《區(qū)域碳匯評估技術規(guī)范》

ICS07.060

CCSA47

團體標準

T/CMSAXXXX—2021

區(qū)域碳匯評估技術規(guī)范

TechnicalRegulationsonRegionalCarbonSinkAssessment

2021-XX-XX發(fā)布2021-XX-XX實施

中國氣象服務協(xié)會發(fā)布

T/CMSAXXXX—2021

區(qū)域碳匯評估技術規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了區(qū)域碳匯評估的基本原則和要求，給出了對應的評估方法。

本文件適用于區(qū)域所有陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯評估，不包括無植被覆蓋的水體、居住地、工業(yè)用地、

交通用地、裸土、裸巖、沙漠、鹽堿地、永久積雪和冰川等分布的區(qū)域。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

陸地生態(tài)系統(tǒng)terrestrialecosystem

地球表面陸地生物及其環(huán)境通過能流、物流、信息流形成的功能整體。

注：陸地生態(tài)系統(tǒng)包括森林、灌叢、草地、濕地、荒漠和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。

3.2

森林生態(tài)系統(tǒng)forestecosystem

以喬木為主體的生物群落與其非生物環(huán)境相互作用，并產(chǎn)生能量轉換和物質(zhì)循環(huán)的綜合系統(tǒng)，包括

天然林生態(tài)系統(tǒng)和人工林生態(tài)系統(tǒng)。

3.3

濕地生態(tài)系統(tǒng)wetlandecosystem

由陸地和水域相互作用而形成的兼顧水域和陸地生態(tài)系統(tǒng)特征的自然綜合系統(tǒng)，包括陸地所有淡水

生態(tài)系統(tǒng)、陸地和海洋過渡地帶的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)和海洋邊緣部分咸水、半咸水水域。

3.4

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)farmlandecosystem

人類在以作物為中心的農(nóng)田中，利用生物和非生物環(huán)境之間以及生物種群之間的相互關系，通過合

理的生態(tài)結構和高效生態(tài)機能，進行能量轉化和物質(zhì)循環(huán)，并按人類社會需要進行物質(zhì)生產(chǎn)的綜合體。

3.5

灌叢生態(tài)系統(tǒng)shrubecosystem

以灌木為主體的生物群落與其非生物環(huán)境相互作用，并產(chǎn)生能量轉換和物質(zhì)循環(huán)的綜合系統(tǒng)。灌木

是指沒有明顯主干、呈叢生狀態(tài)且高度小于6米的樹木。在我國少量分布的山地苔原生態(tài)系統(tǒng)，植被種

類以草本植物為主的，在計算時歸為此類。

3.6

草地生態(tài)系統(tǒng)grasslandecosystem

以飼用植物和食草動物為主體的生物群落與其生存環(huán)境共同構成的開放生態(tài)系統(tǒng)，包括人工草地

生態(tài)系統(tǒng)和天然草地生態(tài)系統(tǒng)兩大類。

注：在我國少量分布的山地苔原生態(tài)系統(tǒng)，植被種類以草本植物為主的，在計算時歸為此類。

3.7

總初級生產(chǎn)力grossprimaryproductivity

GPP

在單位時間和單位面積上，綠色植物通過光合作用所固定的有機碳總量。

4

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3.8

凈初級生產(chǎn)力netprimaryproductivity

NPP

單位時間內(nèi)生物通過光合作用所吸收的碳除去植物自身呼吸的碳損耗所剩余的部分。

3.9

凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力netecosystemproductivity

NEP

生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力中除去土壤異養(yǎng)呼吸所消耗的部分，在不考慮各種擾動影響的情況下，其數(shù)

