[发明专利]碳汇生态重要性的城乡梯度构建方法

权利要求书

1.碳汇生态重要性的城乡梯度构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、选取实验区，收集碳排放、城市人类活动、土地利用数据；

二、碳汇能力空间分布分析；

将碳封存类型分为地上生物量碳库、地下生物量碳库、死亡有机质碳库和土壤有机质碳库；每种土地利用类型都包含4种碳库，通过碳密度当量计算碳汇量；

三、根据人类活动模拟城市逻辑碳源；

以城市各类兴趣点的密度所有峰值点作为城市碳源的替代点，逻辑碳源按比例承担城市所有碳排放；

四、根据大气扩散模型分析排放碳空间分布；

五、城乡梯度格局理论模型构建；

以等间距圈层作为梯度的基本格局，间距使用土地利用要素的几何统计特征确定；

六、构建碳汇生态系统服务城乡空间格局；

七、多情景下格局变化模拟；

以当前状态作为基准情景，根据发展规划与政策设定其他对比情景；通过比较不同情景下碳汇生态系统服务的格局变化，评价当前情景的可持续性。

2.根据权利要求1所述的碳汇生态重要性的城乡梯度构建方法，其特征在于：步骤一中，收集的数据包括Landsat8遥感数据、POI数据、折算为标准煤的年能源消费量。

3.根据权利要求2所述的碳汇生态重要性的城乡梯度构建方法，其特征在于：步骤二中，使用最大似然法将Landsat8遥感数据进行土地利用分类；在分类栅格图基础上结合碳密度当量，计算单位面积内的区域碳汇量；在研究范围内随机生成采样点，要求各类土地利用上采样点个数之间的比例与实际各类土地利用的面积比例大致相同；从采样点提取该点的碳汇量，进行克里金插值得到研究区碳汇浓度的空间分布。

4.根据权利要求3所述的碳汇生态重要性的城乡梯度构建方法，其特征在于：步骤三中，计算POI数据的密度，得到密度栅格图；在栅格属性表中提取出最大栅格值并拾取其坐标位置，并根据坐标创建点图层作为逻辑碳源的空间分布；针对有多逻辑碳源的情况，根据逻辑碳源的峰值与空间分布创建泰森多边形，作为各碳源的影响逻辑范围；统计逻辑范围内的POI密度，作为其对等的碳排量比例。

5.根据权利要求4所述的碳汇生态重要性的城乡梯度构建方法，其特征在于：步骤四中，大气扩散模型的数学表达式如下：

其中：

；

；

；

式中为地面任一点坐标处的污染物浓度；与为污染物烟团沿轴、轴方向的扩散参数，轴沿铅直方向；为单位时间污染物排放量；为污染物排放点高度处的平均风速；为污染物形成的烟团离开排放口后的运行时间；为污染物有效排放高度；、为横向、铅直向扩散参数的回归系数；、、体源在、、轴方向上的宽度；为体源形成的初始时间；为体源扩散的实际运行时间；为正态概率积分函数；、、为公式推导过程的替代变量；

令，代入（1）式整理得：

结合能源消费数据以及逻辑碳源的碳排量比例，利用公式(2)计算各碳源在100米等距缓冲区内碳排浓度的空间分布；然后空间叠置得到研究区的碳排放空间分布。

6.根据权利要求5所述的碳汇生态重要性的城乡梯度构建方法，其特征在于：步骤五中，城乡圈层梯度格局的圈层间距根据土地利用斑块的几何统计特征确定；计算各个斑块最小外接圆的直径，将所有直径进行排序，以3/4分位数作为各圈层间的间距；最后以城市要素几何中心作为圆心，以多环缓冲区的形式生成城乡圈层梯度格局。

7.根据权利要求6所述的碳汇生态重要性的城乡梯度构建方法，其特征在于：步骤六中，在城乡圈层梯度格局基础上，统计各个圈层内的碳汇密度与碳排密度；碳汇密度曲线上的趋势放缓点作为碳汇层与碳稳定圈层之间的边界，碳排密度曲线上的突变点作为碳排层与碳汇层之间的边界；以此构成碳汇生态系统服务的城乡空间格局。