（正式版）DB54∕T 0498.1-2025 《生态系统碳汇计量与监测体系建设技术规范 第1部分：森林碳汇计量与监测方法》

ICS65.020.40CCSB6054生态系统碳汇计量与监测体系建设技术规前言 2规范性引用文件 3术语和定义 4基本规定 25调查监测方法 26计量方法 57档案管理 8数据质量控制 附录A（规范性）主要树种（组）二元生物量模型参数 15附录B（规范性）主要树种（组）二元生物量转换因子及根茎比模型参数 17附录C（规范性）主要树种（组）基本木材密度 19附录D（规范性）主要树种（组）含碳系数 20本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是DB54/T0498.1—2025《生态系统碳汇计量与监测体系建设技术规范》的第1部分。DB54/T0498—2025已经发布了以下部分：——第1部分：森林碳汇计量与监测方法；——第2部分：草地碳汇计量与监测方法；——第3部分：湿地碳汇计量与监测方法；请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由西藏自治区林业和草原局、西藏自治区林业调查规划研究院提出。本文件由西藏自治区林业和草原标准化技术委员会归口。本文件起草单位：西藏自治区林业调查规划研究院、国家林业和草原局中南调查规划院、国家林业和草原局西南调查规划院、国家林业和草原局西北调查规划院、。本文件主要起草人：普布顿珠，李佳，旦增，梁曾飞，刘洪强，杨传金，钟泽兵，曹华燕，魏新，彭泰来，扈晶晶，侯伟，嘎玛群宗，胡开，梁文业，毋二宁，郑婉霞，丹丁，刘宏伟，陶德玲，金增涛，普罗，达娃扎西，吴云华，姚卫杰，薛辉，徐磊，姚晓妍，陈越，扎朗，米玛次仁，边巴仓决，格桑措姆，米玛卓玛，德吉桑姆，旦巴永忠。森林、草地、湿地和荒漠是西藏自治区生态系统的重要组成部分，在固碳增汇、调节区域气候等方面发挥着不可替代的作用。建立规范的生态系统碳汇计量与监测体系，科学量化生态系统碳汇功能，对支撑西藏自治区生态保护与高质量发展、服务国家“双碳”战略目标具有重要意义。DB54/T0498《生态系统碳汇计量与监测体系建设技术规范》旨在规范和指导西藏自治区森林、草地、湿地和荒漠生态系统碳汇计量与监测方法，拟由四个部分构成。——第1部分：森林碳汇计量与监测方法。目的在于规范和指导森林生态系统碳汇计量与监测方法。——第2部分：草地碳汇计量与监测方法。目的在于规范和指导草地生态系统碳汇计量与监测方法。——第3部分：湿地碳汇计量与监测方法。目的在于规范和指导湿地生态系统碳汇计量与监测方法。本文件为《生态系统碳汇计量与监测体系建设技术规范第1部分：森林碳汇计量与监测方法》。1生态系统碳汇计量与监测体系建设技术规范第1部分森林碳汇计量与监测方法本文件规定了森林碳汇计量与监测的术语和定义、基本要求、调查监测方法、计量方法、档案管理、数据质量控制等内容。本文件适用于西藏自治区范围的森林碳储量和森林碳汇监测与计量。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T26424森林资源规划设计调查技术规程GB/T38590森林资源连续清查技术规程GB/T43648主要树种立木生物量模型与碳计量参数LY/T2988森林生态系统碳储量计量指南LY/T3253林业碳汇计量监测术语LY/T3330森林土壤碳储量调查技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1森林包括乔木林、竹林和国家特别规定的灌木林。按照用途可以分为防护林、特种用途林、用材林、经济林和能源林。[来源：中华人民共和国森林法，第八十三条]3.2森林碳汇森林植物群落通过光合作用吸收大气中的二氧化碳将其固定在森林植被和土壤中的所有过程、活动或机制。[来源：LY/T3253—2021，3.2.2，有修改]3.3森林碳储量2森林生态系统各碳库中碳元素储存的数量之和。