值反映了陸地生態(tài)系統(tǒng)的凈碳交換量，即碳源、匯的大小。

3.10

植物維持呼吸plantmaintainrespiration

植物自養(yǎng)呼吸作用所產(chǎn)生的能量和中間產(chǎn)物用于維持植物細胞存活的部分。

3.11

植物生長呼吸plantgrowthandrespiration

植物自養(yǎng)呼吸作用所產(chǎn)生的能量和中間產(chǎn)物用于合成植物生長所需要物質(zhì)的部分。

3.12

土壤有機碳soilorganiccarbon

通過微生物作用所形成的腐殖質(zhì)、動植物殘體和微生物體的合稱。

3.13

土壤異養(yǎng)呼吸soilheterotrophicrespiration

土壤中的微生物和動物進行新陳代謝活動消耗土壤中的有機或無機碳，產(chǎn)生二氧化碳的過程。包括

土壤微生物和動物呼吸。

3.14

區(qū)域碳匯regionalcarbonsink

區(qū)域內(nèi)所有陸地生態(tài)系統(tǒng)在一定時間內(nèi)吸收并儲存的大氣二氧化碳量的總和。

4基本原則

4.1客觀性

采用的輸入數(shù)據(jù)來源于社會公共觀測數(shù)據(jù)，如氣象、遙感等觀測數(shù)據(jù)，確保評估結果客觀公正，見

附錄A。

4.2準確性

利用評估區(qū)域內(nèi)地面觀測的植被碳密度、土壤有機碳密度以及凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力對評估模型進行驗

證和校準，基于模擬值與觀測值之間的統(tǒng)計參數(shù)來確定評估方法的準確性。

4.3持續(xù)性

受氣候變化、土地利用變化、人為干擾等因素的影響，區(qū)域碳匯的年際間波動較大，需提供定期動

態(tài)評估結果，宜以“年”為時間單位開展評估。

4.4一致性

時間上的一致性：在不同時間對同一評估單元再次或多次評估時，采用相同評估方法、參數(shù)和數(shù)據(jù)

標準。

空間上的一致性：基于所有下一級行政單元（空間范圍）的碳匯評估核算總量要與基于上一級行政

單元（空間范圍）的碳匯核算結果保持一致。

5評估流程

5

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5.1確定評估的地域范圍和時段

根據(jù)評估目的，區(qū)域碳匯評估的地域范圍可以是行政地域單元，如省、市、縣、鄉(xiāng)、村，也可以是

功能相對完整的生態(tài)系統(tǒng)地域單元（如林場、森林公園、草場、自然保護區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等），以及由不

同生態(tài)系統(tǒng)類型組合而成的特定地域單元（如田園綜合體、流域等）。

評估時段以“年”為時間單位，確定評估的起止時間。

5.2確定評估方法

根據(jù)評估區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)類型、分布、氣候、土壤特征和數(shù)據(jù)積累情況，按照第6章選擇適用于

當?shù)氐奶紖R評估模型方法。

5.3獲取觀測數(shù)據(jù)、模型參數(shù)本地化和校準

觀測數(shù)據(jù)獲取、模型參數(shù)本地化和校準包括：

a)評估區(qū)域范圍內(nèi)的樣地調(diào)查：通過樣地調(diào)查，獲取包括植被碳密度、土壤有機碳密度、葉面

積指數(shù)、樹種、林齡、生物量在內(nèi)的觀測數(shù)據(jù)；

b)評估區(qū)域范圍內(nèi)通量觀測站點的日尺度凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，若評估區(qū)域范圍內(nèi)

無通量觀測站點，獲取臨近地區(qū)具有相同生態(tài)系統(tǒng)類型的通量觀測數(shù)據(jù)；

c)利用獲取的觀測數(shù)據(jù)，對模型參數(shù)進行率定，完成參數(shù)的本地化，對模型模擬結果進行驗證

和校準。

5.4獲取模型輸入數(shù)據(jù)

