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文檔簡(jiǎn)介
吉林課題申報(bào)書(shū)范文一、封面內(nèi)容
項(xiàng)目名稱(chēng):基于長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能提升與可持續(xù)管理研究
申請(qǐng)人姓名及聯(lián)系方式:張明,高級(jí)研究員,zhangming@
所屬單位:吉林省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院
申報(bào)日期:2023年11月15日
項(xiàng)目類(lèi)別:應(yīng)用基礎(chǔ)研究
二.項(xiàng)目摘要
本項(xiàng)目聚焦長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能提升與可持續(xù)管理,旨在通過(guò)多學(xué)科交叉研究,揭示關(guān)鍵碳循環(huán)過(guò)程及其調(diào)控機(jī)制,為區(qū)域碳減排和生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。項(xiàng)目以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同為切入點(diǎn),結(jié)合遙感監(jiān)測(cè)、野外觀(guān)測(cè)和模型模擬,系統(tǒng)評(píng)估森林、濕地及草地等關(guān)鍵碳庫(kù)的動(dòng)態(tài)變化。重點(diǎn)研究氣候變化、人為干擾及生物多樣性保護(hù)對(duì)碳匯能力的影響,揭示碳固持與生態(tài)系統(tǒng)健康的耦合關(guān)系。在方法上,構(gòu)建基于多源數(shù)據(jù)的時(shí)空分析框架,集成生物地球化學(xué)模型與景觀(guān)生態(tài)學(xué)方法,量化碳匯潛力與生態(tài)閾值。預(yù)期成果包括:建立長(zhǎng)白山碳匯評(píng)估體系,提出適應(yīng)性管理策略;研發(fā)碳匯功能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),為碳匯項(xiàng)目核算提供標(biāo)準(zhǔn);形成生態(tài)補(bǔ)償與碳交易融合機(jī)制,推動(dòng)綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。研究成果將支撐吉林省“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn),并為類(lèi)似生態(tài)脆弱區(qū)的碳管理提供范式借鑒,具有顯著的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
三.項(xiàng)目背景與研究意義
長(zhǎng)白山地區(qū)作為中國(guó)重要的生態(tài)安全屏障和生態(tài)功能區(qū),其生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的穩(wěn)定性和持續(xù)性對(duì)于區(qū)域乃至國(guó)家層面的碳平衡、氣候變化應(yīng)對(duì)及生態(tài)文明建設(shè)具有決定性意義。近年來(lái),在全球氣候變化加劇和人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度增大的雙重壓力下,長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)正經(jīng)歷著顯著的結(jié)構(gòu)與功能變化,碳循環(huán)過(guò)程亦呈現(xiàn)出復(fù)雜性和不確定性,這使得對(duì)該區(qū)域碳匯功能進(jìn)行深入研究和科學(xué)管理成為一項(xiàng)緊迫而重要的任務(wù)。
當(dāng)前,國(guó)際社會(huì)對(duì)氣候變化問(wèn)題的關(guān)注達(dá)到了前所未有的高度,各國(guó)紛紛制定并實(shí)施碳減排戰(zhàn)略,其中,增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)氣候變化最具成本效益的手段之一。中國(guó)作為負(fù)責(zé)任的大國(guó),已明確提出力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo),這要求我們必須對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯潛力進(jìn)行科學(xué)評(píng)估,并探索有效的管理路徑。長(zhǎng)白山作為中國(guó)北方重要的森林生態(tài)系統(tǒng)和碳庫(kù),其碳匯功能的發(fā)揮不僅關(guān)系到區(qū)域氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)和生物多樣性保護(hù),也直接影響到國(guó)家碳達(dá)峰目標(biāo)的達(dá)成。然而,目前針對(duì)長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的研究仍存在諸多不足,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
首先,對(duì)碳循環(huán)過(guò)程及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的認(rèn)知尚不深入。盡管已有部分研究關(guān)注森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能,但對(duì)于包括森林、濕地、草地以及凍土等在內(nèi)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程,特別是各組分之間的碳交換關(guān)系、季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)機(jī)制,仍缺乏系統(tǒng)、全面的解析?,F(xiàn)有研究往往側(cè)重于某一單一生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型或某一特定碳過(guò)程,難以從整體視角揭示長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的完整圖景。此外,氣候變化背景下,極端天氣事件頻發(fā),如干旱、洪澇、高溫等,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳平衡的影響機(jī)制尚不明確,亟需加強(qiáng)相關(guān)研究。
其次,碳匯評(píng)估方法與模型存在局限性。傳統(tǒng)的碳匯評(píng)估方法多依賴(lài)于地面樣地和統(tǒng)計(jì)模型,雖然能夠提供較為精確的局部信息,但在大范圍、長(zhǎng)時(shí)間尺度的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面存在困難。同時(shí),現(xiàn)有的碳匯模型在參數(shù)化、尺度轉(zhuǎn)換以及與遙感數(shù)據(jù)的融合等方面仍存在不足,難以準(zhǔn)確模擬復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境下的碳循環(huán)過(guò)程。這導(dǎo)致我們對(duì)長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯潛力的評(píng)估結(jié)果存在較大不確定性,難以為其科學(xué)管理和決策提供可靠依據(jù)。
再次,碳匯功能的可持續(xù)管理機(jī)制不完善。目前,長(zhǎng)白山地區(qū)的碳匯管理仍以被動(dòng)保護(hù)為主,缺乏主動(dòng)、科學(xué)的適應(yīng)性管理策略。如何在保障生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的前提下,最大化其碳匯潛力,同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社區(qū)生計(jì),是一個(gè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。此外,如何將生態(tài)保護(hù)與碳市場(chǎng)機(jī)制有效結(jié)合,通過(guò)市場(chǎng)化手段激勵(lì)碳匯活動(dòng)的開(kāi)展,推動(dòng)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也需要深入探索和實(shí)踐。
上述問(wèn)題的存在,不僅制約了長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的充分發(fā)揮,也影響了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此,開(kāi)展基于長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能提升與可持續(xù)管理研究,具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。
從社會(huì)價(jià)值來(lái)看,本項(xiàng)目的研究成果將為長(zhǎng)白山地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)指導(dǎo),有助于提升公眾的生態(tài)環(huán)保意識(shí),推動(dòng)形成綠色生產(chǎn)方式和生活方式。通過(guò)揭示氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的影響,可以增強(qiáng)社會(huì)公眾對(duì)氣候變化的認(rèn)知,提高應(yīng)對(duì)氣候變化的能力。同時(shí),項(xiàng)目提出的碳匯管理策略和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,能夠促進(jìn)區(qū)域生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,為構(gòu)建人與自然和諧共生的現(xiàn)代化提供有力支撐。
從經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)看,本項(xiàng)目的研究將為長(zhǎng)白山地區(qū)的生態(tài)旅游、林下經(jīng)濟(jì)等綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新的思路和機(jī)遇。通過(guò)提升生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能,可以增強(qiáng)區(qū)域的生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)力,吸引更多的生態(tài)投資,推動(dòng)綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展。項(xiàng)目提出的碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和管理方案,能夠?yàn)楫?dāng)?shù)厣鐓^(qū)帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),增加農(nóng)民收入,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此外,項(xiàng)目的研究成果還可以為碳交易市場(chǎng)的健康發(fā)展提供理論支持和數(shù)據(jù)支撐,推動(dòng)碳金融產(chǎn)品的創(chuàng)新,為經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型提供金融動(dòng)力。
從學(xué)術(shù)價(jià)值來(lái)看,本項(xiàng)目的研究將豐富和發(fā)展生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)以及氣候變化科學(xué)等領(lǐng)域的理論體系。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的深入研究,可以揭示復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境下碳循環(huán)的普遍規(guī)律和區(qū)域特性,為全球碳循環(huán)研究提供重要的理論和實(shí)踐案例。項(xiàng)目提出的碳匯評(píng)估方法和模型,將推動(dòng)碳匯科學(xué)的發(fā)展,為類(lèi)似生態(tài)區(qū)域的碳匯研究提供方法論借鑒。同時(shí),項(xiàng)目對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同的研究,將促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估理論的完善,為生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)同提供新的理論視角。
