基于随机森林模型的毛竹林CO2通量模拟及其影响因子

编号 zgly0001641142

文献类型 期刊论文

文献题名 基于随机森林模型的毛竹林CO2通量模拟及其影响因子

作者 陈亮  周国模  杜华强  刘玉莉  毛方杰  徐小军  李雪建  崔璐  李阳光  朱迪恩 

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

母体文献 林业科学 

年卷期 2018年08期

年份 2018 

分类号 S718.5 

关键词 毛竹林  涡度相关技术法  通量塔  CO2通量  随机森林模型  环境因子  安吉县 

文摘内容 【目的】探究环境因子对毛竹林CO2通量的影响,为亚热带典型森林碳循环模拟提供技术和理论支撑。【方法】基于浙江省安吉县山川乡2011—2014年毛竹林通量塔观测数据,采用随机森林模型对毛竹林CO2通量进行模拟,以均方根误差（RMSE）、决定系数（R2）和林氏调和系数（LCCC）3个指标评价模型精度,并通过计算环境因子重要性得分来分析环境因子对毛竹林CO2通量的影响。【结果】随机森林模型能以较高精度模拟毛竹林CO2通量,但由于2013年7和8月发生极端高温干旱,模型难以刻画这种短时、剧烈的干扰,最终导致测试阶段模型精度(R2=0.845 5,RMSE=0.437 7 mg·m-2s-1,LCCC=0.914 1)低于训练阶段模型精度(R2=0.961 5,RMSE=0.005 4 mg·m-2s-1,LCCC=0.980 1);十折交叉验证表明,随机森林模型拟合效果稳定,且模型内部参数设置合理,模型误差主要来自于输入数据;在月尺度上,环境因子对毛竹林CO2通量影响的重要性得分表现为光合有效辐射PAR（63.332）>土壤5 cm深处温度TS（29.932）>空气相对湿度RH（25.839）>大气温度TA（25.581）>空气CO2浓度CCO2（25.095）>饱和水汽压差VPD（24.123）>风速WS（23.504）>生态系统有效能量AE（19.323）>土壤热通量QS（18.502）,PAR对毛竹林CO2通量变化影响最大,PAR、TS和VPD对毛竹林CO2通量的影响较显著（P<0.05）,这3个因子是影响月尺度上毛竹林CO2通量变化的主导因子。【结论】随机森林模型能以较高精度拟合毛竹林CO2通量;在相关环境因子中,光合有效辐射、土壤5 cm深处温度和饱合水汽压差对毛竹林CO2通量影响的贡献最显著,这3个因子对毛竹林CO2通量月尺度上的变化具有控制作用。