Пространственные прогнозы и неопределенности потоков углерода в лесах для учета углерода

Mar 31, 2024

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 12704 (2023) Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Страны взяли на себя обязательства по различным национальным и международным экологическим соглашениям, в первую очередь по целям Парижского соглашения по смягчению последствий изменения климата. Учет накоплений и потоков углерода (потоков) имеет важное значение для стран, которые недавно приняли Систему эколого-экономического учета Организации Объединенных Наций - систему учета экосистем (UNSEEA) в качестве глобального статистического стандарта. В этой статье мы анализируем, как пространственные потоки углерода могут использоваться для поддержки счетов углерода UNSEEA в пяти странах, где имеются данные in-situ. Используя глобальные многодатные карты биомассы и другие данные дистанционного зондирования, мы нанесли на карту потоки углерода в 2010–2018 годах в Бразилии, Нидерландах, Филиппинах, Швеции и США, используя Национальную инвентаризацию лесов (NFI) и местные карты биомассы, полученные с помощью бортового LiDAR. справочные данные. Мы определили территории, которые не подтверждены справочными данными в пространстве экологических признаков (6–47% растительной площади страны); выполнил перекрестную проверку ансамблевого машинного обучения (RMSE=9–39 Mg C \(\textrm{ha}^{-1}\) и \(\textrm{R}^{2}\)=0,16–0,71), используемого для картировать потоки углерода с интервалами прогнозирования; и оценили пространственно коррелированные остатки (<5 км) перед агрегированием потоков углерода от пикселей площадью 1 га до классов лесов UNSEEA. Полученные таблицы учета углерода показали чистую секвестрацию углерода в естественных широколиственных лесах. Как на плантациях, так и в других экосистемах древесной растительности выбросы превышали секвестрацию. В целом наши оценки совпадают с данными ФАО-Оценки лесных ресурсов и национальными исследованиями с наибольшими отклонениями в Бразилии и США. Эти две страны использовали справочные данные с высокой степенью кластеризации, где кластеризация вызывала неопределенность, учитывая необходимость экстраполяции на районы с недостаточной выборкой. Наконец, мы даем рекомендации по смягчению последствий недостаточной выборки и лучшему учету неопределенностей, когда запасы и потоки углерода необходимо агрегировать в относительно небольших странах. Эти действия являются своевременными, учитывая глобальные инициативы, направленные на расширение масштабов учета выбросов углерода UNSEEA.

В условиях растущей угрозы изменения климата страны подтвердили обязательства Парижского соглашения на COP26 2021 и COP27 2022 года по сокращению \({\textrm{CO}}_{2}\) выбросов и увеличению \({\textrm{CO }}_{2}\) вывозы посредством охраны леса и посадки деревьев1. На долю «биоуглерода», или совокупного надземного, подземного и почвенного углерода лесов, приходится 23-30% общих антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ) во всем мире1,2. Для отслеживания обязательств страны в качестве основного источника информации служит регулярный учет биоуглерода (далее называемого углеродом). Страны сообщают о своих кадастрах парниковых газов в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН). Странам также рекомендуется разрабатывать счета выбросов углерода в рамках Системы эколого-экономического учета ООН – системы учета экосистем (UNSEEA), которая в настоящее время является международным статистическим стандартом3. Учет углерода РКИК ООН и СЭЭЭ ООН основан на взаимодополняющих методах измерения запасов и потоков углерода в лесах. Их количественная оценка потоков включает как выбросы углерода (сокращение запасов), так и секвестрацию (добавление запасов). Эти две системы различаются тем, как UNSEEA учитывает все запасы и потоки углерода3, тогда как РКИК ООН фокусируется на отчетности о выбросах, вызванных деятельностью человека. В частности, UNSEEA включает сокращение запасов, вызванное выбросами из-за изменений в землепользовании и растительном покрове (LULC) или природных нарушений, тогда как увеличение запасов углерода происходит в основном за счет прироста деревьев в результате роста. Кроме того, UNSEEA представляет собой пространственно-ориентированную систему анализа экосистем, в которой составляются национальные или субнациональные карты типов экосистем, их состояния и экосистемных услуг. Запасы и потоки углерода UNSEEA обычно агрегируются и сообщаются по типам экосистем в соответствии с Системой классификации земельного покрова ООН за отчетные периоды, обычно продолжительностью в 1 год3.