基于無線傳感網(wǎng)絡和光能利用率模型的毛竹林凈初級生產(chǎn)力估算研究.pdf

1、毛竹(phyllostachyspubescens)林作為一種兼具生態(tài)價值、經(jīng)濟價值、社會價值的重要竹種，對生態(tài)系統(tǒng)的影響逐年增加。毛竹林凈初級生產(chǎn)力的估算，對研究毛竹林碳通量的空間分布特征以及計量毛竹林碳匯能力有重要作用。但是由于毛竹林面積大，分布廣泛，目前的測量手段只能基于單點測量，對大區(qū)域的毛竹林凈生產(chǎn)力不具代表性。利用模型估算是大區(qū)域凈初級生產(chǎn)力廣泛使用的方法，而隨著無線傳感技術的發(fā)展，使用無線傳感網(wǎng)絡采集模型參數(shù)的方法越來越具

2、有優(yōu)勢。
　　本文基于有效光合輻射收支模型提出無線傳感網(wǎng)絡部署方案，采集2015年1月至9月在安吉毛竹林通量觀測塔附近的連續(xù)數(shù)據(jù)。對光能利用率模型的參數(shù)計算方式進行改進，提出兩種脅迫因子計算方法（連乘法與最小值法)，并將無線傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)作為光能利用率模型的參數(shù)輸入值。以此方法估算毛竹林凈生產(chǎn)力，得到以下結果：
　　(1)基于無線傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，利用改進的光能利用模型估算2015年1-9月毛竹林凈初級生產(chǎn)力，該值與通量觀測塔實測

3、值相比，具有較一致的季節(jié)變化趨勢，在4月和8月達到峰值，與毛竹林的生理特性符合。但是估算值對實測值有一定程度的低估。
　　(2)基于不同假設建立光能利用率脅迫因子K的兩種計算方法（連乘法與最小值法）。比較兩種計算方法的估算結果，最小值法的決定系數(shù)（0.4078)相對于連乘法（0.3132)提高了，具有更好的相關性，而前者的均方根誤差和標準偏差分別比后者下降了0.0172mg·m-2·s-1和0.0163mg·m-2·s-1說明最小

4、值法精度較高。由此可知，在本實驗中選擇最小值法更適合毛竹林凈初級生產(chǎn)力估算的研究。
　　(3)對毛竹林凈初級生產(chǎn)力估算結果做了一個時間間隔為2天的2-14天時間尺度估算分析，發(fā)現(xiàn)時間尺度變大不僅能夠消除采集數(shù)據(jù)的部分誤差，降低數(shù)據(jù)間的離散性，同時能夠提高估算精度。在2-10天時間尺度內(nèi)，隨著時間尺度增大，估算精度逐步提高，而10-14天尺度內(nèi)，估算結果的驗證值趨于恒定，這表示即使再擴大尺度，估算結果的精度提高也不明顯，因此本實驗選