基于LIM的城市园林树木碳储量基线情景模拟研究--以北京市某高校绿地为例

【目的】面对城市园林树木碳汇研究缺少精细化小尺度研究方法的问题,提出一种基于风景园林信息模型(LIM)的技术方法,对城市环境中特定时间点上的园林树木进行逆向三维重建,通过模拟某一时间段植物生长情况,获取相应的生物量以及碳储量,从而对碳储量基线情景进行描述。【方法】步骤包括:现状点云获取和点云数据处理;LIM模型构建;植物碳储量换算。以北京某高校校园大草坪两侧19棵国槐为对象进行试验。点云获取使用陆基三维激光扫描,数据处理主要是对点云数据进行分割和抽稀;LIM模型构建包括国槐单体的三维模型构建和生长模拟,以及根据地理信息定位的19棵国槐群体模型构建,及其在基线情景下的生长模拟;植物碳储量换算是指在基线情景下结合国槐年际生长变化模型,采用异速生长方程法测算国槐的生物量及碳储量。【结果】完成了单株国槐的LIM模型构建,实现了根据点云逆向构建根冠一体化的三维模型,并拟合生成其最佳生长曲线。应用该LIM模型实现了对该国槐单体在出苗第8年、第10年、第20年、第30年、第40年和第50年的动态生长模拟。基线情景下,国槐生长与碳储量成正比,从出苗到第50年生长期间,碳储量净增长1 396.87 kg,年均净增长33.26 kg。应用该LIM模型构建方法,实现了对北京某高校校园大草坪东西两侧不同树龄的19棵现状国槐在10年后、20年后、30年后、40年后及50年后的生长进行模拟并换算获得个体生物量和碳储量的值,以及相加所得的群体生物量与碳储量,完成了对基线情景的描述。19棵国槐的碳储量现状平均值为115.33 kg,总量为2 191.25 kg。【结论】结果表明基于LIM的方法可以用于精细化研究小尺度现状城市园林植物的碳储量。LIM模型中碳储量的数值模拟与植物生长的空间几何模型相耦合,通过空间几何模型可以将碳储量的测算与评价引入城市生境保护、规划设计、工程建设、运维管理、资产运营、空间治理等更为丰富的应用场景。