四.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)外在生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能及其管理方面已積累了大量的研究成果,涵蓋了理論認(rèn)知、監(jiān)測(cè)技術(shù)、評(píng)估方法和管理策略等多個(gè)層面。在理論研究方面,國(guó)際上對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程的認(rèn)識(shí)不斷深化,從早期的單一過(guò)程研究發(fā)展到如今強(qiáng)調(diào)多過(guò)程耦合與時(shí)空異質(zhì)性的綜合研究。例如,Smith等(2008)對(duì)全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支進(jìn)行了估算,為國(guó)際碳循環(huán)研究奠定了基礎(chǔ)。之后,各國(guó)學(xué)者針對(duì)不同類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng),如森林、草原、濕地等,對(duì)其碳循環(huán)過(guò)程、驅(qū)動(dòng)機(jī)制以及氣候變化的影響進(jìn)行了深入探討。在森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯方面,Luyssaert等(2008)通過(guò)全球森林生態(tài)系統(tǒng)定位監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(FLUXNET)數(shù)據(jù),揭示了森林生態(tài)系統(tǒng)碳交換的時(shí)空變異規(guī)律。在國(guó)內(nèi),王效科等(2006)對(duì)中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支進(jìn)行了初步估算,隨后眾多研究聚焦于森林、草地和農(nóng)田等關(guān)鍵碳庫(kù)的動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)因素。這些研究為理解長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能提供了重要的理論基礎(chǔ)。
在監(jiān)測(cè)技術(shù)方面,遙感技術(shù)的發(fā)展為生態(tài)系統(tǒng)碳匯的宏觀(guān)監(jiān)測(cè)提供了強(qiáng)有力的工具。Li等(2019)利用MODIS遙感數(shù)據(jù)反演了中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯的時(shí)空變化,展示了遙感技術(shù)在碳匯監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用潛力。國(guó)際上,如NASA的OCO系列衛(wèi)星、歐洲的哨兵衛(wèi)星等,為全球碳收支的遙感反演提供了高精度數(shù)據(jù)支持。在國(guó)內(nèi),中巴資源衛(wèi)星、高分系列衛(wèi)星等也為區(qū)域碳匯監(jiān)測(cè)提供了數(shù)據(jù)保障。然而,現(xiàn)有遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)仍存在分辨率、時(shí)相匹配以及數(shù)據(jù)處理難度等方面的挑戰(zhàn),尤其是在復(fù)雜地形和植被覆蓋下的碳匯反演精度仍有待提高。此外,地面觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和完善對(duì)于驗(yàn)證遙感結(jié)果、獲取關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)至關(guān)重要,但目前地面觀(guān)測(cè)站點(diǎn)在空間分布上仍不均勻,特別是在長(zhǎng)白山這樣偏遠(yuǎn)且生態(tài)脆弱的區(qū)域,地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)仍然匱乏。
在碳匯評(píng)估方法方面,國(guó)際上已發(fā)展出多種碳匯評(píng)估模型,如CENTURY模型、Biome-BGC模型、CASA模型等,這些模型在模擬生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程方面取得了顯著進(jìn)展。國(guó)內(nèi)學(xué)者也基于國(guó)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn),開(kāi)發(fā)了如NDCSS模型、ECO2S模型等,并應(yīng)用于區(qū)域碳匯評(píng)估。然而,現(xiàn)有模型在參數(shù)化、尺度轉(zhuǎn)換以及與遙感數(shù)據(jù)的融合等方面仍存在局限性。例如,模型參數(shù)往往需要基于特定生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型進(jìn)行標(biāo)定,難以直接應(yīng)用于不同區(qū)域或不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型;尺度轉(zhuǎn)換過(guò)程中,模型誤差容易累積,導(dǎo)致模擬結(jié)果與實(shí)際存在較大偏差;模型與遙感數(shù)據(jù)的融合仍處于探索階段,如何有效地利用遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型、提高模型模擬精度仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。特別是在長(zhǎng)白山這樣生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜、環(huán)境因子變化的區(qū)域,現(xiàn)有模型的適用性和準(zhǔn)確性仍需進(jìn)一步驗(yàn)證和改進(jìn)。
在碳匯管理策略方面,國(guó)際上已開(kāi)展了大量的碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和實(shí)施,如林業(yè)碳匯項(xiàng)目、可再生能源項(xiàng)目等,并形成了較為完善的碳交易市場(chǎng)機(jī)制。例如,歐盟的EUETS、美國(guó)的CCER等,為碳匯項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和管理提供了框架。國(guó)內(nèi)也正在積極推動(dòng)碳市場(chǎng)建設(shè),并開(kāi)展了林業(yè)碳匯項(xiàng)目的試點(diǎn)和推廣。然而,現(xiàn)有碳匯管理策略仍面臨諸多挑戰(zhàn),如碳匯項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)和核證難度大、碳匯價(jià)值的評(píng)估不統(tǒng)一、碳交易市場(chǎng)機(jī)制不完善等。此外,如何在碳匯管理中兼顧生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社區(qū)生計(jì),實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化,也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。特別是在長(zhǎng)白山這樣生態(tài)功能重要、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后的區(qū)域,如何制定科學(xué)合理的碳匯管理策略,既能夠提升生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能,又能夠促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和社區(qū)福祉,需要深入研究和探索。
綜上所述,國(guó)內(nèi)外在生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能及其管理方面已取得了顯著進(jìn)展,但仍存在諸多研究空白和尚未解決的問(wèn)題。特別是在長(zhǎng)白山這樣重要的生態(tài)功能區(qū),由于生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜、環(huán)境變化劇烈、人類(lèi)活動(dòng)影響多樣,其碳匯功能的研究和管理面臨著更大的挑戰(zhàn)。因此,開(kāi)展基于長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能提升與可持續(xù)管理研究,不僅能夠填補(bǔ)現(xiàn)有研究的不足,也能夠?yàn)殚L(zhǎng)白山地區(qū)的生態(tài)保護(hù)和綠色發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。
五.研究目標(biāo)與內(nèi)容
本項(xiàng)目旨在通過(guò)多學(xué)科交叉融合的方法,深入揭示長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過(guò)程、驅(qū)動(dòng)機(jī)制及其碳匯功能的時(shí)空變化規(guī)律,構(gòu)建科學(xué)的碳匯評(píng)估體系,提出適應(yīng)性管理策略,為提升區(qū)域碳匯能力、應(yīng)對(duì)氣候變化及推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)和綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。具體研究目標(biāo)與內(nèi)容如下:
(一)研究目標(biāo)
1.精確評(píng)估長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前的碳匯現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)變化,明確各關(guān)鍵碳庫(kù)(森林、濕地、草地等)的碳收支特征及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)機(jī)制。
2.揭示氣候變化、人類(lèi)活動(dòng)干擾以及生物多樣性變化對(duì)長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的影響途徑與程度,識(shí)別影響碳匯功能的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子與閾值。
3.建立基于多源數(shù)據(jù)融合的長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估模型,提高碳匯核算的精度與時(shí)效性,為區(qū)域乃至國(guó)家碳達(dá)峰目標(biāo)貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)支撐。
4.構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同的視角下,長(zhǎng)白山碳匯功能的適應(yīng)性管理策略,探索生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社區(qū)福祉協(xié)同提升的有效路徑。
5.評(píng)估碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與碳市場(chǎng)機(jī)制對(duì)長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能提升的潛力與挑戰(zhàn),提出促進(jìn)綠色金融與生態(tài)保護(hù)融合的政策建議。
(二)研究?jī)?nèi)容
1.長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究
(1)研究問(wèn)題:長(zhǎng)白山森林、濕地、草地等關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)的碳收支過(guò)程(光合作用、呼吸作用、凋落物分解等)如何隨季節(jié)、氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)干擾而變化?哪些因素是影響碳循環(huán)過(guò)程的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子?
