基于野外台站的生态系统服务流量研究成果

3.1.1.1　理论模型

生态系统的固碳释氧过程是伴随着生态系统内的植物、微生物生长过程进行的，是一个连续的累积过程。设st为某一种生态系统服务在时间t时提供的固碳或者释氧服务流量，生态系统服务流量是时间的函数：

在特定时间段特定规模的生态系统所提供的固碳释氧总量则应为该函数的积分：

式中：C为该生态系统规模的物质量。

3.1.1.2　研究方法

目前，国外关于生态系统碳物理量的计算方法有3种：①根据生物量或者生产力计算；②实验测定值；③根据数学模型求算。国内研究成果多是采用①计算法，数据源有森林、草地等的清查数据、野外台站监测数据、实验数据以及遥感反演数据等。本章采用生态台站监测的净生态系统碳交换量计算生态系统固定的CO2量，描绘碳固定服务流量和价值累积过程。由于净生态系统碳交换量不仅考虑了植被碳吸收，还考虑了土壤生物呼吸，因而该方法比用生物量或者生产力计算的结果更接近生态系统的真实状态。计算公式如下：(www.xing528.com)

式中为生态系统碳固定物理流量，kg·hm-2·d-1；3.67为CO2与碳质量的转换系数；10为单位转换系数。

国内外计算生态系统碳固定价值的方法也很多，主要有碳税法、变化的碳税法、造林成本法、温室效应损失法、排放许可的市场价格法、人工固定CO2成本法和避免损害费用法等。Tol等（2005）收集了103个碳价格，对其构建了“概率密度函数”，发现碳价格的众数为2$/t C，中位数为14$/t C，平均值为93$/t C，95百分位为350$/t C。谢高地等（2011）在分析碳固定、碳蓄积价值形成原理的基础上，认为工业固碳成本法是一种适宜的固碳价值评估方法。本研究采用目前国际上从燃煤电厂或燃气电厂捕获碳成本的最低价格15$/t CO2作为标准价格。价值量计算公式为：

式中为生态系统固定CO2价值，$·hm-2·d-1；为生态系统碳固定物理流量，kg·hm-2·d-1；1000为单位转换系数。

3.1.1.3　数据来源

所用的碳通量生态站点有长白山森林生态系统定位研究站（CBF）、千烟洲红壤丘陵区综合开发试验站（QYF）；海北高寒草甸生态系统定位研究站（HBG）、当雄高寒草甸生态系统定位研究站（DXG）和禹城农业综合试验站（YCA）。基础数据由ChinaFLUX提供，时间尺度为日，数据项目为2005年、2006年和2007年的净生态系统碳交换量（NEE），本研究采用三年的平均值进行分析。所用的数据处理和作图软件为Origin 8.0和SPSS 14.0。