碳汇的精准监测对全球气候变化至关重要，陆地生态系统的固碳现状和未来固碳潜力亟需研究，森林是陆地生态系统中最大的碳库。目前基于地面观测的清查方法工作量大且抽样统计结果难以评价，基于卫星遥感反演的方法缺乏理论解释且普适性差，不同方法的估算结果差异显著，大范围森林植被碳储量高分辨率制图是一项具有挑战性的工作。

课题组提出一种具有理论解释性的像素级物理几何显式模型（具体可参考专利1和2），将森林碳储量用分辨率、郁闭度、坡度和植被高度等四个变量表示，该模型经过仿真和真实数据的多重验证，成功应用于襄阳市中心城区森林植被碳储量的高精度制图。襄阳市中心城区包括襄城区、樊城区和襄州区，总面积为3565平方千米，优势树种为松树、杉树、柏树。课题组跟襄阳市测绘研究院合作，利用覆盖襄阳中心城区的土地利用分类图、2米分辨率DEM和DSM计算模型参数，利用像素级碳储量模型进行2m分辨率的森林植被碳储量制图，如图1所示，图2和图3分别展示了岘山国家森林公园和鱼梁洲的森林植被碳储量制图。

 图1 襄阳市森林植被碳储量高精度制图（2m）

图2 岘山国家森林公园森林植被碳储量高精度制图（2m）

图3 鱼梁洲森林植被碳储量高精度制图（2m）

可知，襄阳中心城区的森林植被碳储量约为306208Mg，包含乔木林304691Mg，灌木林1517Mg，其中襄城区、樊城区和襄州区分别为225338Mg、34635Mg、46235Mg，碳储量密度分别为3.49Mg/ha、0.56Mg/ha、0.2Mg/ha，岘山国家森林公园和鱼梁洲的森林植被碳储量分别为138640Mg、14998Mg，将两期数据分别带入模型进行碳储量制图可实现森林植被碳汇的精准监测。

课题组近年来面向国家“双碳”目标，针对森林碳储量的精准计算难题，分别提出小范围单木尺度森林碳储量计算方法和大范围像素级森林碳储量估算模型，克服了目前方法在理论解释性和广泛适用性上的缺陷，简单易用，适合区域/全国/全球不同空间尺度下的森林植被碳储量和碳汇制图。

·                     专利1：一种基于单木尺度的机载点云森林生态估测方法及系统，杨必胜，朱宁宁，刘润东，梅树红，刘清，陈瑞波。

·                     专利2：一种像素级全球森林碳储量高精度计算方法及系统，朱宁宁，杨必胜。