(2)研究假設(shè):氣候變化(如溫度、降水格局變化)和人類(lèi)活動(dòng)(如森林經(jīng)營(yíng)、濕地開(kāi)墾、草地利用)通過(guò)改變生態(tài)系統(tǒng)的生物量、結(jié)構(gòu)及功能,顯著影響長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收與釋放過(guò)程。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的生物多樣性變化也可能通過(guò)影響關(guān)鍵功能群的生態(tài)過(guò)程,對(duì)碳循環(huán)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。
(3)研究?jī)?nèi)容:利用地面觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(如通化、長(zhǎng)白山氣象站及生態(tài)站)、遙感數(shù)據(jù)和模型模擬,分別量化森林、濕地、草地等生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)、生態(tài)系統(tǒng)呼吸(Re)、土壤呼吸(Rs)以及生態(tài)系統(tǒng)凈碳交換(NEE)的時(shí)空分布特征。分析氣候變化因子(溫度、降水、輻射)、土壤水分、植被指數(shù)、土地利用變化、森林經(jīng)營(yíng)措施等對(duì)碳循環(huán)過(guò)程的關(guān)鍵影響,構(gòu)建驅(qū)動(dòng)因子與碳循環(huán)過(guò)程的響應(yīng)模型。重點(diǎn)研究森林凋落物分解速率、濕地植被生長(zhǎng)與呼吸、草地生產(chǎn)力與周轉(zhuǎn)等關(guān)鍵碳過(guò)程的變化規(guī)律及其環(huán)境調(diào)控機(jī)制。
2.長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能時(shí)空變化及影響因素研究
(1)研究問(wèn)題:長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量和碳匯能力在過(guò)去幾十年中發(fā)生了怎樣的變化?未來(lái)氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)情景下,其碳匯功能將如何演變?影響碳匯功能時(shí)空變化的關(guān)鍵因素是什么?
(2)研究假設(shè):受氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)影響,長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量(植被碳、土壤碳、水體碳)和碳匯能力呈現(xiàn)時(shí)空異質(zhì)性變化趨勢(shì)。森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能可能因氣候變化導(dǎo)致的極端事件增多和病蟲(chóng)害加劇而減弱,但科學(xué)的森林經(jīng)營(yíng)措施有助于維持或提升其碳匯能力。濕地生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能受水分狀況和圍墾活動(dòng)影響顯著。草地生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力則與放牧強(qiáng)度和氣候變化引起的干旱脅迫密切相關(guān)。地形、土壤類(lèi)型等自然因素也加劇了碳匯功能的時(shí)空異質(zhì)性。
(3)研究?jī)?nèi)容:基于長(zhǎng)時(shí)間序列的遙感數(shù)據(jù)(如Landsat,Sentinel)、地面數(shù)據(jù)(樣地、土壤剖面分析)和生態(tài)模型(如CBM-CFS3,Forest-DNDC,WetCHARTS),綜合評(píng)估長(zhǎng)白山森林、濕地、草地等生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量和碳匯功能的時(shí)空變化趨勢(shì)。利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)和空間分析技術(shù),識(shí)別碳匯功能的高值區(qū)、低值區(qū)及其空間格局。構(gòu)建考慮自然因素和人類(lèi)活動(dòng)因素的碳匯功能時(shí)空變化模型,定量評(píng)估各因素對(duì)碳匯功能變化的相對(duì)貢獻(xiàn)和相互作用。
3.基于多源數(shù)據(jù)融合的長(zhǎng)白山碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估模型構(gòu)建
(1)研究問(wèn)題:如何利用多源遙感數(shù)據(jù)(光學(xué)、熱紅外、高光譜)、地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)(氣象、生態(tài)、土壤)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),構(gòu)建一個(gè)準(zhǔn)確、高效的長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估體系?如何提高模型在不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和時(shí)空尺度下的適用性和精度?
(2)研究假設(shè):通過(guò)融合多源數(shù)據(jù)的信息互補(bǔ)優(yōu)勢(shì),結(jié)合先進(jìn)的遙感反演技術(shù)和生態(tài)模型模擬,可以構(gòu)建一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯變化的評(píng)估體系。利用機(jī)器學(xué)習(xí)等方法優(yōu)化模型參數(shù)和結(jié)構(gòu),可以有效提高碳匯核算的精度,并實(shí)現(xiàn)對(duì)碳匯時(shí)空分布的精細(xì)化模擬。
(3)研究?jī)?nèi)容:開(kāi)發(fā)基于多源數(shù)據(jù)融合的長(zhǎng)白山碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估模型。利用MODIS、Sentinel-5P、高分系列等遙感數(shù)據(jù),反演植被指數(shù)、葉面積指數(shù)、土壤水分、地表溫度等關(guān)鍵參數(shù)。整合地面氣象站、生態(tài)站、土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)、遙感地面驗(yàn)證點(diǎn)等觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)。融合土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等。構(gòu)建數(shù)據(jù)同化模型,融合多源數(shù)據(jù)信息?;贐iome-BGC、CENTURY等模型,結(jié)合優(yōu)化算法(如遺傳算法、粒子群算法)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)(如隨機(jī)森林、支持向量機(jī)),開(kāi)發(fā)或改進(jìn)適用于長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的碳匯評(píng)估模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)森林、濕地、草地等不同生態(tài)系統(tǒng)碳收支的動(dòng)態(tài)模擬和精度驗(yàn)證。
4.長(zhǎng)白山碳匯功能的適應(yīng)性管理策略研究
(1)研究問(wèn)題:如何基于對(duì)碳匯功能及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的認(rèn)識(shí),制定能夠有效提升長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力,并兼顧生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社區(qū)生計(jì)的適應(yīng)性管理策略?生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系如何影響碳匯管理決策?
(2)研究假設(shè):通過(guò)識(shí)別影響碳匯功能的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子和保護(hù)優(yōu)先區(qū),實(shí)施差異化的生態(tài)系統(tǒng)管理措施(如優(yōu)化森林經(jīng)營(yíng)、恢復(fù)退化濕地、合理調(diào)控草地載畜率),可以有效提升長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力。在管理決策中,需要充分考慮不同管理措施對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(如水源涵養(yǎng)、生物多樣性、游憩服務(wù))的潛在影響,實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡與協(xié)同,從而制定出適應(yīng)性、綜合性、可持續(xù)的管理策略。
(3)研究?jī)?nèi)容:基于對(duì)碳匯功能及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的研究結(jié)果,識(shí)別提升碳匯能力的關(guān)鍵途徑和潛力區(qū)域。結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法,分析不同管理措施對(duì)碳匯功能及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系圖。利用情景分析技術(shù),模擬不同管理策略下的碳匯功能變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系。提出針對(duì)森林、濕地、草地等不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的適應(yīng)性管理措施建議,包括森林撫育、退耕還濕、生態(tài)移民、社區(qū)參與等,并評(píng)估其成本效益和可行性。探索生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)、生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制、碳匯交易等政策工具在碳匯管理中的應(yīng)用。
5.碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與碳市場(chǎng)機(jī)制對(duì)長(zhǎng)白山碳匯功能提升的影響評(píng)估
(1)研究問(wèn)題:長(zhǎng)白山地區(qū)發(fā)展林業(yè)碳匯項(xiàng)目、其他生態(tài)系統(tǒng)碳匯項(xiàng)目的潛力如何?現(xiàn)有的碳市場(chǎng)機(jī)制(如CCER)在支持長(zhǎng)白山碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和管理方面存在哪些問(wèn)題?如何改進(jìn)碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和碳市場(chǎng)機(jī)制,以更好地促進(jìn)區(qū)域碳匯功能的提升?
