|
Эта публикация цитируется в 4 научных статьях (всего в 4 статьях)
АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЖИВЫХ СИСТЕМ
Применение метода сбалансированной идентификации для заполнения пропусков в рядах наблюдений за потоками СО$_2$ на сфагновом верховом болоте
А. В. Соколовab, В. В. Мамкинc, В. К. Авиловc, Д. Л. Тарасовd, Ю. А. Курбатоваc, А. В. Ольчевdc a Институт проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН,
Россия, 127051, г. Москва, Б. Каретный пер., д. 19, стр. 1
b Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН,
Россия, 119991, г. Москва, ул. Косыгина, д. 19
c Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова, Российская академия наук,
Россия, 109071, г. Москва, Ленинский просп., д. 33
d Географический факультет, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова,
Россия, 119991, г. Москва, ул. Ленинские горы, д. 1
Аннотация:
В работе рассматривается применение метода сбалансированной идентификации для построения многофакторной функциональной зависимости нетто СО$_2$-обмена (NEE) от факторов внешней среды и ее дальнейшего использования для заполнения пропусков в рядах наблюдений за потоками СО$_2$ на верховом сфагновом болоте в Тверской области. Измерения потоков на болоте проводились с помощью метода турбулентных пульсаций в период с августа по ноябрь 2017 года. Из-за дождливых погодных условий и высокой повторяемости периодов с низкой турбулентностью на протяжении всего периода наблюдений доля пропусков в измерениях NEE на исследуемом болоте превысила 40%. Разработанная для заполнения пропусков модель описывает NEE верхового болота как разность экосистемного дыхания (RE) и валовой первичной продукции (GPP) и учитывает зависимость этих параметров от приходящей суммарной солнечной радиации (Q), температуры почвы (T), дефицита упругости водяного пара (VPD) и уровня болотных вод (WL). Используемый для этой цели метод сбалансированной идентификации основан на поиске оптимального соотношения между простотой модели и точностью повторения измерений — соотношения, доставляющего минимум оценке погрешности моделирования, полученной методом перекрестного оценивания. Полученные численные решения обладают минимально необходимой нелинейностью (кривизной), что обеспечивает хорошие интерполяционные и экстраполяционные свойства построенных моделей, необходимые для восполнения недостающих данных по потокам. На основе проведенного анализа временной изменчивости NEE и факторов внешней среды была выявлена статистически значимая зависимость GPP болота от Q, T и VPD, а RE — от T и WL. При этом погрешность применения предложенного метода для моделирования среднесуточных данных NEE составила менее 10%, а точность выполненных оценок NEE была выше, чем у модели REddyProc, учитывающей влияние на NEE меньшего числа внешних факторов. На основе восстановленных непрерывных рядов данных по NEE была проведена оценка масштабов внутрисуточной и межсуточной изменчивости NEE и получены интегральные оценки потоков СО$_2$ исследуемого верхового болота для выбранного летне-осеннего периода. Было показано, что если в августе 2017 года на исследуемом болоте скорость фиксации СО$_2$ растительным покровом существенно превышала величину экосистемного дыхания, то, начиная с сентября, на фоне снижения GPP исследуемое болото превратилось в устойчивый источник СО$_2$ для атмосферы.
Ключевые слова:
метод сбалансированной идентификации, метод турбулентных пульсаций, верховое болото, нетто-экосистемный обмен СО$_2$, экосистемное дыхание, валовая первичная продукция.
Поступила в редакцию: 06.09.2018 Исправленный вариант: 08.10.2018 Принята в печать: 29.10.2018
Образец цитирования:
А. В. Соколов, В. В. Мамкин, В. К. Авилов, Д. Л. Тарасов, Ю. А. Курбатова, А. В. Ольчев, “Применение метода сбалансированной идентификации для заполнения пропусков в рядах наблюдений за потоками СО$_2$ на сфагновом верховом болоте”, Компьютерные исследования и моделирование, 11:1 (2019), 153–171
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm702 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v11/i1/p153
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 241 | PDF полного текста: | 73 | Список литературы: | 36 |
|