1.1 直接收获法 36.1.2 模型估算法 46.2 基于林分断面积和平均高的碳密度计算方法 .46.2.1 林分生物量模型 46.2.2 模型评价指标 46.2.3 碳密度计算 46.3 基于林分每公顷蓄积的碳密度计算方法 .56.3.1 林分生物量模型 56.3.2 模型评价指标 56.3.3 碳密度计算 57 碳储量计量方法 57.1 基于标准地的碳储量计算方法 .57.1.1 直接收获法 57.1.2 模型估算法 57.2 基于林分每公顷断面积和平均高的碳储量计算方法 .67.3 基于每公顷蓄积的碳储量计算方法 .68 应用 68.1 数据范围 .68.2 立木生物量模型 .
3、68.3 林分生物量模型 .68.4 区域条件 .6附表 A（数据性附录）红松人工林立木生物量建模样本统计表 7DB23/T xxxxxxxxII前 言本标准依据 GB/T 1.1-2009 标准起草。本标准由黑龙江省林业厅提出并归口。本标准起草单位：黑龙江省林业碳汇计量监测中心、东北林业大学。本标准主要起草人：魏胜利、董利虎、贾炜玮、李玉宝、姚德杰、宫楠、郭宏锐、宋蕾、马杰、于天飞、田红梅、于立峰、刘少军、梁志强、张宇、李宏兴、于海伟DB23/T xxxxxxxx1红松人工林碳储量计量方法1 范围本标准规定了红松人工林碳储量计量方法的术语与定义、立木生物量模型、含碳系数、碳密度计量方法和碳储
4、量计量方法及应用。本标准适用于市县林区红松人工林立木及林分碳储量的计量。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 26424-2010 森林资源规划设计调查技术规程LY/T 2259-2014 立木生物量建模样本采集技术规程3 术语和定义GB/T 26424-2010、LY/T 2259-2014 界定的及下列术语和定义适用于本标准。3.1 立木生物量某一时刻存在于活立木中的有机物质总干重，分地上生物量和地下生物量，分别用 Wa 和Wb 表示。其中，地上
5、生物量包括树干（带皮） 、树枝、树叶 3 个组分；地下生物量包括大根5cm、中根 2-5cm 和小根2cm，直径 0.2cm 以下须根不计入根系生物量。3.2 生物量模型林木生物量模型是利用林木易测因子来推算较难测定的立木生物量（特别是树根生物量） ，以减少生物量测定的外业工作。目前，异速生长方程广泛被用于构建生物量模型。异速生长方程根据自变量的多少，又可分为一元或多元模型，一元和二元立木生物量模型是最常见的函数形式。3.3 含碳系数（CF）林木生物量中有机碳占有机质总量的比值，也叫含碳因子或含碳率。依据该参数可由生物量推算碳密度和碳储量。3.4 碳密度（CD）利用立木生物量及其含碳系数，测算
6、出某一森林类型单位面积的含碳量。3.5 碳储量（C）利用某一森林类型的碳密度，乘以该森林类型的面积，得到该森林类型的碳现存量，即为碳储量。3.6 模型评价指标主要包括调整后确定系数（R a2） 、均方根误差（RMSE） 、平均预测误差（MPE） 、平均预测误差百分比（MPE%） 、平均绝对误差（MAE） 、平均绝对误差百分比（MAE% ）和预测精度（P%） 。具体计算公式为：DB23/T xxxxxxxx2（1）221a1Niiii(Y)Rp（2）21MSENi(Y)p（3）1PNi,-ii（4）10E%Ni,-iiY（5）1MANi,-i（6）10E%Ni,-iiY（7）2P110i,-it
7、NpY式中：N样本总数；第 i 个观测值；iY全部数据拟合回归方程计算的 的预测值； i观测值的平均值；原始数据中删除第 i 个样本观测值后，按 p 个参数模型拟合回归方程计算 的预测i,- iY值；置信水平 ( )时的 t 值。t0.54 立木生物量模型4.1 立木生物量模型一元地上立木生物量模型：（8）2.45810.79iaWD二元地上立木生物量模型：（9）.60.39.4i HDB23/T xxxxxxxx3一元地下生物量模型：（10）2.68900.4ibWD二元地下生物模型：（11）.51.3.7i H式中：Wia立木地上生物量估计值，单位为千克（kg） ；Wib立木地下生物量估计