區(qū)域碳匯評估模型輸入數(shù)據(jù)包括遙感數(shù)據(jù)、土地利用、氣候、土壤和大氣CO2濃度等數(shù)據(jù)，按照評

估要求的時空分辨率對輸入數(shù)據(jù)進行空間插值處理。

5.5運行區(qū)域碳匯評估模型

利用準備好的輸入數(shù)據(jù)，運行區(qū)域碳匯評估模型，開展區(qū)域碳匯評估。

5.6撰寫區(qū)域碳匯評估報告

按照附錄B出具區(qū)域碳匯評估報告。

6凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力（NEP）評估方法

6.1概述

凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力(NEP)是區(qū)域碳匯的評估指標，它是生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力中除去土壤異養(yǎng)呼吸

所消耗的部分。在不考慮各種擾動影響的情況下，NEP數(shù)值反映了陸地生態(tài)系統(tǒng)的凈碳交換量，即碳源、

匯的大小。評估NEP涉及光合作用、呼吸作用、碳分配以及土壤呼吸等生態(tài)系統(tǒng)過程的計算，分為a）和

b)兩種評估方法。

a)基于NPP和HR的評估方法，該方法不需要計算植物自養(yǎng)呼吸，按公式（1）計算。

???=??????·····································································(1)

式中：

NPP——凈初級生產(chǎn)力，是單位時間內(nèi)生物通過光合作用所吸收的碳除去植物自身呼吸的碳損耗所

剩余的部分。

HR——土壤異養(yǎng)呼吸。

b)基于GPP和Re的評估方法，按公式（2）計算。GPP是指在單位時間和單位面積上，綠色植物

通過光合作用所固定的有機碳總量。Re是生態(tài)系統(tǒng)總呼吸，即植物的自養(yǎng)呼吸Ra和土壤異養(yǎng)

呼吸HR之和，Re=HR+Ra。

由于NPP是總初級生產(chǎn)力(GPP)減去植物自養(yǎng)呼吸（Ra）的部分，即???=?????a。因此，

公式（1）可寫成公式(2)：

6

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???=?????a???=?????e·····················································(2)

6.2森林生態(tài)系統(tǒng)NEP評估方法

6.2.1基于NPP和HR的森林NEP評估方法

NPP的計算

森林NPP為連續(xù)兩年森林植被生物量的凈增長量??與凋落物loss之和，按公式（3）計算：

???=??+????······································································(3)

式中：

??——連續(xù)兩年森林植被生物量的凈增長量，森林生物量B的估算可通過森林樣地數(shù)據(jù)擬合的林

齡-生物量方程得到，中國主要森林類型的林齡-生物量方程見附錄C。

????——連續(xù)兩年森林植被生物量的凋落物，等于生物量B與凋落率??的乘積之和，即????=

3

∑?=1（????），i=1,2,3，分別代表葉、莖、根，凋落物中葉、莖和根的比例與生物量

中的比例一致。不同森林類型的凋落率根據(jù)樣點實測數(shù)據(jù)得到，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)計算的中國

主要森林類型的葉、莖、根、凋落物占總生物量的比例見附錄D。

HR的計算

HR評估借鑒CENTURY（Pardon,etal.,1987）模型的方法。即將土壤碳分為不同的庫，計算碳在

不同庫之間的轉換。根據(jù)CENTURY模型方法，凋落物進入機構庫和代謝庫的分配比例由木質(zhì)素與氮的比

例決定，按照公式（4）和（5）計算:

?M=0.85?0.018???·································································(4)

?S=1??M···········································································(5)

式中：

?M——表示進入代謝庫的部分；

???——為木質(zhì)素與氮的比例；

?S——表示進入結構庫的部分。

每個庫的土壤有機質(zhì)分解與轉化遵循一階速率反應（First-orderratereaction）原則，由公式

（6）公式計算：

??

?=??(?)?(?)?···································································(6)

????