3.4森林碳库森林生态系统中碳储存的形式或场所,通常包括地上生物质、地下生物质、枯落物、枯死木和土壤有机质五个碳库。[来源：LY/T3253—2021，3.2.14，有修改]4基本规定4.1计量监测对象对森林生态系统中的地上生物质、地下生物质、枯落物、枯死木和土壤有机质等五个碳库的碳储量、碳汇量进行计量。4.2计量原则4.2.1系统性森林碳汇计量工作须明确目标对象，基础资料应涵盖监测区域主要森林植被类型，充分利用基础数据资料，客观、真实地反映监测区域森林碳储量、森林碳汇量，保证计量工作具有系统性、科学性和完整性。4.2.2保守性在选择计量方法、确定参数以及处理数据等各个环节，要充分考虑可能存在的不确定性因素，并采取相对保守的方式进行操作，以确保计量结果是可靠且保守的。4.2.2连续性森林碳汇计量工作须按照统一、规范的方法和频率进行持续的计量监测，以确保计量结果的连续性。5调查监测方法5.1监测频次首次监测后，宜根据不同的计量与监测目的确定后续监测频次。5.2抽样设计5.2.1森林类型划分在抽样前应对森林进行森林类型划分，主要根据地类、优势树种、海拔、龄组、土壤类型等关键特征因子进行分层。5.2.2抽样方法自治区层面调查应采用系统抽样方法进行，或使用符合监测时限要求的全自治区综合监测样地调查数据。自治区层面以下调查可采用系统抽样、分层抽样和随机抽样等方法。5.2.3样地数量3监测所需的样地数量，可采用以下公式计算：=×σ×…………（1）式中：——计算监测区域内森林碳储量所需的样地数量，无量纲；——可靠性指标，在一定可靠性水平下，自由度为无穷(∞)时查分布双侧分位数表获得，取值为1.645，无量纲；——监测区域内第种森林类型的面积权重，无量纲。=/，其中为第森林类型的面积（hm2为监测区域森林总面积；——监测区域内第种森林类型单位面积碳储量的标准差，单位为吨碳每公顷（tC/hm2）。取值为评估基准年第种森林类型单位面积碳储量的10%；——监测区域内森林单位面积碳储量的标准差，单位为吨碳每公顷（tC/hm2）。取值为评估基准年森林单位面积碳储量的10%；——森林类型，=1,2,3……，无量纲。5.2.4样地数量分配依据样地数量计算结果，采用最优分配法对各碳层的样地数量进行分配，采用以下公式计算：依据样地数量计算结果，采用最优分配法对各碳层的样地数量进行分配，采用以下公式计算： =σ ——监测区域内第种森林类型计算碳储量所需的样地数量，无量纲；——监测区域内森林计算碳储量所需的样地数量，无量纲；——监测区域内第种森林类型的面积权重，无量纲。=/，其中为第森林类型的面积（hm2为监测区域森林总面积；——监测区域内第种森林类型单位面积碳储量的标准差，单位为吨碳每公顷（tC/hm2）。取值为评估基准年第种森林类型单位面积碳储量的10%；N——监测范围内森林碳储量和碳汇量计量与监测所需的样地数量，无量纲；——碳层，=1,2,3……，无量纲。5.3样地与样方设置5.3.1乔木、枯死木样地乔木、枯死木样地形状为圆形，垂直投影面积为666.67m2，样圆半径为14.57m。5.3.2灌木样方在位于样地正东、正北、正西2m处位置，共设置3个2m×2m的正方形小样方。如不能代表乔木样地内的灌木水平，可位移。5.3.3草本、枯落物样方在每个灌木样方内，设置大小为1m×1m的正方形样方。如不能代表乔木样地内草本与枯落物的水平，可位移。45.3.3土壤样方在位于样地正南2m处位置，设置1个土壤样方。如不能代表乔木样地内的土壤，可位移。5.3.5样地、样方相对位置乔木、枯死木样地和灌木样方、草本及枯落物样方、土壤样方相对位置，详见图1。NEWES图1样地样方相对位置图5.4样地基本因子调查与记载5.4.1乔木层调查与取样乔木层调查的方法为每木检尺，乔木层检尺起测胸径为2.0cm，根据每木检尺调查结果，每个径阶选择3-5株标准木测定树高。5.4.2灌木层调查与取样灌木层包括林分中下木层所有活的木本植物，具体细分为灌木和胸径小于2.0cm的所有活幼树。