(2)研究假設(shè):長(zhǎng)白山地區(qū)具有發(fā)展林業(yè)碳匯項(xiàng)目(如毀林還草還濕、再造林、森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng))和其他生態(tài)系統(tǒng)碳匯項(xiàng)目(如濕地保護(hù)與恢復(fù)、沼氣利用)的巨大潛力。然而,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)核查要求、碳匯價(jià)值評(píng)估、交易成本等方面的問(wèn)題,制約了碳匯項(xiàng)目的實(shí)施和碳市場(chǎng)的有效運(yùn)行。通過(guò)完善政策法規(guī)、優(yōu)化市場(chǎng)機(jī)制、降低交易成本、加強(qiáng)能力建設(shè),可以激發(fā)市場(chǎng)活力,促進(jìn)更多碳匯項(xiàng)目落地,從而有效提升區(qū)域碳匯功能。
(3)研究?jī)?nèi)容:評(píng)估長(zhǎng)白山地區(qū)不同類(lèi)型碳匯項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)潛力、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性。分析現(xiàn)有碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程、技術(shù)規(guī)范、監(jiān)測(cè)核查標(biāo)準(zhǔn)與激勵(lì)機(jī)制。研究碳匯價(jià)值評(píng)估方法和碳價(jià)波動(dòng)規(guī)律。評(píng)估現(xiàn)有碳市場(chǎng)機(jī)制(如中國(guó)的CCER)對(duì)長(zhǎng)白山碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的激勵(lì)作用和約束條件。提出改進(jìn)碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)管理、完善碳市場(chǎng)機(jī)制、加強(qiáng)碳匯能力建設(shè)的政策建議,包括簡(jiǎn)化項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程、完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、降低監(jiān)測(cè)核查成本、探索多元化的碳匯融資渠道等,為通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制提升長(zhǎng)白山碳匯功能提供政策支持。
六.研究方法與技術(shù)路線(xiàn)
(一)研究方法
1.遙感與地理信息系統(tǒng)(GIS)方法:利用Landsat、Sentinel、MODIS、VIIRS等多源遙感影像,結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù),進(jìn)行長(zhǎng)白山地區(qū)土地利用/覆蓋變化(LUCC)監(jiān)測(cè)與制圖,反演植被指數(shù)(如NDVI、FVC)、葉面積指數(shù)(L)、蒸散量、地表溫度等關(guān)鍵生態(tài)參數(shù),構(gòu)建高分辨率碳儲(chǔ)量與碳通量時(shí)空分布圖。采用像元二分模型、光能利用效率模型、改進(jìn)的CASA模型等方法反演凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP),利用生態(tài)系統(tǒng)呼吸模型估算總呼吸(Re)和土壤呼吸(Rs),進(jìn)而估算生態(tài)系統(tǒng)凈碳交換(NEE)和碳收支。
2.生態(tài)模型模擬方法:選用或改進(jìn)適用于北方森林和濕地生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程模型,如Biome-BGC、CENTURY、ORCHIDEE等,結(jié)合遙感數(shù)據(jù)和地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù),模擬森林、濕地、草地等不同生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過(guò)程(光合、呼吸、凋落物分解、土壤碳庫(kù)動(dòng)態(tài)等)。利用改進(jìn)后的模型,進(jìn)行氣候變化情景模擬(如RCPs情景下),預(yù)測(cè)未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的演變趨勢(shì)。
3.地面觀(guān)測(cè)與樣地方法:在長(zhǎng)白山不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型(如溫帶森林、沼澤濕地、高山草甸)設(shè)置地面觀(guān)測(cè)站點(diǎn),長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)氣象要素(溫度、降水、光照、風(fēng)速、濕度)、土壤水分、土壤呼吸、植被生物量、葉綠素含量、樹(shù)干徑流/液流等關(guān)鍵碳循環(huán)過(guò)程參數(shù)。設(shè)置永久樣地,進(jìn)行植被群落結(jié)構(gòu)(物種組成、多度、生物量)、土壤剖面分析(碳含量、容重、質(zhì)地)、凋落物收集與測(cè)定(數(shù)量、質(zhì)量、分解速率)等,獲取第一性數(shù)據(jù),用于驗(yàn)證遙感反演和模型模擬結(jié)果。
4.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法:基于InVEST模型、AHP法或情景分析法,評(píng)估長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)功能,重點(diǎn)評(píng)估碳匯功能與其他服務(wù)(如水源涵養(yǎng)、土壤保持、生物多樣性維持、游憩服務(wù))之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系。
5.統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)據(jù)挖掘方法:運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析(如主成分分析PCA、因子分析FA)、相關(guān)分析、回歸分析、通徑分析等,研究氣候變化、人類(lèi)活動(dòng)、地形因子等對(duì)碳循環(huán)過(guò)程和碳匯功能的影響。利用時(shí)間序列分析、空間統(tǒng)計(jì)等方法,分析碳匯功能的時(shí)空變化規(guī)律。采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法(如隨機(jī)森林、支持向量機(jī)),構(gòu)建高精度碳匯預(yù)測(cè)模型。
6.政策分析與評(píng)估方法:收集并分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、碳市場(chǎng)運(yùn)行、生態(tài)補(bǔ)償?shù)确矫娴恼叻ㄒ?guī)和案例。運(yùn)用成本效益分析(CBA)、多準(zhǔn)則決策分析(MCDA)等方法,評(píng)估不同碳匯管理策略和政策工具的有效性、經(jīng)濟(jì)可行性和社會(huì)可持續(xù)性。
(二)技術(shù)路線(xiàn)
1.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與預(yù)處理階段:
*收集長(zhǎng)白山地區(qū)多源遙感數(shù)據(jù)(Landsat,Sentinel,MODIS,VIIRS)、數(shù)字高程模型(DEM)、土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)(站點(diǎn)觀(guān)測(cè)和格點(diǎn)數(shù)據(jù))、土壤數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、植被清查數(shù)據(jù)、地面觀(guān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)等。
*對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正、幾何校正、大氣校正、云掩膜等預(yù)處理。對(duì)地面數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和格式統(tǒng)一。利用GIS技術(shù)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)裁剪、拼接、投影轉(zhuǎn)換等。
2.長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯現(xiàn)狀評(píng)估階段:
*利用遙感與GIS方法,監(jiān)測(cè)LUCC變化,繪制現(xiàn)狀圖。
*基于遙感數(shù)據(jù)和地面樣地?cái)?shù)據(jù),反演植被關(guān)鍵參數(shù)(NDVI,L,FVC等)和蒸散量。
*利用生態(tài)模型或經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?,估算不同生態(tài)系統(tǒng)的NPP,Re,Rs,NEE。
*結(jié)合生物量數(shù)據(jù)和土壤碳密度數(shù)據(jù),估算植被碳庫(kù)、土壤碳庫(kù)和總碳儲(chǔ)量。
*綜合各分項(xiàng)數(shù)據(jù),評(píng)估長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前的碳匯總量、空間分布和年際變化趨勢(shì)。
3.碳匯功能驅(qū)動(dòng)機(jī)制解析階段:
*整合遙感反演數(shù)據(jù)、地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、LUCC數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等。
*運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析和回歸模型,識(shí)別影響森林、濕地、草地碳循環(huán)過(guò)程和碳匯功能的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子(氣候變化因子、人類(lèi)活動(dòng)因子、自然因子)。
*構(gòu)建驅(qū)動(dòng)因子與碳循環(huán)過(guò)程/碳匯功能的響應(yīng)模型,量化各因子的影響程度和作用路徑。
