T/CI 074-2023 卫星对地观测下的草地 碳指标监测体系

ICS17.180.01

CCSM54

团体标准

T/CI074—2023

卫星对地观测下的草地

碳指标监测体系

Grasslandcarbonindexmonitoringsystemundersatelliteearth

observation

2023-6-5发布2023-6-5实施

中国国际科技促进会发布

目次

前言..................................................................................II

引言.................................................................................III

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4缩略语..............................................................................3

5监测体系分级原则....................................................................3

6卫星对地观测下的草地碳指标监测体系..................................................4

7卫星对地观测下的草地碳指标遥感监测产品体系..........................................5

附录A（规范性）空天地一体化草地碳指标监测技术体系框架...............................10

附录B（资料性）遥感碳中和监测原理及优势.............................................12

附录C（资料性）国内外主要碳源碳汇监测常用卫星的主要参数.............................14

参考文献..............................................................................15

I

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》起草；

请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国国际科技促进会标准化工作委员会提出。

本文件由中国国际科技促进会归口。

本文件起草单位：中国科学院空天信息创新研究院、包头市林业和草原局、国家市场监督管理总局信

息中心、国家国防科技工业局重大专项工程中心、中国电子信息产业发展研究院、包头市畜牧水产推广服

务中心、包头市园林科学研究所、上海浦东新区中和双碳产业知识产权促进中心、中国地质大学（北京）、

福建空天碳智慧科技有限公司、杭州宇驰智能科技有限公司、安华农业保险股份有限公司内蒙古分公司、

笛东规划设计（北京）股份有限公司、南阳师范学院、东华理工大学、中科卫星科技集团有限公司、北京

华通星元科技有限公司、福建闽投碳资产投资有限公司、中国国际金融股份有限公司、中国农业科学院植

物保护研究所、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、兴业银行股份有限公司、华为技术有限公司、