调查记录样方内所有植物名称、株数、高度、基径、植被盖度。将样方内所有灌木分地上和地下器官全部收获并称鲜重，分地上、地下两部分，将3个样方的样品混合均匀，取1个200g的混合样，带回实验室测定其含水率及含碳率指标。5.4.3草本层调查与取样草本层植物包括草本植物和蕨类植物，调查记录样方内主要植物名称、平均高、盖度。按样方将所有草本分地上和地下器官全部收获并称鲜重，分地上、地下两部分，将3个样方的样品混合均匀，取1个200g的混合样，带回实验室测定其含水率及含碳率指标。5.4.4枯落物调查与取样收集每个样方内的所有枯落物并称重。将3个样方的样品混合均匀，取1个200g的混合样，带回5实验室测定其含水率及含碳率指标。5.4.5枯死木调查与取样5.4.5.1枯死木种类枯死木包括枯立木和枯倒木两种。5.4.5.2枯立木调查方法调查样地内所有胸径大于5cm枯立木，若树干树冠几乎完整，采用与活立木相同的方法进行调查。若为干折木、冠折木等，测量基径和胸径，并测量树干的高度，估测树干中央直径和顶部的直径，并测定枯立木的密度级。枯立木的密度等级划分为腐木、半腐木、未腐木三级，可通过用弯刀敲击枯立木进行判断。如果刀刃反弹回来，即为未腐木；如果刀刃进入少许，则为半腐木；如果枯立木裂开则为腐木。5.4.5.3枯倒木调查方法调查样地内所有木材直径≥5.0cm、长度≥1.0m的枯死倒木，所有枯倒木测量中央直径和长度，并测定枯倒木的密度级。5.4.6土壤层调查与取样土壤样品采用分层采样的方式，土壤分层采取0⁓10cm、10cm⁓30cm、30cm⁓50cm、50cm⁓70cm、70cm以上的土层分层，当土层厚度不足70cm时采用0⁓10cm，10cm⁓20cm，20cm⁓40cm，40cm以上的土层分层。在挖掘好的土壤剖面上，在各土层中部位置，将环刀（规格70mm×52mm，200cm3）的刃口向下垂直于剖面压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。如果土壤较硬，可借助橡皮锤取样。用削土刀切开环刀周围的土壤，取出已装满土的环刀，细心削去环刀两端多余的土，并擦净环刀外面的土。每个土层取环刀样品1个，将环刀内土样全部取出，放在密封袋中临时保存，记录样品鲜重，土层厚度、带回室内测定容重、砾石含量和有机碳含量。6计量方法6.1样地调查法6.1.1乔木层6.1.1.1单木生物量基于样地调查中的每木检尺数据，采用二元生物量模型进行计算，样木各部分总生物量按式(4)计算，地上生物量按式(5)计算，地下生物量按式(6)计算： MA=a0a1a2 MB=b0b1b2 式中：M——样木总生物量，单位：kg；6MA——样木地上生物量，单位：kg；MB——样木地下生物量，单位：kg；——胸径，单位：cm；——树高，单位：m；a0,a1,a2,b0,b1,b2——模型参数，具体参数详见附录A和附录B。6.1.1.2样地碳储量该公式适用于样地乔木层碳储量计算，依据各树种含碳率计算，公式如下：1=式中：1——样地中乔木层碳储量，单位：tC；,——第i个树种，第j株样木生物量，单位：kg；1——第i个树种对应的含碳率，无量纲，具体参数详见附录D。6.1.1.3区域碳储量式中：——样地数量，单位：个；乔木——监测区域乔木层碳储量，单位：tC；——监测区域内第种森林类型面积，单位：hm2；A——样地面积，单位：m2；——森林类型数量，单位：个。6.1.2灌木层6.1.2.1样地生物量样地灌木层生物量采用调查监测获得的样方数据进行计算，公式如下：式中：2——样地灌木层生物量，单位：kg；2——第i个样方内灌木生物量，单位：kg；——样方面积；单位：m2；——样方个数；7A——样地面积，单位：m2。6.1.2.2样地碳储量样地灌木层碳储量计算公式如下：式中：2——样地灌木层碳储量，单位：tC；2——样地灌木层生物量，单位：kg；2——灌木平均含碳率，无量纲。