8、值，单位为千克（kg） ；D立木胸径，单位为厘米（ cm） ；H立木树高，单位为米（ m） 。4.2 模型评价指标红松人工林立木一元和二元生物量模型的评价指标见表 1。表 1 红松人工林立木生物量模型的评价指标模型拟合指标 模型检验指标模型类型 Ra2 RMSE MPE MPE% MAE MAE% P%一元地上生物量模型 0.956 15.39 1.56 1.34 10.11 9.44 97.68二元地上生物量模型 0.969 12.95 2.37 2.03 9.18 8.73 97.90一元地下生物量模型 0.890 7.85 1.41 4.43 7.05 25.42 93.73二元地下生物
9、量模型 0.895 7.64 0.26 0.81 6.85 25.43 94.485 含碳系数对红松各器官进行取样，采用碳氮分析仪测定其含碳系数。根据红松各器官含碳系数，分别计算其地上、地下含碳系数。红松地上、地下部分含碳系数见表 2。表 2 红松人工林地上、地下部分的含碳系数地上部分 地下部分平均值 标准差 平均值 标准差0.4812 0.0204 0.4805 0.01126 碳密度计量方法6.1 基于标准地的碳密度计算方法6.1.1 直接收获法在某一林分内选择适当面积（至少应为 0.01 hm2）设置标准地，将该标准地内的树木皆伐，测定地上和地下部分的生物量，一次推算出林分生物量，结合含
10、碳系数（表 2） ，计算红松人工林碳密度。具体计算公式： azBCDFS（12）bz（13）式中：CDza实测林分地上部分碳密度；CDzb实测林分地下部分碳密度；Ba样地实测地上生物量，单位为千克（kg） ；DB23/T xxxxxxxx4Bb样地实测地下生物量，单位为千克（kg） ；S样地面积，单位为公顷（hm 2） ；CFa 红松人工林地上部分的含碳系数；CFb 红松人工林地下部分的含碳系数。6.1.2 模型估算法基于红松人工林立木生物量模型（公式 8-11），利用标准地每木检尺数据计算生物量，结合含碳系数（表 2）计算碳密度。具体计算公式如下：（14）amaBCDFS（15）bb式中：C
11、Dma利用立木生物量模型计算的林分地上部分的碳密度；CDmb利用立木生物量模型计算的林分地下部分的碳密度；样地地上生物量估计值，单位为千克（kg） ；aB样地地下生物量估计值，单位为千克（kg） 。b6.2 基于林分断面积和平均高的碳密度计算方法6.2.1 林分生物量模型以林分每公顷生物量作为因变量，利用 G 和 ，构建基于林分断面积和平均高的林分生H物量模型。（16）1.04.360.6785saW（17）.92.57b式中：Wsa林分地上生物量估计值，单位为吨 /每公顷（t/hm 2） ；Wsb林分地下生物量估计值，单位为吨 /每公顷（t/hm 2） ；G林分每公顷断面积，单位为平方米 /
12、每公顷（m 2/hm2） ；林分平均高，单位为米（m） 。H6.2.2 模型评价指标红松人工林基于林分断面积和平均高的林分生物量模型评价指标见表 3。表 3 红松人工林基于林分断面积和平均高的林分生物量模型的评价指标模型拟合指标 模型检验指标模型类型 Ra2 RMSE MPE MPE% MAE MAE% P%地上生物量模型 0.966 8.84 1.10 2.80 5.44 6.03 96.85地下生物量模型 0.962 3.67 0.07 3.13 2.55 9.47 94.576.2.3 碳密度计算基于林分生物量模型（公式 16 和 17）和含碳系数（表 2），采用间接方法计算林分的每公顷
13、含碳量，即碳密度。计算公式如下： saaCDWF（18）bb（19）DB23/T xxxxxxxx5式中：CDsa林分地上部分碳密度，单位吨/每公顷（t/hm 2） ；CDsb林分地下部分碳密度，单位吨/每公顷（t/hm 2） 。6.3 基于林分每公顷蓄积的碳密度计算方法6.3.1 林分生物量模型以林分每公顷生物量作为因变量，利用 M 构建基于林分每公顷蓄积的林分生物量模型。 1.02.8659saW（20）.647b（21）式中：M林分每公顷蓄积，单位为平方米/每公顷（m 3/hm2） 。6.3.2 模型评价指标红松人工林基于林分每公顷蓄积的林分生物量模型评价指标见表 4。表 4 红松人工林