厦门产权交易中心、武夷发展集团、海峡股权交易中心（福建）有限公司、北京万德福兰科技有限公司、

南方电网综合能源股份有限公司、中国铁塔股份有限公司、北京京能国际能源股份有限公司、朗坤智慧科

技股份有限公司、人民电器集团有限公司、内蒙古小草数字生态产业有限公司、内蒙古峰茂科技创新有限

公司、中科海慧（天津）科技有限公司、北京数字城市基础设施技术集团有限公司、中境生态科技（北京）

有限公司、湖北民族大学、集美大学、梅州市国土空间规划编制研究中心、北京空天碳科技发展有限公司、

理工清科（北京）科技有限公司、科智绿创产业发展（深圳）集团有限公司、北京复兴科创信息工程咨询

有限公司、新疆华通零碳能源科技有限公司、中国国际科技促进会碳中和分会、中国通信建设集团有限公

司、中国移动通信集团有限公司系统集成分公司、中国联通智能城市研究院、中国城市发展研究院有限公

司、软通动力信息技术（集团）股份有限公司、北京达峰中和科技有限公司、北京星空源高科技有限公司、

中科探碳（北京）科技有限公司、天勰力（山东）卫星技术有限公司、中发国研信息技术研究院（北京）

有限公司、海南经济特区中质猎鹰智能勘探科技有限公司、内蒙古工业大学、北京万合创景国际规划设计

研究院有限公司、内蒙古蒙原空间科技有限公司、中科星图智慧科技有限公司、中科海慧（北京）科技有

限公司、中国冶金地质总局矿产资源研究院、内蒙古北宸空间数据应用技术研究院、北京德普新源生态技

术有限公司。

II

本文件主要起草人：王大成、姚晓婧、王璞、郝云涛、杜琳、李茂森、张文英、张瑞、李莘莘、孟瑜、

杨邦会、解烽瑞、池天河、王树东、杨新宇、高福光、张利枝、赵忠伟、李锁柱、田珈瑞、李艺琳、焦越、

刘亚岚、吕婷婷、胡乔利、李志勇、周健、王无敌、吕开云、朱煜峰、安广福、徐来、索永峰、郭建洋、

沈强、武爱斌、史寅虎、常青、姚廈瑜、赖积宝、李敏飞、郑明月、林晓强、项凤华、袁松亭、李楠、鲁

丰先、黄子果、黄达飞、贾超、侯勇、连炜、金国平、肖俊光、孟兵站、韩兵兵、董福海、鲁翔信、张晓

东、周伟、刘锦绣、闫凯、何训、李西军、孙震强、曾宇、刘建华、杨迪、高俊刚、苑峰、温莹莹、张源、

付亚梁、辛军飞、黄飞、周辉、王鹏、王阳春、丁佰锁、刘畅、梁霞、柯红霞、杨军、冯国华、董正浩、

邓成明、罗德中、梁晓辉、朱立明、孙小振、刘利、李彩、鲍泓、李航、丁峰、黄平平、王志国、贺静、

左江红、关瑞华、黄照强、崔凯、陈伟、林乔木、陈廷安、石建伟。

本标准为首次发布。

III

引言

中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的

政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。

卫星遥感技术的实用化发展助力“双碳达标”的国家战略目标实现。围绕草地碳汇价值实现的核心需

求，本文件依托中国科学院空天信息创新研究院的技术团队，在中国国际科技促进会碳中和分会指导下，

开展对国内外草地碳指标的广泛调研，提出卫星对地观测下的草地碳指标监测体系，以期对区域草地碳指

标进行有效定量监测和客观评价，便于建立体现草地碳汇价值的生态保护补偿机制，为各级政府主管部门

有效开展双碳达标任务中的监控、核查、实施、考核等工作提供科学指导和技术支撑，为草地碳交易管理

中交易跟踪制度的完善发挥效力、提供技术保障。

III

卫星对地观测下的草地碳指标监测体系

1范围

本文件规定了卫星对地观测下的草地碳指标体系和草地碳指标遥感监测产品体系。

本文件适用于采用卫星对地观测技术进行草地生态系统碳监测相关遥感信息产品的业务化反演生产

和草地生态系统碳循环监测技术系统的建设，为草地碳汇计量与监测提供量化依据。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T32453—2015卫星对地观测数据产品分类分级规则

IPCC2006年国家温室气体清单指南

IPCC2006年国家温室气体清单指南2019修订版

3术语和定义

3.1碳源carbonsource

向大气中释放碳的母体，分为自然碳源与人为碳源，其中自然碳源是指自然过程释放二氧化碳、甲烷

等温室气体，人为碳源是指人类生产与生活活动释放二氧化碳等温室气体。

注：《2006国家温室气体清单指南》中列出四大类人为碳排放源，包括能源、工业过程及产品用途、

农业林业和其他土地利用与废弃物。

[来源：T/C001—2022，3.1]

3.2碳汇carbonsink

自然界中碳的寄存体，主要表现为陆地与海洋等吸收并储存二氧化碳的生态系统，包括陆地碳汇（例

如森林、农田、草地等）和海洋碳汇（例如红树林、盐沼、海草床等）。

[来源：T/C001—2022，3.2]

3.3碳库carbonpool

也称碳的储存库，通常包括地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有机质碳库。

注：其单位为质量单位。

[来源：AR-CM-001-V01，4]

1

3.4草地grassland

主要用于牧业生产的地区或自然界各类草原、草甸、稀树干草原等统称为草地。

[来源：AR-CM-001-V01，1]

3.5草地碳汇grasslandcarbonsink

草地植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中，从而减少该气体在大气中的浓度。

3.6草地地上生物量overgroundbiomassofgrassland

某一时刻单位草地面积地上全部植物生长量它既包括活的部分，也包括枯黄的立枯物部分和落在地面

的凋落物，与产草量相比能更真实地反映草原实际状况。

[来源：NY/T1233—2006，D.5.1]

3.7草地地下生物量undergroundbiomassofgrassland

指存在于草地植被地表下草本根系和根茎生物量的总合。

3.8草地凋落物量littercontent

草地生态系统中死亡或衰老后脱落到地面的植物残体。

[来源：GB/T21439—2008，3.17，有修改]

3.9总初级生产力grossprimaryproductivity

在单位时间和单位面积上，绿色植物通过光合作用所固定的有机碳总量。

[来源：T/CMSA0027—2022，3.10]

3.10净初级生产力netprimaryproductivity

单位时间内植物通过光合作用所吸收的碳除去植物自养呼吸的碳损耗所剩余的部分。

[来源：T/CMSA0027—2022，3.11]