6.1.2.3监测区域碳储量式中：——样地数量，单位：个；灌木——监测区域灌木层碳储量，单位：tC；——监测区域内第种森林类型面积，单位：hm2；A——样地面积，单位：m2；——森林类型数量，单位：个。6.1.3草本层6.1.3.1样地生物量样地草本层生物量采用调查监测获得的样方数据进行计算，公式如下：式中：3——样地草本层生物量，单位：kg；3——第i个样方内草本层生物量，单位：kg；——样方面积；单位：m2；——样方个数；A——样地面积，单位：m2。6.1.3.2样地碳储量样地草本层碳储量计算公式如下：8式中：3——样地草本层碳储量，单位：tC；3——样地草本层生物量，单位：kg；3——草本平均含碳率，无量纲。6.1.3.3监测区域碳储量式中：——样地数量，单位：个；草本——监测区域草本层碳储量，单位：tC；——监测区域内第种森林类型面积，单位：hm2；A——样地面积，单位：m2；——森林类型数量，单位：个。6.1.4枯落物层6.1.4.1样地生物量样地枯落物层生物量采用调查监测获得的样方数据进行计算，公式如下：式中：4——样地枯落物层生物量，单位：kg；4——第i个样方内枯落物层生物量，单位：kg；——样方面积；单位：m2；——样方个数；A——样地面积，单位：m2。6.1.4.2样地碳储量样地枯落物碳储量计算公式如下：式中：4——样地枯落物碳储量，单位：tC；94——样地枯落物生物量，单位：kg；4——枯落物平均含碳率，无量纲。6.1.4.3监测区域碳储量式中：——样地数量，单位：个；C枯落物——监测区域枯落物层碳储量，单位：tC；——监测区域内第种森林类型面积，单位：hm2；A——样地面积，单位：m2；——森林类型数量，单位：个。6.1.5枯死木层6.1.5.1样地生物量样地枯死木层生物量采用调查监测获得的枯死木数据进行计算，公式如下：式中：5——第i棵枯死木生物量，单位：kg；V——第i棵枯死木材积，单位：m3；SVD——枯死木树种的基本木材密度，单位：t.d.m/m3，具体参数详见附录C；BEF——枯死木树种对应的生物量扩展因子，无量纲；RSR——枯死木树种对应的根茎比，无量纲；——第i棵枯死木密度级对应的系数，未腐木取值为1.00，半腐木取值0.80，腐木取值魏0.45，无量纲；5——样地枯落物层生物量，单位：kg；——枯死木数量。6.1.5.2样地碳储量样地枯死木碳储量计算公式如下：式中：5——样地枯死木碳储量，单位：tC；5——样地枯死木生物量，单位：kg；5——枯死木平均含碳率，无量纲。6.1.5.3监测区域碳储量式中：——样地数量，单位：个；C枯死木——监测区域枯死木层碳储量，单位：tC；——监测区域内第种森林类型面积，单位：hm2；A——样地面积，单位：m2；——森林类型数量，单位：个。6.1.6土壤碳储量6.1.6.1样地碳储量样地土壤碳储量按如下公式进行计算： (27)6=σ×A×10-4 (28)式中：6——样地土壤碳储量，单位：tC；——为第i层土壤的有机碳密度，单位：tC/hm2；——为第i层土壤的平均有机碳含量，单位：g/kg；——为第i层土壤的容重，单位：g/cm3;ℎ——为第i层土壤的深度，单位：m；——为第i层土壤的直径大于2mm的砾石、根茎和其他枯木残余物所占的百分比，单位：%；——为土壤分层，单位：m；A——样地面积，单位：m2。6.1.6.2监测区域碳储量依据各样地土壤层碳储量，按式(29)计算各森林类型样地土壤层的平均值，按式(30）计算监测区域土壤层碳储量：式中：——样地数量，单位：个；C土壤——监测区域土壤层碳储量，单位：tC；——监测区域内第种森林类型面积，单位：hm2；A——样地面积，单位：m2；——森林类型数量，单位：个。6.1.7森林碳储量森林碳储量按如下公式进行计算：式中：森林——森林碳储量，单位：tC；乔木——乔木层碳储量，单位：tC；灌木——灌木层碳储量，单位：tC；草本——草本层碳储量，单位：tC。枯落物——枯落物层碳储量，单位：tC；土壤——土壤层碳储量，单位：tC。