4.碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估模型構(gòu)建階段:
*選擇或開(kāi)發(fā)合適的生態(tài)模型,集成多源數(shù)據(jù)(遙感、地面觀(guān)測(cè)、氣象等)。
*利用優(yōu)化算法和機(jī)器學(xué)習(xí)方法,改進(jìn)模型參數(shù)化和結(jié)構(gòu),提高模擬精度。
*構(gòu)建基于多源數(shù)據(jù)融合的長(zhǎng)白山碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)高精度、高時(shí)效性的碳匯核算。
*利用模型進(jìn)行不確定性分析,評(píng)估模型的可靠性和適用性。
5.碳匯功能適應(yīng)性管理策略研究階段:
*基于碳匯現(xiàn)狀評(píng)估和驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究結(jié)果,識(shí)別碳匯功能的關(guān)鍵區(qū)域和脆弱環(huán)節(jié)。
*運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法,分析不同管理措施對(duì)碳匯及服務(wù)的綜合影響。
*利用情景分析法,模擬不同管理策略下的碳匯功能演變和服務(wù)權(quán)衡關(guān)系。
*提出針對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的適應(yīng)性管理措施建議,并評(píng)估其綜合效益。
6.碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與碳市場(chǎng)機(jī)制評(píng)估階段:
*評(píng)估長(zhǎng)白山地區(qū)發(fā)展不同類(lèi)型碳匯項(xiàng)目的潛力與可行性。
*分析現(xiàn)有碳市場(chǎng)機(jī)制對(duì)區(qū)域碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的影響。
*運(yùn)用政策分析與評(píng)估方法,提出改進(jìn)碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)管理、完善碳市場(chǎng)機(jī)制的政策建議。
7.成果總結(jié)與集成階段:
*整合各階段研究成果,形成綜合性的研究報(bào)告和技術(shù)報(bào)告。
*開(kāi)發(fā)可視化平臺(tái),展示長(zhǎng)白山碳匯功能現(xiàn)狀、變化趨勢(shì)、驅(qū)動(dòng)機(jī)制和管理策略模擬結(jié)果。
*為政府部門(mén)、科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)提供科學(xué)決策依據(jù)和技術(shù)支撐。
七.創(chuàng)新點(diǎn)
本項(xiàng)目針對(duì)長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能提升與可持續(xù)管理的迫切需求,在理論、方法和應(yīng)用層面均力求實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)理論層面的創(chuàng)新
1.多過(guò)程耦合的碳循環(huán)機(jī)制理論體系構(gòu)建:區(qū)別于以往側(cè)重單一碳過(guò)程(如僅關(guān)注森林光合作用)的研究,本項(xiàng)目將系統(tǒng)整合森林、濕地、草地等不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的碳吸收(光合作用、植被生長(zhǎng))與釋放(植被呼吸、土壤呼吸、凋落物分解、水體碳通量)過(guò)程,重點(diǎn)揭示這些過(guò)程在氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)復(fù)合脅迫下的相互作用、耦合關(guān)系及其對(duì)區(qū)域總碳收支的貢獻(xiàn)與調(diào)節(jié)機(jī)制。特別是關(guān)注森林-濕地-草地之間的碳通量交換(如蒸散耦合、生物量轉(zhuǎn)移),以及凍土融化對(duì)碳釋放的潛在影響,旨在構(gòu)建一個(gè)更全面、更動(dòng)態(tài)的長(zhǎng)白山區(qū)域碳循環(huán)理論框架,深化對(duì)復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能形成機(jī)制的科學(xué)認(rèn)知。
2.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同的碳匯管理理論:本項(xiàng)目將引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同的理論視角,深入探討提升碳匯功能與其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(如水源涵養(yǎng)、生物多樣性、土壤保持、游憩價(jià)值)之間的關(guān)系。突破傳統(tǒng)上可能存在的“唯碳”管理思維,研究在不同管理情景下,碳匯功能的提升如何影響其他服務(wù),以及如何通過(guò)優(yōu)化管理策略,實(shí)現(xiàn)碳匯功能與生態(tài)服務(wù)之間的協(xié)同增效或最小化權(quán)衡。這將豐富和發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)中關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與碳匯協(xié)同管理的理論內(nèi)涵,為制定更科學(xué)、更綜合的生態(tài)系統(tǒng)管理策略提供理論指導(dǎo)。
3.區(qū)域碳匯功能時(shí)空異質(zhì)性與閾值理論:針對(duì)長(zhǎng)白山地形復(fù)雜、生境多樣、環(huán)境變化劇烈的特點(diǎn),本項(xiàng)目將著重研究碳匯功能在空間上的異質(zhì)性及其形成機(jī)制,識(shí)別關(guān)鍵碳匯區(qū)域和保護(hù)優(yōu)先區(qū)。同時(shí),探索碳匯功能對(duì)環(huán)境因子變化的響應(yīng)閾值和臨界點(diǎn),揭示碳匯功能的穩(wěn)定性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。這有助于超越傳統(tǒng)平均化、均質(zhì)化的碳匯評(píng)估方式,發(fā)展基于過(guò)程理解和閾值管理的碳匯動(dòng)態(tài)變化理論,為精準(zhǔn)施策和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提供理論依據(jù)。
(二)方法層面的創(chuàng)新
1.多源數(shù)據(jù)融合與智能融合技術(shù)的應(yīng)用:本項(xiàng)目將創(chuàng)新性地融合高分辨率遙感影像(Landsat,Sentinel-2,高分系列)、多角度衛(wèi)星觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)(如哨兵-6/3A雷達(dá)測(cè)水分)、氣象再分析數(shù)據(jù)(如MERRA-2,ERA5)、地面觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)(生態(tài)站、氣象站、土壤水分監(jiān)測(cè)點(diǎn))以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)數(shù)據(jù)。重點(diǎn)創(chuàng)新在于探索應(yīng)用基于深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)進(jìn)行多源數(shù)據(jù)融合與信息提取,以提高關(guān)鍵碳循環(huán)參數(shù)(如蒸散發(fā)、植被生物量、土壤呼吸)反演的精度和時(shí)空分辨率,構(gòu)建更強(qiáng)大的碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估體系。
2.面向過(guò)程的生態(tài)模型改進(jìn)與集成:在利用現(xiàn)有成熟模型(如Biome-BGC,CENTURY)的基礎(chǔ)上,本項(xiàng)目將結(jié)合長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)的獨(dú)特性(如高寒、凍土、多類(lèi)型濕地),對(duì)其生理過(guò)程參數(shù)、土壤碳庫(kù)動(dòng)態(tài)模塊、水文模塊進(jìn)行針對(duì)性的參數(shù)化改進(jìn)。同時(shí),探索將多個(gè)子模型(如大氣邊界層模型、水文模型)與核心碳循環(huán)模型進(jìn)行集成,構(gòu)建更符合區(qū)域?qū)嶋H的、考慮多圈層相互作用的綜合地球系統(tǒng)模型,提高對(duì)復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能變化的模擬能力和預(yù)測(cè)精度。
3.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同的定量評(píng)估方法:本項(xiàng)目將創(chuàng)新性地應(yīng)用基于InVEST模型、多目標(biāo)優(yōu)化算法或改進(jìn)的AHP方法,定量評(píng)估長(zhǎng)白山碳匯功能與其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系。通過(guò)構(gòu)建服務(wù)之間相互作用的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)或評(píng)估矩陣,量化不同管理策略下服務(wù)間的相互影響,為識(shí)別協(xié)同管理機(jī)會(huì)、規(guī)避潛在沖突提供科學(xué)的方法支撐。
(三)應(yīng)用層面的創(chuàng)新
1.長(zhǎng)白山特色碳匯評(píng)估體系的構(gòu)建與應(yīng)用:本項(xiàng)目將基于上述方法創(chuàng)新,構(gòu)建一套適用于長(zhǎng)白山地區(qū)、融合遙感監(jiān)測(cè)與地面驗(yàn)證、結(jié)合模型模擬與實(shí)地核算的碳匯評(píng)估體系。該體系將能夠提供高精度、高時(shí)效、空間分布詳細(xì)的碳匯動(dòng)態(tài)信息,不僅服務(wù)于區(qū)域碳達(dá)峰目標(biāo)監(jiān)測(cè),也為國(guó)家和國(guó)際碳核算提供可靠數(shù)據(jù)支撐,具有顯著的應(yīng)用價(jià)值和推廣潛力。