式中：

??——是各庫的碳儲量，i=1,2,…8。

??——是各庫的最大分解速率，i=1,2,…8。

?(?)?(?)——分別是土壤溫度和濕度對分解的影響函數(shù)。同時有機碳的分解與土壤質(zhì)地、土壤有

效氮以及凋落物木質(zhì)素與氮的比值有關。

土壤異養(yǎng)呼吸產(chǎn)生的碳釋放是土壤微生物分解過程中所有氣態(tài)碳（如CO2,CO,CH4）損失的和，即：

8

??=∑?=1????(1??)·······································································(7)

式中：

??、??——同公式（6）；

?——是微生物同化效率，即被分解的有機碳轉化為微生物組織的部分，取值見附錄E。

NEP的計算

將和計算得到的NPP和HR代入到公式（1），得到森林NEP。

6.2.2基于GPP和Re的森林NEP評估方法

GPP的計算

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可按照a)和b）提供的2種方法進行計算。

a)基于光化學反應原理計算GPP。

通常采用Farquhar的光合作用方案，該類方法通常需要通過生態(tài)系統(tǒng)過程模型實現(xiàn)。目前國

際上主流模型有：IBIS（Liuetal.,2005）、InTEC(Chenetal.,2000)、BEPS(Liuetal.,

1999)、DLEM（田漢勤等，2010）、PGEN2.0（Friend,1995）、Hybrid3.0（Friendetal.,

1997）、CLM4.0（Olesonetal.,2010）、BATS（Dickinsonetal.,1993）、AVIM（Ji,1995）、

DOLY（Woodwardetal.,1995）、CEVSA（CaoandWoodward,1998）、LSM1.0（Bonan,1995）。

宜使用CEVSA和AVIM模型及其后續(xù)版本的光合作用方案（見附錄F和G）。

b)基于光能利用率模型計算GPP。

基于遙感數(shù)據(jù)的光能利用率模型可計算GPP，目前國際上主流模型有：GLO-PEM(Prince,1991),

CASA（Potteretal.,1993）,MODIS-GPP(Runningetal.,2000),CFix(Veroustraete

etal.,2002),VPM(Xiaoetal.,2004),EC-LUE(Yuanetal.,2007)等。光能利用率模

型計算GPP的一般公式為：

???(?,?)=????(?,?)×?(?,?)·························································(8)

?(?,?)=?max×?(?,?)×?(?,?)························································(9)

式中：

????(?,?)——是有效光合輻射；

?(?,?)——是光合利用效率；

?max——理論上最大的光能利用效率；

?(?,?)、?(?,?)——分別表示溫度和水分限制因子。

不同模型計算溫度和水分限制因子和APAR參數(shù)的方法存在差異。

Rm和Rg的計算

-2-1

植物自養(yǎng)呼吸分為維持呼吸和生長呼吸兩部分。其中，維持呼吸Rm與器官生物量成正比(μmol·m·s，

以CO2計)，且隨溫度變化而改變；生長呼吸Rg正比于器官生物量的增長速率，按公式(10)～(11)計算。

0.1(???25)

?m=∑??mi252.0??·························································(10)

??

?=∑??·······································································(11)

g????

式中：

i——取值f，s，r，分別代表葉、莖和根；

-2-1

?mi25——是在25℃時單位生物量的呼吸率，單位為微摩爾每平方米秒(μmol·m·s，以CO2計)；

-2

??——是器官生物量，單位是千克每平方米（kg·m）；

Ti——是冠層溫度（對葉，莖）或土壤溫度（對根），單位為開爾文(K)；

dMi/dt——是器官生物量的增長速率,當dMi/dt＜0時，Rg＝0。

??——是分配系數(shù)，∑???=1。

HR的計算

同。

NEP的計算

將、和計算得到的GPP、Rm、Rg、HR代入到公式（2），得到森林NEP。

6.3其他陸地生態(tài)系統(tǒng)NEP評估方法

6.3.1計算方法

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灌叢、草地、濕地、荒漠和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)NEP評估方法按照公式（2）計算，即通過計算GPP與HR,Rm,

