一、碳中和的概念

      碳中和應(yīng)從碳排放（碳源）和碳固定（碳匯）這兩個(gè)側(cè)面來(lái)理解。碳排放既可以由人為過程產(chǎn)生，又可以由自然過程產(chǎn)生。人為過程主要來(lái)自兩大塊，一是化石燃料的燃燒形成二氧化碳（CO2）向大氣圈釋放，二是土地利用變化（最典型者是森林砍伐后土壤中的碳被氧化成二氧化碳釋放到大氣中）；自然界也有多種過程可向大氣中釋放二氧化碳，比如火山噴發(fā)、煤炭的地下自燃等。但應(yīng)該指出：近一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，自然界的碳排放比之于人為碳排放，對(duì)大氣二氧化碳濃度變化的影響幾乎可以忽略不計(jì)。

     碳固定也有自然固定和人為固定兩大類，并且以自然固定為主。最主要的自然固碳過程來(lái)自陸地生態(tài)系統(tǒng)。陸地生態(tài)系統(tǒng)的諸多類型中，又以森林生態(tài)系統(tǒng)占大頭。所謂的人為固定二氧化碳，一種方式是把二氧化碳收集起來(lái)后，通過生物或化學(xué)過程，把它轉(zhuǎn)化成其他化學(xué)品，另一種方式則是把二氧化碳封存到地下深處和海洋深處。

二、碳匯-林地生物累積量的監(jiān)測(cè)

1》大范圍的生物量變化：三維激光成像（冠層變化的大尺度監(jiān)測(cè)）

2》典型樣地冠層的變化：冠層分析儀（局部冠層的變化測(cè)量）

DJ-GC02植物冠層分析儀利用魚眼鏡頭和CCD圖像傳感器來(lái)獲取植物冠層圖像，經(jīng)過專業(yè)軟件對(duì)冠層圖像分析，獲得植物冠層的葉面積指數(shù)（LAI）、平均葉傾角、散射輻射透過率等參數(shù)。自動(dòng)水平數(shù)字相機(jī)獲取180°的冠層圖像，僅獲取一次冠層圖像即可，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)能量法要一天定點(diǎn)多次測(cè)量的繁復(fù)工作；同時(shí)可以躲開障礙物，選擇合適測(cè)量點(diǎn)。

DJ-3200數(shù)字植物冠層分析系統(tǒng)通過處理影像數(shù)據(jù)文件來(lái)獲取與冠層結(jié)構(gòu)有關(guān)的，例如葉面積指數(shù)、光照間隙及間隙分布狀況。軟件可以計(jì)算輻射指標(biāo)、冠層指標(biāo)、測(cè)量地點(diǎn)的光線覆蓋狀況及直射與漫射光的分布等。使用180度魚眼鏡頭和2040萬(wàn)高像素?cái)?shù)碼相機(jī)從植物冠層下方或森林地面向上取像, 再將數(shù)碼相機(jī)的高清晰度影像載入軟件，進(jìn)行分析處理。

DJ-3210植物冠層分析儀是檢測(cè)植物葉面積指數(shù)及植被吸收光合有效輻射的光學(xué)儀器?？捎糜谏?、灌木等植冠的葉面積指數(shù)等冠層狀況的檢測(cè)，通過測(cè)量并記錄植物冠層下方間隙大小分布進(jìn)而通過軟件分析處理得到葉面積指數(shù)等重要參數(shù)，為植物冠層研究提供量化參考依據(jù)。

3》典型樹種的莖稈變化：莖稈變化儀（以樹木莖稈的變化來(lái)表征生物量的變化）

樹木胸徑生長(zhǎng)測(cè)量環(huán)是非常簡(jiǎn)單易用的測(cè)量樹木胸徑變化的工具。

三、碳匯-林地地下生物量的監(jiān)測(cè)

1》典型外露根的變化原位：根直徑變化儀

DRO是專門為連續(xù)測(cè)量根徑，水生植物，匍匐植物的生長(zhǎng)而設(shè)計(jì)的。整個(gè)儀器防水。 活動(dòng)部分用耐光的柔軟塑料保護(hù)。上部用鋁板保護(hù)，以減少土壤的壓力。整個(gè)儀器的比重接于近水，如果用于水生植物，對(duì)植物的壓力很小。容易安裝，無(wú)需特殊保護(hù)措施。

2》原位局部區(qū)域根的變化：TRU雷達(dá)

TRU樹木雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)是為檢測(cè)樹干內(nèi)部腐朽和地下根系分布而設(shè)計(jì)的。它利用探地雷達(dá)技術(shù)對(duì)樹木進(jìn)行無(wú)損掃描，可生成高分辨率圖像。系統(tǒng)有兩種獨(dú)立的檢測(cè)方法，分別用于檢測(cè)樹干的內(nèi)部狀況及根系的實(shí)際分布。

3》小型植物離體根的變化：根系分析（掃描以及原位根管掃描）

DJ-3012植物3D根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用微根窗技術(shù)，結(jié)合3D全景成像，一次性獲取整個(gè)根管的剖面圖像，掌握土壤中活體根系的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，解決了目前市場(chǎng)上原位根系檢測(cè)設(shè)備每個(gè)根管要多次掃描，分析時(shí)需要拼接帶來(lái)的問題。

四、碳匯-林地近地層碳源變化監(jiān)測(cè)

1》近地CO₂廓線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：近地CO₂廓線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2》近地CO₂通量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：CO₂通量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

DJ-6516A開路二氧化碳和水汽通量觀測(cè)系統(tǒng)，采用渦動(dòng)協(xié)方差原理，是一種微氣象學(xué)的測(cè)量方法，利用快速響應(yīng)的傳感器來(lái)測(cè)量大氣——下墊面間的物質(zhì)交換和能量交換。通量觀測(cè)適用于森林、草地、農(nóng)田、沙漠、城市、水域等各種下墊面環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于中科院、林科院、氣象局、海洋局及各科研領(lǐng)域?qū)^(qū)域碳、水循環(huán)過程的研究；做為測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)與大氣間物質(zhì)和能量交換信息的有效手段，為分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為大尺度、長(zhǎng)期和連續(xù)的科學(xué)研究提供支撐。