2.基于適應(yīng)性管理的差異化碳匯提升策略:區(qū)別于普適性的管理建議,本項(xiàng)目將基于對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型碳匯功能、驅(qū)動(dòng)機(jī)制和生態(tài)服務(wù)需求的精細(xì)認(rèn)識(shí),提出針對(duì)森林、濕地、草地等不同生態(tài)系統(tǒng)的差異化、適應(yīng)性碳匯提升管理策略。例如,為森林提出優(yōu)化撫育與林分結(jié)構(gòu)調(diào)整方案,為濕地提出退耕還濕與水系連通修復(fù)方案,為草地提出科學(xué)劃片輪牧與補(bǔ)播改良方案。這些策略將充分考慮當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)條件,強(qiáng)調(diào)社區(qū)參與和生計(jì)改善,旨在實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的共贏(yíng),具有較強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義。
3.碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與碳市場(chǎng)機(jī)制優(yōu)化的政策建議:本項(xiàng)目將基于對(duì)長(zhǎng)白山碳匯資源潛力和市場(chǎng)機(jī)制障礙的分析,提出一套具有針對(duì)性和可操作性的政策建議,旨在簡(jiǎn)化碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程、完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測(cè)核查體系、降低交易成本、探索多元化融資渠道(如綠色信貸、生態(tài)債券)、將碳匯管理與生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制有效結(jié)合。這些建議將為地方政府制定相關(guān)政策、吸引社會(huì)資本投入碳匯項(xiàng)目、完善區(qū)域碳市場(chǎng)體系提供決策參考,推動(dòng)形成綠色低碳的發(fā)展模式。
八.預(yù)期成果
本項(xiàng)目通過(guò)系統(tǒng)深入的研究,預(yù)期在理論認(rèn)知、技術(shù)創(chuàng)新、數(shù)據(jù)服務(wù)和管理應(yīng)用等方面取得一系列重要成果,具體如下:
(一)理論成果
1.揭示長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的關(guān)鍵過(guò)程與驅(qū)動(dòng)機(jī)制:預(yù)期闡明氣候變化(溫度、降水格局變化、極端事件頻率)和人類(lèi)活動(dòng)(土地利用變化、森林經(jīng)營(yíng)方式、放牧強(qiáng)度、污染排放)對(duì)森林、濕地、草地等不同生態(tài)系統(tǒng)碳吸收(NPP)和碳釋放(Re,Rs)過(guò)程的影響路徑、相對(duì)貢獻(xiàn)及其時(shí)空分異規(guī)律。深化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部生物地球化學(xué)循環(huán)、水文過(guò)程與碳循環(huán)相互作用機(jī)制的認(rèn)識(shí),特別是在高寒、多凍土環(huán)境下的碳氮耦合關(guān)系、溫室氣體(CO2,CH4,N2O)協(xié)同排放機(jī)制等前沿科學(xué)問(wèn)題的理解。
2.構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同的碳匯管理理論框架:預(yù)期明確長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)中碳匯功能與其他關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(如水源涵養(yǎng)、生物多樣性維持、土壤保持、生態(tài)旅游)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系模式。識(shí)別不同管理措施下服務(wù)間相互影響的“熱點(diǎn)”區(qū)域和關(guān)鍵閾值,為制定兼顧多重目標(biāo)的生態(tài)系統(tǒng)管理策略提供理論基礎(chǔ),推動(dòng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的深化。
3.完善區(qū)域碳匯功能時(shí)空變化理論:預(yù)期揭示長(zhǎng)白山碳匯功能時(shí)空變化的內(nèi)在機(jī)制、主要驅(qū)動(dòng)因子及其相互作用,識(shí)別碳匯功能的關(guān)鍵區(qū)域、脆弱區(qū)和潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。發(fā)展基于過(guò)程理解和閾值管理的碳匯動(dòng)態(tài)變化理論,為理解和預(yù)測(cè)區(qū)域乃至更大尺度生態(tài)系統(tǒng)碳收支的長(zhǎng)期演變提供科學(xué)依據(jù)。
(二)技術(shù)創(chuàng)新成果
1.開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證適用于長(zhǎng)白山的碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估模型:預(yù)期開(kāi)發(fā)一個(gè)融合多源遙感數(shù)據(jù)、地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和模型模擬的高度集成化的碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)。該系統(tǒng)將具備高精度、高時(shí)效、空間分辨率高的特點(diǎn),能夠準(zhǔn)確估算長(zhǎng)白山不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的碳收支、碳儲(chǔ)量及其時(shí)空變化,為區(qū)域碳達(dá)峰目標(biāo)監(jiān)測(cè)、碳匯項(xiàng)目核算提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。相關(guān)模型算法和參數(shù)化方案將形成可推廣的技術(shù)方法。
2.創(chuàng)新多源數(shù)據(jù)融合與智能融合技術(shù):預(yù)期在多源遙感數(shù)據(jù)融合、地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)同化、模型與數(shù)據(jù)集成等方面取得技術(shù)突破,特別是在應(yīng)用深度學(xué)習(xí)等技術(shù)提升碳循環(huán)參數(shù)反演精度和不確定性分析方面形成特色方法。這些技術(shù)創(chuàng)新將提升未來(lái)對(duì)復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)碳匯進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估的能力。
3.建立生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同定量評(píng)估方法:預(yù)期建立一套適用于長(zhǎng)白山地區(qū)的、能夠定量評(píng)估碳匯功能與其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系的方法體系。相關(guān)模型和應(yīng)用流程將為生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)估和管理決策提供有力工具。
(三)數(shù)據(jù)與信息服務(wù)成果
1.形成長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯數(shù)據(jù)庫(kù)與信息平臺(tái):預(yù)期構(gòu)建一個(gè)包含遙感數(shù)據(jù)、地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)、模型輸出、管理政策、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等多維度信息的長(zhǎng)白山生態(tài)系統(tǒng)碳匯數(shù)據(jù)庫(kù)。開(kāi)發(fā)一個(gè)可視化信息平臺(tái),集成研究成果,提供數(shù)據(jù)查詢(xún)、模型運(yùn)行、結(jié)果展示和決策支持功能,為科研人員、管理機(jī)構(gòu)和公眾提供便捷的數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。
2.提供長(zhǎng)白山碳匯功能時(shí)空變化與驅(qū)動(dòng)因子分析報(bào)告:預(yù)期形成系列研究報(bào)告,系統(tǒng)闡述長(zhǎng)白山碳匯現(xiàn)狀、時(shí)空變化趨勢(shì)、關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子及其影響機(jī)制,為區(qū)域生態(tài)環(huán)境管理和氣候變化應(yīng)對(duì)提供科學(xué)依據(jù)。
3.發(fā)布碳匯潛力評(píng)估與適應(yīng)性管理策略指南:預(yù)期發(fā)布面向?qū)嵺`的管理指南,評(píng)估長(zhǎng)白山發(fā)展不同類(lèi)型碳匯項(xiàng)目的潛力,提出針對(duì)性的適應(yīng)性管理策略建議,為地方政府和相關(guān)部門(mén)提供決策參考。
(四)實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值
1.服務(wù)吉林省及國(guó)家碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn):預(yù)期研究成果能為吉林省制定更科學(xué)的碳達(dá)峰行動(dòng)方案、評(píng)估區(qū)域碳匯貢獻(xiàn)、爭(zhēng)取國(guó)家碳匯項(xiàng)目支持提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)和科學(xué)建議,助力國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成。
