基于随机森林算法的二氧化碳驱油与封存主控因素研究

在碳达峰、碳中和目标背景下,二氧化碳驱油与封存是经济可行的碳减排的主要技术手段。明确影响二氧化碳驱油与封存效果的主控因素,是实现二氧化碳高效驱油与封存的基础。在行业标准算例PUNQ-S3模型的基础上,综合考虑二氧化碳与原油混相作用和二氧化碳构造、残余、溶解、矿化封存机理,构建了二氧化碳提高原油采收率与地质封存一体化数值模拟模型,结合随机森林智能算法,开展了影响二氧化碳驱产油量和封存量的储层和生产参数特征重要性分析,考虑驱油与封存时间尺度的差异,建立了参数时序特征重要性分析方法,实现了在不同二氧化碳驱油与封存阶段的主控因素分析。结果表明,二氧化碳驱油与封存时序随机森林模型准确性高,在二氧化碳驱油与封存前期,二氧化碳构造封存量受储层含水饱和度控制,溶解封存量受地层水矿化度控制;在二氧化碳驱油与封存中、后期,二氧化碳构造封存量则受储层渗透率控制,溶解封存量则受储层渗透率与地层水矿化度控制;残余封存量在二氧化碳驱油与封存前期较小,导致其主控因素不明显,在二氧化碳驱油与封存中后期受储层渗透率与含水饱和度控制;二氧化碳矿化封存量在整个二氧化碳驱油与封存阶段受地层水pH值与矿化度控制;二氧化碳驱油量在整个二氧化碳驱油与封存阶段受储层渗透率及含水饱和度控制。时序随机森林算法可以明确不同二氧化碳驱油与封存阶段的主控因素,为二氧化碳提高原油采收率和地质封存的高效实施提供了技术支撑。

森林碳固定能力计算方法及长株潭区域碳年固定量估算

根据森林生态系统碳(CO2)平衡原理方程式[Fc=Nc(植物年净C)+Dc(凋落物C)+Mc(微生物C)+Ec(土壤动物及其它有机物C)-Rs(土壤放出C)],建立了森林生态系统碳(CO2)年固定量计算式:Fc=∑m∑nBEFcij·Xcij·11λi·Mkij·113-0.6Rij·Sij式中:Xcij———森林植物年净生产量;3+113Dcij+∑Hk=1j=1i=1Dcij———凋落物碳(CO2)固定量;Mkij———微生物自身碳素量;Rij———土壤呼吸放出CO2量;Sij———面积;i———森林类型序号;j———地域或土类序号。求算出长株潭地区森林生态系统年CO2固定量为3945.3×104t,是长株潭三市2000年工业燃料燃烧排放CO2总量的2.38倍。森林生态系统碳(CO2)固定能力,变幅在6.784～54.163t/(hm2·a-1)之间,大小排序为毛竹林>国外松林>阔叶林>四旁林>柏木林>马尾松林>杉木林>灌丛疏林>经济林。

CO_2减排林特征及生态预警分析

基于干旱区CO_2减排林区自然地理与环境背景,以SPAC系统理念,重点研究减排林水盐耦合规律、生态安全机制以及减排林生态效应等问题;特别是从减排林区合理生态水位界定、水环境监测与人工调控等方面研究减排林区水资源的时空变化特征.研究表明:地下水合理生态水位以2.5~5.0m为宜,地下水中的全盐Mg^(2+)和Cl^-的变化最为明显,并通过布设样地取样、监测及实验室分析,揭示水盐动态变化及互馈关系.将结果推广到整个减排林区,约有62.5%林区属于中警水平,风险等级较高.最后从减排林区生态安全预警与风险分析及水土资源合理利用的模式等方面,探讨减排林区可持续发展的若干问题.

基于NDVI的人工植被碳储量估算

人工植被是吸收CO2维护生态系统健康的重要生物成分,干旱区人工碳汇林在CO2减排方面具有重要的作用。应用2009年8月TM数据,提取克拉玛依人工减排林生态景观格局信息,并应用NDVI指数估算植被碳密度。通过测定乔木层及草本层生物量,估算出人工植被乔木层及草本层碳密度。结果表明,克拉玛依人工减排林乔木层的平均碳密度值为37.04 mg/hm2,1 m×1 m样方内草本层平均碳密度为59.65 g/m2,地上植被碳密度约为37.64 mg/hm2,植被层碳储量为250 915.5 mg;随着植被的生长发育及生物量累积效应的发挥,人工植被的碳汇功能还将进一步增大。