玉米蒸散发变化的归因——基于贝叶斯原理参数优化的双源模型

蒸散发(ET)变化的归因分析对理解蒸散发的控制机理具有重要意义,是建立可靠的蒸散发模型和预测蒸散发变化的基础。通过贝叶斯方法,用差分进化自适应都市(DREAM)算法对双源蒸散发模型(SW)参数优化,使其模拟值与在玉米农田中获得半小时ET观测值达到最佳模拟效果。然后将涡度相关法与SW模型相结合,利用泰勒偏微分方程定量评估了黑河流域大满站玉米区域气候和植被变量对土壤蒸发(ET_s)和植物散发(ET_c)的相对贡献。与2016年相比,2017和2018年平均ET_s分别增加了2.56 W/m²和72.90 W/m²,2017年ET_c增加了24.41 W/m²,2018年减少了13.38 W/m²。2017年和2018年土壤表面可用能量(A_s)对ET_s变化的贡献分别为124%和95.4%,冠层阻力(r_s^c)对ET_c变化...     

陇中地区典型玉米农田生态系统呼吸作用对温湿度的响应研究

农田生态系统碳通量变化主要由作物光合作用和农田的呼吸作用引起。在陆地生态系统中,准确评估玉米农田生态系统的呼吸作用产生的碳排放量对全球碳通量的研究意义重大。使用甘肃省会宁县大山川村(属陇中半干旱区)玉米农田生态系统在2020年11月至2021年10月的涡度和土壤水分及温度监测数据,分析了玉米农田生态系统呼吸速率(R_eco)的日平均变化和呼吸敏感性指数(Q₁₀)在生长季内的月平均变化,探讨R_eco对温度的响应,并用不同模型进行拟合评估。陇中半干旱区玉米农田生态系统呼吸速率在年内呈单峰变化,日均最大呼吸速率11.49μmol/(m²·s),相比呼吸速率对空气温度(T_a)与不同深度土壤温度(T_s)的响应,深度20 cm处的土壤温度(T_s20)对该地区R_eco全年拟合效果最佳。Q₁₀指数在生长季内表现出单峰型变化,最大值出现在8月(5.52μmol/(m²·s)。通过各个模型拟...     

基于能量不平衡优化PSEB蒸散发模型

【目的】优化PSEB蒸散发模型参数,提高模型性能。【方法】利用兰州大学半干旱区流域地表过程与环境变化野外科学观测站的数据,研究PSEB模型优化问题。采用差分进化自适应算法,其核心思想为贝叶斯理论,在PSEB模型中引入能量不平衡修正项(αR_n),通过构造多条马尔科夫链来估计参数的后验信息。运用传统评价指标包括决定系数(R²)、线性回归斜率(Slope)、一致性系数(IA)、模型效率(EF)、平均偏倚误差(MBE)、均方根误差(RMSE),对优化后的PSEB模型性能进行评价。【结果】运用DREAM算法之后,模型的部分参数和能量不平衡修正项(αR_n)得到了很好的约束。2种方案在模型校准期线性回归斜率分别为0.76、0.91,均方根误差(RMSE)值分别为91.24、78.33,方案二的斜率相比方案一更接近于1,且方案二的RMSE值相比方案一降低14%,2种方案的一致性指数(IA)均为0.93。在验证期,2种方案的线性回归斜率分别为0.51、0.54,均方根误差分别为73.14和67.02,比方案一,方案二的斜率更接近于1,且均...