2.支撐長(zhǎng)白山生態(tài)保護(hù)與綠色發(fā)展:預(yù)期提出的適應(yīng)性管理策略和碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建議,能指導(dǎo)長(zhǎng)白山國(guó)家公園等保護(hù)地開(kāi)展基于生態(tài)系統(tǒng)的綜合管理,促進(jìn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)同,助力生態(tài)文明建設(shè)和鄉(xiāng)村振興。
3.推動(dòng)碳匯科學(xué)研究與技術(shù)進(jìn)步:預(yù)期在理論創(chuàng)新、方法研發(fā)、數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)等方面的成果,將豐富和發(fā)展陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估、適應(yīng)性管理等領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)體系,提升中國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)際影響力,并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的推廣應(yīng)用。
4.為相關(guān)領(lǐng)域提供政策建議:預(yù)期基于對(duì)碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、碳市場(chǎng)機(jī)制、生態(tài)補(bǔ)償?shù)确矫娴脑u(píng)估,提出的政策建議能為完善相關(guān)法律法規(guī)、優(yōu)化政策設(shè)計(jì)、降低實(shí)施成本提供參考,推動(dòng)綠色金融與生態(tài)保護(hù)的深度融合。
九.項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃
(一)項(xiàng)目時(shí)間規(guī)劃
本項(xiàng)目計(jì)劃執(zhí)行周期為四年,分為四個(gè)主要階段,具體時(shí)間規(guī)劃及任務(wù)安排如下:
1.第一階段:準(zhǔn)備與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集階段(第1-12個(gè)月)
*任務(wù)分配:
*項(xiàng)目組組建與分工明確。
*深入調(diào)研長(zhǎng)白山地區(qū)相關(guān)研究現(xiàn)狀、政策背景及數(shù)據(jù)資源。
*完成項(xiàng)目申報(bào)材料的最終完善與提交。
*建立項(xiàng)目管理系統(tǒng)和信息共享平臺(tái)。
*收集并整理遙感影像數(shù)據(jù)、地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)(氣象、生態(tài)、土壤、水文)、LUCC數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)資料。
*在典型區(qū)域預(yù)選并初步布設(shè)地面觀(guān)測(cè)樣地。
*進(jìn)度安排:
*第1-3個(gè)月:項(xiàng)目啟動(dòng),文獻(xiàn)調(diào)研,團(tuán)隊(duì)組建,初步方案設(shè)計(jì)。
*第4-6個(gè)月:數(shù)據(jù)資源摸底,地面觀(guān)測(cè)方案細(xì)化,樣地預(yù)選與準(zhǔn)備。
*第7-9個(gè)月:完成所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與預(yù)處理,建立數(shù)據(jù)庫(kù)。
*第10-12個(gè)月:項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì),詳細(xì)研究方案確認(rèn),年度計(jì)劃制定。
2.第二階段:現(xiàn)狀評(píng)估與驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究階段(第13-24個(gè)月)
*任務(wù)分配:
*利用遙感與GIS方法,完成LUCC監(jiān)測(cè)與制圖。
*基于遙感數(shù)據(jù)和地面樣地?cái)?shù)據(jù),反演關(guān)鍵碳循環(huán)參數(shù)(NPP,L,FVC,蒸散量等)。
*利用地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)關(guān)鍵碳通量(NEE,Rs,Rs等)和生物量。
*構(gòu)建或改進(jìn)生態(tài)模型,模擬不同生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過(guò)程。
*運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法,識(shí)別碳匯功能的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子。
*完成階段性報(bào)告,撰寫(xiě)相關(guān)學(xué)術(shù)論文。
*進(jìn)度安排:
*第13-15個(gè)月:遙感反演與GIS分析,LUCC制圖。
*第16-18個(gè)月:地面觀(guān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行,碳通量與生物量數(shù)據(jù)采集。
*第19-21個(gè)月:生態(tài)模型構(gòu)建、參數(shù)化與初步模擬。
*第22-24個(gè)月:驅(qū)動(dòng)因子分析,階段性成果總結(jié)與報(bào)告撰寫(xiě)。
3.第三階段:模型集成、適應(yīng)性管理策略研究與碳市場(chǎng)評(píng)估階段(第25-36個(gè)月)
*任務(wù)分配:
*集成多源數(shù)據(jù),優(yōu)化碳匯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估模型。
*運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法,分析權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系。
*基于情景分析,模擬不同管理策略下的碳匯功能演變。
*評(píng)估碳匯項(xiàng)目開(kāi)發(fā)潛力與碳市場(chǎng)機(jī)制。
*撰寫(xiě)核心研究論文,準(zhǔn)備結(jié)題報(bào)告初稿。
*進(jìn)度安排:
*第25-27個(gè)月:多源數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)開(kāi)發(fā),模型集成與優(yōu)化。
*第28-30個(gè)月:生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估,權(quán)衡協(xié)同關(guān)系分析。
*第31-33個(gè)月:適應(yīng)性管理策略情景模擬,結(jié)果分析。
*第34-36個(gè)月:碳匯項(xiàng)目與市場(chǎng)機(jī)制評(píng)估,核心論文撰寫(xiě),結(jié)題報(bào)告初稿完成。
4.第四階段:成果總結(jié)、集成與推廣階段(第37-48個(gè)月)
*任務(wù)分配:
*完善并最終定稿結(jié)題報(bào)告。
*整合研究成果,開(kāi)發(fā)可視化信息平臺(tái)。
*項(xiàng)目成果交流會(huì),與管理部門(mén)和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行成果推介。
*撰寫(xiě)項(xiàng)目總報(bào)告及系列政策建議報(bào)告。
*爭(zhēng)取發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文,申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利(如模型算法)。
*整理項(xiàng)目數(shù)據(jù)資料,完成項(xiàng)目驗(yàn)收。
*進(jìn)度安排:
*第37-39個(gè)月:結(jié)題報(bào)告定稿,成果集成與平臺(tái)開(kāi)發(fā)。
*第40-42個(gè)月:成果推廣活動(dòng),政策建議報(bào)告撰寫(xiě)。
*第43-44個(gè)月:高水平論文發(fā)表,項(xiàng)目成果總結(jié)。
*第45-47個(gè)月:項(xiàng)目驗(yàn)收準(zhǔn)備,數(shù)據(jù)資料歸檔。
*第48個(gè)月:項(xiàng)目正式結(jié)題,完成所有后續(xù)工作。
(二)風(fēng)險(xiǎn)管理策略
本項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中可能面臨以下風(fēng)險(xiǎn),并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略:
1.數(shù)據(jù)獲取風(fēng)險(xiǎn):由于部分地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)依賴(lài)合作站點(diǎn)或野外實(shí)地采集,可能因天氣條件、交通不便、站點(diǎn)維護(hù)問(wèn)題等導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失或質(zhì)量不高。
*應(yīng)對(duì)策略:建立多元化的數(shù)據(jù)來(lái)源渠道,加強(qiáng)與合作單位的溝通協(xié)調(diào),制定詳細(xì)的野外觀(guān)測(cè)計(jì)劃和應(yīng)急預(yù)案,采用數(shù)據(jù)插補(bǔ)和校正技術(shù)提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,定期進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估。
2.模型不確定性風(fēng)險(xiǎn):生態(tài)模型模擬結(jié)果受參數(shù)化、邊界條件及輸入數(shù)據(jù)精度影響較大,可能導(dǎo)致模擬結(jié)果與實(shí)際存在偏差。
*應(yīng)對(duì)策略:選用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的成熟模型框架,結(jié)合長(zhǎng)白山實(shí)際進(jìn)行參數(shù)本地化優(yōu)化,采用不確定性分析方法(如蒙特卡洛模擬)評(píng)估模型不確定性,加強(qiáng)模型模擬結(jié)果與地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證。
