缺失数据插补方法及其参数估计窗口大小对毛竹林CO2通量估算的影响

编号 zgly0001495590

文献类型 期刊论文

文献题名 缺失数据插补方法及其参数估计窗口大小对毛竹林CO2通量估算的影响

作者 徐小军  周国模  杜华强  施拥军  周宇峰 

作者单位 浙江农林大学环境与资源学院浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室 

母体文献 林业科学 

年卷期 2015年09期

年份 2015 

分类号 S795 

关键词 缺失数据  插补方法  窗口大小  通量塔  毛竹林  CO2通量 

文摘内容 【目的】通量塔观测的CO2通量数据具有较高的缺失比率,给通量塔数据的应用带来困难,因此,需要建立合理的插补方法对缺失数据进行插补,获取完整和可靠的CO2通量数据。本研究分析了不同参数估计窗口大小条件下基于夜间数据(NB)和基于白天数据(DB)的插补方法对CO2通量估算的影响,从而为选择最优的插补方法提供参考依据。【方法】以2011年毛竹林生态系统碳通量塔观测的净生态系统交换量、温度以及光合有效辐射为基础数据,给定不同的参数估计窗口大小,采用NB和DB插补方法对CO2通量缺失数据进行插补,以实测数据评价参数估计窗口大小对CO2通量估算的影响。【结果】参数估计窗口影响插补的波动程度随窗口增大而降低,窗口过大时结果不能体现局部变化,过小时结果出现异常,最优值与观测数据缺失量密切相关;在本研究案例情况下,对于NB方法,生态系统总呼吸速率Re插补的最优移动窗口和参数估计窗口分别为15天和90天,总初级生产力GPP插补的最优移动窗口和参数估计窗口分别为2天和4天;而对于DB方法,最优移动窗口和参数估计窗口分别为2天和60天;NB方法估算的年尺度GPP和Re分别高出DB方法的13.8%和26.8%,净生态系统交换量低于DB方法的32.2%;NB和DB方法得到的白天净生态系统交换量非常接近,但两者的Re分量具有较大差异。【结论】缺失数据比率对参数估计窗口大小的选择具有重要影响。通量塔缺失数据插补时,综合考虑数据缺失比率和下垫面的碳通量季节变化特征,选择合适的插补方法及其参数估计窗口对提高CO2通量估算准确性具有帮助。