14、基于林分每公顷蓄积的林分生物量模型的评价指标模型拟合指标 模型检验指标模型类型 Ra2 RMSE MPE MPE% MAE MAE% P%地上生物量模型 0.972 17.44 0.04 6.30 13.41 18.52 91.58地下生物量模型 0.965 3.33 0.65 1.55 2.81 12.32 95.846.3.3 碳密度计算利用林分生物量模型（公式 20 和 21）和含碳系数（表 2），采用间接方法计算林分的碳密度。计算公式如下： vasaCDWF（22）bb（23）式中：CDva林分地上部分碳密度，单位吨/每公顷（t/hm 2） ；CDvb林分地下部分碳密度，单位吨/每公顷
15、（t/hm 2） 。7 碳储量计量方法7.1 基于标准地的碳储量计算方法7.1.1 直接收获法在不同林分条件（林分年龄、立地质量、林分密度等）的红松人工林中设置一定数量的标准地（调查方法详见 GB/T 26424-2010 第 5 章） 。实测其林分碳密度，结合各林分条件的红松人工林面积，计算红松人工林碳储量。具体计算公式为：（24）azbtbCDA式中：Ca地上碳储量估计值，单位为吨（t ） ；Cb地下碳储量估计值，单位为吨（t ） ；Ct总碳储量估计值，单位为吨（t） ；DB23/T xxxxxxxx6A红松人工林面积，单位为公顷（hm 2） 。7.1.2 模型估算法在不同林分条件的红松人
16、工林中设置一定数量的标准地（具体调查方法详见 GB/T 26424-2010 第 5 章） ，并进行每木检尺和树高测量，利用立木生物量模型（公式 8-11）和含碳系数（表 2），计算各林分的碳密度，结合林分的红松人工林面积，计算红松人工林碳储量。具体计算公式为：（25）ambtbCDA7.2 基于林分每公顷断面积和平均高的碳储量计算方法利用标准地或森林资源小班调查数据中的林分断面积和平均高，采用所建立的基于林分变量的林分生物量模型（公式 16 和 17），结合含碳系数（表 2）、红松人工林面积，计算出红松人工林碳储量。具体计算公式为：（26）asbtbCDA7.3 基于每公顷蓄积的碳储量计算方
17、法利用标准地或森林资源小班调查数据中的每公顷蓄积，采用所建立的基于林分每公顷蓄积的林分生物量模型（公式 20 和 21），结合含碳系数（表 2）、红松人工林面积，计算出红松人工林碳储量。具体计算公式为：（27）avbtbCDA8 应用8.1 数据范围本标准中的立木生物量模型应在建模样本的变量幅度范围内应用（参见附录 A） 。8.2 立木生物量模型立木生物量模型应用时应与建模地域范围一致，并采用通用性好的二元立木生物量模型。一元立木生物量模型在局部范围应用时（如林场区域范围） ，首先建立树高-胸径回归模型，再以二元立木生物量模型为基础构建适用于该范围的一元立木生物量模型。8.3 林分生物量模型如
18、已获得林分调查因子（G 和 ） ，采用基于林分断面积和平均高的碳储量计算方法进行H碳储量计量；如已获得林分每公顷蓄积（M） ，采用基于每公顷蓄积的碳储量计算方法进行碳储量计量。如未获得以上指标，应进行标准地设置（一个林分至少 3 块 0.06 hm2 的标准地） ，采用基于标准地的碳储量计算方法计量碳储量。8.4 区域条件估算省、市、县级、林场级区域范围红松人工林碳储量时，应统计不同林分条件（林分年龄、立地质量、林分密度等）的红松人工林的面积，结合不同林分条件红松人工林的碳密度，计算红松人工林的总碳储量。DB23/T xxxxxxxx7附表 A（数据性附录）红松人工林立木生物量建模样本统计表统计指标变量最小值 Min 最大值 Max 平均值 Mean 标准差 SD胸径 D / cm 5.3 33.0 17.9 5.7树高 H / m 5.0 19.5 11.4 2.5地上生物量 Wa / kg 4.01 383.11 103.36 72.96地下生物量 Wb / kg 0.70 137.04 26.90 23.62