Rg之差得到。

6.3.2GPP的計算

同。

6.3.3Rm和Rg的計算

同。

6.3.4HR的計算

同。

7區(qū)域碳匯評估質(zhì)量控制

7.1模型的驗證和校準

模型在進行區(qū)域評估之前的驗證和校準主要包括下面2部分。

a)基于樣地調(diào)查的植被碳、土壤有機碳對模型的驗證和校準。在碳匯評估區(qū)內(nèi)，首先根據(jù)土地

利用圖確定區(qū)域的主要生態(tài)系統(tǒng)類型，包括森林、草地、農(nóng)田、灌叢、荒漠和濕地等。在每

一種生態(tài)系統(tǒng)類型內(nèi)，選擇代表性樣地進行取樣，森林樣方內(nèi)要調(diào)查優(yōu)勢種和建群種，以及

林齡。樣方調(diào)查方法和內(nèi)容見附錄H。

b)基于生態(tài)系統(tǒng)碳通量觀測的NEP對模型進行驗證。如果評估區(qū)域有某類生態(tài)系統(tǒng)的碳通量觀

測站，則直接通過觀測的該類生態(tài)系統(tǒng)的NEP對模型模擬的NEP進行驗證，無需再對該類生

態(tài)系統(tǒng)的植被和土壤有機碳進行驗證。

7.2模型誤差評估標準

7.2.1根據(jù)線性相關的P值評估

模型的準確性通過模擬與觀測值的決定系數(shù)（R2）和P值來決定，當P值小于0.05時，認為模擬結果

可靠。

7.2.2根據(jù)Nash-Sutcliffe效率系數(shù)（NS）評估

NS廣泛應用于評價模型的效果。NS按照公式（12）計算得到。

?2??2

??=1?∑?=1(?????)?∑?=1(????)················································(12)

式中：

??、??、??分別表示觀測數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)以及觀測數(shù)據(jù)的平均。

當NS大于0.5時，模型可應用于區(qū)域碳匯評估。

7.3確定區(qū)域碳匯評估的空間分辨率

根據(jù)評估區(qū)域范圍的大小確定評估數(shù)據(jù)的空間分辨率，一般宜:

a)全國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的評估使用1km至10km；

b)省級單元的評估使用90m至1km；

c)地市級和縣級單元使用10m至30m；

d)更小地塊的使用1m至10m。

7.4確定區(qū)域總碳匯量

在確定空間分辨率以后，利用地理信息空間分析技術，對研究區(qū)評估凈初級生產(chǎn)力和土壤異養(yǎng)呼吸所需

的基礎數(shù)據(jù)進行空間插值，運行已校準的模型計算區(qū)域碳匯。對模型輸出的碳匯網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行空間分析

和統(tǒng)計，確定區(qū)域總碳匯量。

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A

附錄A

（資料性）

區(qū)域碳匯評估數(shù)據(jù)來源

A.1氣象數(shù)據(jù)

來源于標準氣象觀測站評估時段內(nèi)逐日的氣溫、降水、相對濕度和云量等數(shù)據(jù)。使用Anuspline軟

件的樣條函數(shù)插值法對評估區(qū)域的氣象觀測數(shù)據(jù)進行內(nèi)插，得到評估區(qū)域內(nèi)所需分辨率的氣象柵格數(shù)據(jù)。

A.2土地利用/土地覆蓋數(shù)據(jù)

評估區(qū)域內(nèi)逐年的土地利用/土地覆蓋數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的原始分辨率，通過插值重采樣方法匹配區(qū)

域評估所需的空間分辨率。

A.3土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)

依據(jù)評估區(qū)域內(nèi)的不同比例尺的土壤圖和第二次土壤普查數(shù)據(jù)，制作土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)，包括粘粒、壤

粒和沙粒的含量，所制作數(shù)據(jù)的空間分辨率符合區(qū)域評估要求。

A.4大氣CO2濃度數(shù)據(jù)

