隨著國家林業重點工程的實施,我國森林在過去幾十年間起到碳匯功能,對區域和全球碳平衡貢獻顯著。在全球變化背景下,陸地生態系統尤其是森林的固碳能力將繼續發揮重要作用。為了滿足我國森林碳匯的科學管理以及應對我國“雙碳”目標的科學評估,亟需摸清我國森林碳儲量空間分布和變化規律。
基于自主研發的低頻被動微波植被光學厚度(L-VOD)年際產品(具有時空連續性強、對茂密森林飽和點高的優勢),該研究評估了不同光學植被指數產品和微波植被光學厚度產品在中國區域對森林地上碳儲量的監測能力,證明了微波植被光學厚度產品(尤其是L波段)在大尺度范圍對地上碳儲量監測的優勢。在隨機森林模型框架下,研究協同使用光學植被指數和微波植被光學厚度產品預測我國森林地上碳儲量年際變化,估算2013-2019年我國森林地上碳儲量動態變化,進一步分析了重點區域森林地上碳儲量變化趨勢。
研究表明,2013-2019年我國地上森林植被碳匯為0.17 Pg C yr-1,其中,56%來源于南方地區(圖1)。從區域尺度來看,我國南方森林植被地上部分碳匯主要來自貴州(22.35 Tg C yr-1)、四川(14.49 Tg C yr-1)和湖南(11.42 Tg C yr-1)等省份。在實施生態恢復工程的區域呈現出不同程度的碳增加,其中,青藏高原區域為0.02 Pg C yr-1,黃土高原區域為0.03 Pg C yr-1,三北防護林區域為0.01 Pg C yr-1。
該研究發展了融合光學植被指數和微波植被光學厚度的森林碳儲量遙感監測技術,實現了我國地上森林碳儲量的年際動態監測。相關研究成果以Estimating Aboveground Carbon Dynamic of China Using Optical and Microwave Remote-Sensing Datasets from 2013 to 2019為題,發表于《遙感雜志》(Journal of Remote Sensing)上。該工作由中國科學院華南植物園和西南大學地理科學學院共同完成。研究工作得到國家自然科學基金國家杰出青年科學基金項目和中科院戰略性先導科技專項等的支持。