一、碳中和的概念

      碳中和應從碳排放（碳源）和碳固定（碳匯）這兩個側面來理解。碳排放既可以由人為過程產生，又可以由自然過程產生。人為過程主要來自兩大塊，一是化石燃料的燃燒形成二氧化碳（CO2）向大氣圈釋放，二是土地利用變化（最典型者是森林砍伐后土壤中的碳被氧化成二氧化碳釋放到大氣中）；自然界也有多種過程可向大氣中釋放二氧化碳，比如火山噴發、煤炭的地下自燃等。但應該指出：近一個多世紀以來，自然界的碳排放比之于人為碳排放，對大氣二氧化碳濃度變化的影響幾乎可以忽略不計。

     碳固定也有自然固定和人為固定兩大類，并且以自然固定為主。最主要的自然固碳過程來自陸地生態系統。陸地生態系統的諸多類型中，又以森林生態系統占大頭。所謂的人為固定二氧化碳，一種方式是把二氧化碳收集起來后，通過生物或化學過程，把它轉化成其他化學品，另一種方式則是把二氧化碳封存到地下深處和海洋深處。

二、碳匯-林地生物累積量的監測

1》大范圍的生物量變化：三維激光成像（冠層變化的大尺度監測）

2》典型樣地冠層的變化：冠層分析儀（局部冠層的變化測量）

DJ-GC02植物冠層分析儀利用魚眼鏡頭和CCD圖像傳感器來獲取植物冠層圖像，經過專業軟件對冠層圖像分析，獲得植物冠層的葉面積指數（LAI）、平均葉傾角、散射輻射透過率等參數。自動水平數字相機獲取180°的冠層圖像，僅獲取一次冠層圖像即可，簡化了傳統能量法要一天定點多次測量的繁復工作；同時可以躲開障礙物，選擇合適測量點。

DJ-3200數字植物冠層分析系統通過處理影像數據文件來獲取與冠層結構有關的，例如葉面積指數、光照間隙及間隙分布狀況。軟件可以計算輻射指標、冠層指標、測量地點的光線覆蓋狀況及直射與漫射光的分布等。使用180度魚眼鏡頭和2040萬高像素數碼相機從植物冠層下方或森林地面向上取像, 再將數碼相機的高清晰度影像載入軟件，進行分析處理。

DJ-3210植物冠層分析儀是檢測植物葉面積指數及植被吸收光合有效輻射的光學儀器。可用于森林、灌木等植冠的葉面積指數等冠層狀況的檢測，通過測量并記錄植物冠層下方間隙大小分布進而通過軟件分析處理得到葉面積指數等重要參數，為植物冠層研究提供量化參考依據。

3》典型樹種的莖稈變化：莖稈變化儀（以樹木莖稈的變化來表征生物量的變化）

樹木胸徑生長測量環是非常簡單易用的測量樹木胸徑變化的工具。

三、碳匯-林地地下生物量的監測

1》典型外露根的變化原位：根直徑變化儀

DRO是專門為連續測量根徑，水生植物，匍匐植物的生長而設計的。整個儀器防水。 活動部分用耐光的柔軟塑料保護。上部用鋁板保護，以減少土壤的壓力。整個儀器的比重接于近水，如果用于水生植物，對植物的壓力很小。容易安裝，無需特殊保護措施。

2》原位局部區域根的變化：TRU雷達

TRU樹木雷達檢測系統是為檢測樹干內部腐朽和地下根系分布而設計的。它利用探地雷達技術對樹木進行無損掃描，可生成高分辨率圖像。系統有兩種獨立的檢測方法，分別用于檢測樹干的內部狀況及根系的實際分布。

3》小型植物離體根的變化：根系分析（掃描以及原位根管掃描）

DJ-3012植物3D根系生長監測系統采用微根窗技術，結合3D全景成像，一次性獲取整個根管的剖面圖像，掌握土壤中活體根系的生長動態，解決了目前市場上原位根系檢測設備每個根管要多次掃描，分析時需要拼接帶來的問題。

四、碳匯-林地近地層碳源變化監測

1》近地CO2廓線監測系統：近地CO2廓線監測系統

2》近地CO2通量監測系統：CO2通量監測系統

DJ-6516A開路二氧化碳和水汽通量觀測系統，采用渦動協方差原理，是一種微氣象學的測量方法，利用快速響應的傳感器來測量大氣——下墊面間的物質交換和能量交換。通量觀測適用于森林、草地、農田、沙漠、城市、水域等各種下墊面環境，被廣泛應用于中科院、林科院、氣象局、海洋局及各科研領域對區域碳、水循環過程的研究；做為測算生態系統與大氣間物質和能量交換信息的有效手段，為分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用提供重要的數據基礎，為大尺度、長期和連續的科學研究提供支撐。