來源于美國夏威夷或中國瓦里關等觀測站的逐月大氣CO2濃度數(shù)據(jù)。

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C

B

附錄B

（規(guī)范性）

區(qū)域碳匯評估報告編制內(nèi)容

評估報告內(nèi)容編制要素主要包括：

a)前言：介紹評估背景、目的意義、任務來源等；

b)區(qū)域概況：介紹評估區(qū)域地理范圍、氣候、土壤、植被、經(jīng)濟社會狀況、生態(tài)建設等基本情況；

c)評估方法：說明評估方法選擇的標準、依據(jù)及使用范圍，確定碳匯評估的方法；

d)數(shù)據(jù)來源：說明評估數(shù)據(jù)、參數(shù)的來源、采集方式及采集過程，數(shù)據(jù)處理原則、依據(jù)、方法及

其過程；

e)基于區(qū)域地面觀測數(shù)據(jù)的評估結果準確性評價；

f)區(qū)域碳匯量及空間格局：對區(qū)域碳匯的空間格局和各統(tǒng)計結果進行詳細分析；

g)結論：介紹區(qū)域碳匯評估結論；

h)附錄：包括區(qū)域碳匯評估過程中相關的技術資料及附表、附圖等。

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附錄C

（資料性）

中國森林林齡-生物量方程

表C.1給出了中國主要森林類型的林齡-生物量方程。

表C.1中國主要森林類型的林齡-生物量方程

編號優(yōu)勢樹種方程R2P

1紅松y=221.2197/(1+27.1932*exp(-0.1156*x))0.9201<0.001

2冷杉y=209.5947*(1-exp(-0.0143*x))0.7177<0.001

3云杉y=396.9727*(1-exp(-0.0060*x))0.8341<0.001

4鐵杉y=203.06/(1+4.8039*exp(-0.0201*x))0.963-

5柏木y=214.3669*(1-exp(-0.0150*x))0.5144<0.001

6落葉松y=131.5287*(1-exp(-0.0330*x))0.7517<0.001

7樟子松y=129.8733/(1+738.7535*exp(-0.1841*x))0.8824<0.001

8赤松y=49.14/(1+2.3436*exp(-0.0985*x))0.665-

9黑松y=80.3069/(1+14.5894*exp(-0.18*x))0.7693<0.01

10油松y=106.5817/(1+65.2834*exp(-0.18*x))0.9358<0.001

11華山松y=118.9491*(1-exp(-0.0448*x))0.9073<0.001

12馬尾松y=273.1726*(1-exp(-0.0208*x))0.946<0.001

13云南松y=147.88/(1+5.3342*exp(-0.0736*x))0.731-

14思茅松y=95.71/(1+2.0674*exp(-0.0878*x))0.832-

15高山松y=408.0696/(1+22.8692*exp(-0.1235*x))0.9172<0.001

16杉木y=228.4472*(1-exp(-0.0436*x))0.9819<0.001

17樟樹y=195.6586/(1+29.081*exp(-0.2017*x))0.973<0.001

18楠木y=167.6151/(1+23.1429*exp(-0.2121*x))0.9521<0.001

19櫟類y=117.0554*(1-exp(-0.0394*x))0.8348<0.001

20樺木y=110.6981*(1-exp(-0.0395*x))0.8011<0.001

21硬闊類y=320.1067*(1-exp(-0.0106*x))0.8618<0.001

22椴樹類y=266.71/(1+7.8232*exp(-0.0586*x))0.957-

23桉樹y=377.8447*(1-exp(-0.0399*x))0.9545<0.001

24楊樹y=80.7104/(1+28.0613*exp(-0.4669*x))0.9482<0.001

25桐類y=194.3060/(1+17.6398*exp(-0.0755*x))0.9937<0.001

26軟闊類y=120.8642/(1+28.2886*exp(-0.1661*x))0.8303<0.001

27針葉混y=215.8278*(1-exp(-0.0262*x))0.8136<0.001

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T/CMSAXXXX—2021

28東北針闊混y=256.9785/(1+11.8998*exp(-0.0292*x))0.849<0.001

29東南針闊混y=747.0699/(1+12.5065*exp(-0.0321*x))0.9406<0.001

