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基于随机森林模型的毛竹林CO 2 通量模拟及其影响因子

Huangbao Li、Liang Chen、周国模、Guomo Zhou、杜华强、Du Huaqiang、刘玉莉、Yuli Liu

2018Environmental Science被引 3

摘要

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 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。

引用本文（GB/T 7714）

DOI：https://doi.org/10.11707/j.1001-7488.20180801