3.研究進(jìn)度滯后風(fēng)險(xiǎn):受外部環(huán)境變化(如政策調(diào)整、疫情影響)或研究難度超出預(yù)期等因素影響,可能導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)度延誤。
*應(yīng)對(duì)策略:制定詳細(xì)的項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃,設(shè)置關(guān)鍵里程碑節(jié)點(diǎn),定期召開(kāi)項(xiàng)目例會(huì),及時(shí)溝通協(xié)調(diào)解決問(wèn)題,預(yù)留一定的緩沖時(shí)間,根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整研究方案。
4.成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn):研究成果可能存在與實(shí)際管理需求脫節(jié)或推廣應(yīng)用困難的問(wèn)題。
*應(yīng)對(duì)策略:加強(qiáng)與管理部門(mén)、社區(qū)代表的溝通,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段即融入應(yīng)用需求,開(kāi)展成果形式轉(zhuǎn)化(如開(kāi)發(fā)應(yīng)用指南、政策建議報(bào)告),成果推介會(huì),建立成果轉(zhuǎn)化機(jī)制。
5.團(tuán)隊(duì)協(xié)作風(fēng)險(xiǎn):項(xiàng)目涉及多學(xué)科交叉,團(tuán)隊(duì)成員間可能存在知識(shí)背景差異,影響協(xié)作效率。
*應(yīng)對(duì)策略:建立高效的團(tuán)隊(duì)協(xié)作機(jī)制,明確各成員分工與職責(zé),定期跨學(xué)科交流培訓(xùn),促進(jìn)知識(shí)共享與融合。
十.項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)
本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由來(lái)自吉林省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院東北地理與生態(tài)研究所、高校相關(guān)院系以及地方政府部門(mén)的專(zhuān)家學(xué)者組成,團(tuán)隊(duì)成員專(zhuān)業(yè)背景涵蓋了生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、遙感科學(xué)、數(shù)學(xué)建模等多個(gè)領(lǐng)域,具備豐富的科研經(jīng)驗(yàn)和跨學(xué)科協(xié)作能力,能夠確保項(xiàng)目的順利實(shí)施和高質(zhì)量完成。
(一)團(tuán)隊(duì)成員專(zhuān)業(yè)背景與研究經(jīng)驗(yàn)
1.項(xiàng)目負(fù)責(zé)人:張明,男,50歲,博士,研究員,吉林省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院首席科學(xué)家。長(zhǎng)期從事陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)、氣候變化影響及生態(tài)管理研究,主持完成多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科研項(xiàng)目,在國(guó)內(nèi)外核心期刊發(fā)表論文50余篇,出版專(zhuān)著2部。在生態(tài)系統(tǒng)碳收支評(píng)估、驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析和適應(yīng)性管理策略制定方面具有深厚的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),熟悉長(zhǎng)白山地區(qū)生態(tài)環(huán)境特征和研究現(xiàn)狀。
2.遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人:李紅,女,45歲,碩士,高級(jí)工程師,中國(guó)科學(xué)院東北地理與生態(tài)研究所遙感應(yīng)用研究所。研究方向?yàn)檫b感生態(tài)學(xué)、地理信息系統(tǒng)與空間分析,在土地利用/覆蓋變化監(jiān)測(cè)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估等方面具有專(zhuān)長(zhǎng)。主持完成多項(xiàng)基于遙感的生態(tài)應(yīng)用項(xiàng)目,精通多種遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)和地理信息系統(tǒng)軟件,發(fā)表相關(guān)論文30余篇,擁有多項(xiàng)相關(guān)專(zhuān)利。
3.生態(tài)模型與模擬負(fù)責(zé)人:王剛,男,40歲,博士,教授,吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生態(tài)學(xué)研究所。研究方向?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、生態(tài)模型與模擬,在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)、生態(tài)水文模型構(gòu)建與應(yīng)用方面有深入的研究。主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng),發(fā)表高水平研究論文40余篇,擅長(zhǎng)生態(tài)模型構(gòu)建、參數(shù)化優(yōu)化和模型不確定性分析。
4.地面觀(guān)測(cè)與樣地負(fù)責(zé)人:劉芳,女,35歲,碩士,吉林省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院生態(tài)研究所。研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程觀(guān)測(cè),在森林生態(tài)站長(zhǎng)期從事地面觀(guān)測(cè)工作,在生物量測(cè)定、土壤碳氮循環(huán)監(jiān)測(cè)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。發(fā)表相關(guān)研究論文20余篇,精通野外生態(tài)觀(guān)測(cè)技術(shù)。
5.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與政策研究負(fù)責(zé)人:趙偉,男,38歲,博士,吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院環(huán)境科學(xué)系。研究方向?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境政策與管理,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同、生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制設(shè)計(jì)方面具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。主持完成多項(xiàng)省部級(jí)課題,發(fā)表政策咨詢(xún)報(bào)告多篇,為地方政府生態(tài)保護(hù)決策提供技術(shù)支持。
6.數(shù)據(jù)管理與信息化負(fù)責(zé)人:孫磊,男,32歲,碩士,吉林省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院信息中心。研究方向?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析,在生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)管理、遙感數(shù)據(jù)融合與處理方面具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。熟悉多種數(shù)據(jù)管理平臺(tái)和編程語(yǔ)言,為多個(gè)科研項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)支撐。
(二)團(tuán)隊(duì)成員的角色分配與合作模式
1.角色分配:
*項(xiàng)目負(fù)責(zé)人:負(fù)責(zé)項(xiàng)目整體規(guī)劃、協(xié)調(diào)管理、資源整合和成果凝練,主持關(guān)鍵問(wèn)題的研討,對(duì)項(xiàng)目方向和進(jìn)度進(jìn)行把控。
*遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人:負(fù)責(zé)遙感數(shù)據(jù)獲取與處理、地表參數(shù)反演、空間分析以及地理信息系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè),開(kāi)展LUCC監(jiān)測(cè)、碳匯時(shí)空分布制圖以及多源數(shù)據(jù)融合研究。
*生態(tài)模型與模擬負(fù)責(zé)人:負(fù)責(zé)生態(tài)模型構(gòu)建、參數(shù)化優(yōu)化、模型集成與不確定性分析,開(kāi)展碳循環(huán)過(guò)程模擬、情景推演以及模型驗(yàn)證工作。
*地面觀(guān)測(cè)與樣地負(fù)責(zé)人:負(fù)責(zé)地面觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)、數(shù)據(jù)采集與管理,開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)碳收支過(guò)程觀(guān)測(cè),為模型驗(yàn)證和遙感反演提供地面基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
*生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與政策研究負(fù)責(zé)人:負(fù)責(zé)生態(tài)系統(tǒng)服
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