30西北針闊混y=215.5257/(1+10.0404*exp(-0.0411*x))0.9323<0.001

31西南針闊混y=249.9467/(1+14.5800*exp(-0.0296*x))0.9019<0.001

32東北闊葉混y=205.5919*(1-exp(-0.0208*x))0.9112<0.001

33東南闊葉混y=448.0037*(1-exp(-0.0127*x))0.8896<0.001

34西北闊葉混y=217.9374*(1-exp(-0.0133*x))0.845<0.001

35西南闊葉混y=337.2582*(1-exp(-0.0207*x))0.911<0.001

注：東北包括：黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、河南、山東、山西、北京、天津；東南報告：

江蘇、安徽、浙江、上海、福建、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、海南；西北包括：陜西、甘

肅、寧夏、青海、新疆；西南包括：四川、重慶、貴州、云南、西藏。

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T/CMSAXXXX—2021

附錄D

（資料性）

不同森林類型葉、莖、根和凋落物占總生物量的比例

表D.1給出了根據(jù)觀測數(shù)據(jù)計算的中國主要森林類型的葉、莖、根、凋落物占總生物量

的比例。

表D.1葉、莖、根和凋落物占總生物量的比例

編號森林類型葉莖根凋落物

1紅松0.0510.6570.2100.083

2冷杉0.0680.7030.1950.033

3云杉0.1450.5800.2300.045

4鐵杉0.1450.5800.2300.045

5柏木0.1450.5870.1880.080

6落葉松0.0660.6640.2050.065

7樟子松0.1070.6980.1620.033

8赤松0.1300.6360.1800.054

9黑松0.1310.6490.1820.038

10油松0.0920.6190.1700.119

11華山松0.0750.6630.1830.079

12馬尾松0.0830.7110.1320.074

13云南松0.4930.3210.1150.071

14思茅松0.0830.7110.1320.074

15高山松0.0720.6920.1880.049

16杉木0.0860.6760.1810.057

17樟樹0.0620.6640.2160.058

18楠木0.0600.5510.1660.224

19櫟類0.0530.6540.1960.097

20樺木0.1360.5780.1960.090

21硬闊類0.0520.6920.1880.069

22椴樹類0.0560.6220.2020.120

23桉樹0.0450.7380.0910.125

24楊樹0.0600.6830.2040.054

25桐類0.0560.6550.2600.028

26軟闊類0.1090.6710.1450.075

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T/CMSAXXXX—2021

27針葉混0.0890.6740.1800.057

28東北針闊混0.0540.6880.2020.056

29東南針闊混0.0490.7170.1800.055

30西北針闊混0.1700.5860.1780.066

31西南針闊混0.0850.5350.3160.064

32東北闊葉混0.0380.7190.1990.045

33東南闊葉混0.0420.7340.1760.048

34西北闊葉混0.1390.6660.1520.043

35西南闊葉混0.0810.5210.3140.084

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T/CMSAXXXX—2021

附錄E

（資料性）

陸地生態(tài)系統(tǒng)過程模型相關參數(shù)參考表

表E.1～表E.3分別給出了中國制土壤質(zhì)地分類、土壤有機質(zhì)最大衰變速率以及用于估算土壤水分

對分解作用影響的土壤參數(shù)。

表E.1中國制土壤質(zhì)地分類（1981）

土壤質(zhì)地顆粒組成(%)

質(zhì)地組質(zhì)地名稱和編號砂粒（1～0.05）壤粒(0.05～0.01)粘粒（0.001）

粗砂土21＞70

砂土細砂土22[60，70]-

面砂土23[50，60）

砂粉土31≥20＜30

≥40

粉土32＜20

壤土砂壤土33≥20

＜40

壤土34＜20

砂粘土35≥50-≥30

粉粘土41[30，35）

粘土壤粘土42--[35，40]