3.11净生态系统生产力netecosystemproduction

净初级生产力除去土壤异养呼吸的碳损耗所剩余的部分。

[来源：T/CMSA0027—2022，3.16]

3.12叶面积指数leafareaindex

单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数。

3.13光合有效辐射吸收比例fractionofabsorbedphotosyntheticallyactiveradiation

与植被结构有关的冠层光学参数，太阳入射光和有效辐射被植被冠层拦截并吸收的比例。

3.14生物质开放燃烧openbiomassburning

草地等生物质燃烧会产生大量污染物并将其释放到大气中，是气态和颗粒物最重要的来源之一。

3.15草地覆盖度grasslandcoverage

2

某一区域内草地植被的垂直投影面积占该区域面积的百分比。

[来源：QX/T537—2020，2.3]

3.16土地利用与土地覆盖变化landuseandlandcoverchange

地球表面的物理特征，体现在植被、水、土壤和土地其他物理特征的分布中，包括那些完全由人类活

动（例如定居点）创造的特征。土地利用是指人类及其栖息地使用土地的方式，通常强调土地对经济活动

的功能作用。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件：

DEM：数字地面模型（DigitalTerrainModel）

GPP：总初级生产力（GrossPrimaryProductivity）

HS：高光谱数据产品（HyperspectralDataProduct）

IPCC：联合国政府间气候变化专门委员会（IntergovernmentalPanelonClimateChange）

LR：激光雷达数据产品（LaserRadarDataProduct）

MS：多光谱数据产品（MultispectralDataProduct）

MW：微波数据产品（MicrowaveDataProduct）

NEP：净生态系统生产力（NetEcosystemProduction）

NPP：净初级生产力（NetPrimaryProductivity）

5监测体系分级原则

依据GB/T32453—2015《卫星对地观测数据产品分类分级规则》第5章对地观测数据分类分级原则，

结合碳中和背景下的草地遥感碳指标监测需求，制定以下体系分级原则：

a）科学性：监测指标的设计和产品体系的划分符合国家有关草地经营碳汇等方法学、标准在内的碳

源汇分类科学体系，并能反映卫星遥感数据应用对类别和级别划分的客观需求，符合已经发布的国家标准

和国际标准。分级结构清晰，能反映不同级别产品之间的内在特征与联系。

b）可扩展性：体系制定首先考虑目前使用广泛、可标准化程度高的主流遥感监测产品，同时还应考

虑未来一定时期出现的新类别、级别可能性，应具备可扩展性。

c）实用性：分级设置应简洁明确，易于操作并为各类用户所接收和使用。

d）兼容性：应能够与现行使用的国际温室气体排放分类、国内外遥感卫星数据分级规则建立明确的

映射关系，能方便地与国内外相关分类分级方案接轨。

3

6卫星对地观测下的草地碳指标监测体系

根据碳中和核算要素分为草地温室气体排放源碳源监测指标、草地生态系统碳通量和碳储量监测指标，

以及草地生态系统碳循环模型输入参数三个一级指标。在一级指标的基础上，依据碳源汇目标地物或要素

能够利用遥感卫星对地观测技术手段监测可获得性原则进行二级指标的划分。

根据《IPCC2006年国家温室气体清单指南2019修订版》、定量衡量草地生态系统碳通量大小的参

数指标和影响决定草地生态系统碳通量变化的影响因子等参数设置二级监测指标。其中，草地温室气体排

放源碳源监测指标主要为二氧化碳、甲烷；草地生态系统碳通量和碳储量监测指标为草地生态系统碳循环

的直接指数；草地生态系统碳循环模型输入参数为草地生态系统碳循环的模型变量。

卫星对地观测下的草地碳指标监测体系见表1，各指标间层次关系，草地碳指标示意图见图1。

表1卫星对地观测下的草地碳指标监测体系

一级指标二级指标

二氧化碳CO2浓度

草地温室气体排放源碳源监测指标

甲烷CH4浓度

总初级生产力

草地生态系统碳通量和碳储量监测指标净初级生产力

净生态系统生产力

表1卫星对地观测下的草地碳指标监测体系（续）

一级指标二级指标

草地地上生物量

草地地下生物量

土壤有机碳密度

草地生态系统碳通量和碳储量监测指标

土壤有机碳库

生物质开放燃烧

草地凋落物量

植株高度