6.2遥感监测6.2.1光学遥感(1)模型构建基于光学遥感数据开展区域尺度森林植被碳储量计量，可采用多元线性回归模型等参数模型或机器学习算法等非参数模型，建立森林植被碳密度反演模型，其基本形式如下：式中：——像元碳密度，即森林植被单位面积碳储量，单位：tC/hm2；——自变量，即基于遥感数据的格网尺度的森林特征变量。(2)模型评价采用决定系数（R2），相对均方根误差（rRMSE），相对偏差（RBias），作为模型基本评价指标，用于验证模型精度，计算公式如下： rRMSE=σ(−)2/×100% RBias=σ(−)/ 式中：——样本均值；————样本均值；——样本单元数。将自变量输入经验证评价后的反演模型，逐像元计算森林植被碳密度。并将反演结果与监测区域森林植被分布数据叠加，按式(36)逐小班计算其森林植被碳储量，并按式(37)统计监测区域内森林植被碳储量：式中：——单个小班内森林植被碳储量，单位：tC；,——单个小班内第i个像元的森林植被碳密度，单位：tC/hm2,——单个小班内有效像元数量，单位：个；——小班面积，单位：hm2；C——监测区域内森林植被碳储量，单位：tC；,——监测区域内第j个小班的森林植被碳储量，单位：tC；——监测区域内小班数量，单位：个。6.2.2机载激光雷达本方法主要适用于林下灌木、草本极少的单层乔木林碳储量计量，主要计量过程如下：需按式(38)验证点云单木分割精度，当单木分割精度≥需按式(38)验证点云单木分割精度，当单木分割精度≥90%时，方可执行后续步骤。否则应重新检验本方法在当前场景下的适用性。−=1−−式中：——样地实测单木株数，单位：株。（2）生物量模型构建对激光雷达分割单木与检尺样木进行匹配，获取每株样木对应的激光雷达特征参数和实测全株生物量，形成样木点云特征参数与实测全株生物量的数据集。将上述数据集按一定比例（例如：2:1、3:1、4:1）划分为训练集、测试集。以样木实测生物量为因变量，以样木点云特征参数为自变量，采用多元线性回归模型等参数模型或机器学习算法等非参数模型，建立激光雷达生物量模型，模型基本形式如下：式中：——单木生物量，单位：kg；——单木点云特征参数。（3）模型验证评价按式(33)计算训练集、验证集的决定系数。其中，训练集决定系数应大于等于0.8、验证集决定系数应大于0.7。当模型精度满足要求，则可继续后续步骤；若不满足，则应查找原因，重新建模，直至达到精度要求。（4）碳储量计算采用通过精度验证的激光雷达生物量模型，遍历计算单木分割对象，获得每株单木的生物量，再结合各树种的含碳率，将单木生物量转化为碳储量，并将改区域内单木的碳储量进行求和，即可获得监测区域内的碳储量，计算公式如下：式中：C——监测区域内森林植被碳储量，单位：tC；,——监测区域内第j颗样木的生物量，单位：kg；——监测区域内第j颗样木树种对应的含碳系数。6.3碳汇量碳汇量的计算方法采用碳储量变化法，计算监测区域内碳储量在一段时期内的变化量，计算公式如式中：∆Ct——监测区域内t年间碳汇量，单位：tCO2(吨二氧化碳)；Ct2——监测区域内第t2年碳储量，单位：tC；Ct1——监测区域内第t1年碳储量，单位：tC；t1,t2——对应的年份，单位：年。7档案管理项目业主应妥善保管收集的资料、野外调查记录表、参数测定结果、监测数据库、成果图件、计量与监测报告，建立台账（明确数据来源、数据获取时间、项目经办人、项目负责人）。所有档案应进行电子存档，至少保存10a。8数据质量控制首次监测可同步开展样地和遥感监测，遥感监测方法模型经验证适用，并与地面监测无明显差异后，后续监测可采用遥感监测。森林碳储量数据精度宜根据不同的计量与监测目的进行确定。当采用基于样地开展监测时，其中样地的复位率应达到98%，样木的复位率应≥95%。样地固定标志的设置和复位方法参照《国家森林资源连续清查西藏自治区第三次复查操作细则》中的规定。当采用光学遥感反演进行区域森林植被碳储量计量时，宜采用交叉验证法进行模型精度评价，建议当验证集R2大于0.7