粘土43＞40

表E.2土壤有機質(zhì)最大衰變速率

土壤有機質(zhì)組分衰變速率土壤有機質(zhì)組分衰變速率

結構3.9地表微生物6.0

土壤凋落物

新陳代謝14.8土壤微生物7.3

結構4.8慢速碳0.2

根凋落物

新陳代謝18.5鈍性碳0.0045

表E.3用于估算土壤水分對分解作用影響的土壤參數(shù)

參數(shù)沙土砂壤土砂質(zhì)粘土粘壤土粘土

MOPT59.064.068.071.073.0

MSAT0.50000.56250.62500.68750.7500

B0.3560.3080.140-0.624-1.883

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T/CMSAXXXX—2021

附錄F

（資料性）

CEVSA模型計算GPP方案

CEVSA模型在Farquhar方程的基礎上，綜合考慮光合作用、氣孔導度、呼吸作用、氮吸收和蒸發(fā)蒸

騰量等生理生態(tài)過程來決定GPP。大氣CO2通過植物光合作用轉化為有機碳，進入生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)。光合

作用速率決定于葉肉組織光合酶對CO2的利用效率和CO2向葉肉組織的擴散速率。由生物化學過程決定的

光合速率(Ab)可表達為(Collatzetal,1991)：

Ab=min{Wc,Wj,Wp}(1?0.5Po/Pc)?Rd…….（F.1）

其中Wc由光合酶，即二磷酸核酮糖-羧化酶-氧化酶(Rubisco)活性所決定，與葉片氮含量直接相關。

Wj取決于光合反應過程中的電子傳遞速度，決定于葉片吸收的光合有效輻射。Wp決定于光合反應過程對

磷酸丙糖（Triosephosphate）的利用效率，決定于葉片對光合產(chǎn)物的利用和輸出能力。Po和Pc分別是

葉肉組織中O2和CO2的分壓，決定于大氣CO2分壓和葉片氣孔傳導度。是Rubisco對CO2濃度的特定反

max

應參數(shù)，在模型中是溫度的函數(shù)，Rd為白晝非光合呼吸速率，Rd是Vc的函數(shù)（Chenetal.,1999;

Baldochhi&Wilson，2001）

max

Rd=0.015Vc……(F.2)

Wc、Wj和Wp分別用以下各式表示為：

max

VcPc

Wc=………………….(F.3)

Pc+Kc(1+P0/K0)

JPc

Wj=………………….(F.4)

4(Pc+P0/）

0.5WminP0

Wp=3U+………………….(F.5)

Pc

max

式中，Vc是由Rubisco決定的最大的羧化速率，J是電子傳輸速率，U是丙糖磷酸的利用率，而Wmin

max

是Wc和Wj兩者中的小者。Vc可以根據(jù)植被類型取特定常數(shù)，也可以將方程（F.1）代入方程（F.3），

max

即可計算得到Vc：

max(Ab+Rd)[Pc+Kc(1+P0/K0)]

Vc=………………….（F.6）

Pc?0.5P0/

式中，Ab＝Amax，是最大光飽和光合速率，模型中植物的氮含量決定了植物的最大光合速率，根據(jù)

Woodward和Smith（1994a,b）總結的數(shù)據(jù)建立的經(jīng)驗方程，將每一層葉片的最大光合速率與氮含量（N）

聯(lián)系在一起，

190N

A=………………….（F.7）

max360+N

輻射I驅(qū)動電子傳輸速率J（Farquharetal.,1980;Harleyetal.,1992）

I

………………….(F.8)

J=22

I0.5

(1+2)

Jmax

max

式中，α是參數(shù)，Jmax是光飽和的電子傳輸速率，與Vc線性相關：

max

Jmax=29.1+1.64Vc………………….（F.9）

max

與Jmax和Vc之間的線性關系一樣，U和Jmax之間也呈線性相關，

?7

U=5.7910+0.0569Jmax………………….（F.10）

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T/CMSAXXXX—202