RUS  ENG    ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB
Общая информация
Последний выпуск
Архив

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Компьютерные исследования и моделирование:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Компьютерные исследования и моделирование, 2019, том 11, выпуск 1, страницы 153–171 (Mi crm702)  

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.

Финансовая поддержка Номер гранта
Российский фонд фундаментальных исследований 17-07-00027
Российский научный фонд 14-14-00956-П
Развитие модели А. В. Соколовым выполнено при финансовой поддержке РФФИ (грант 17-07-00027). Анализ данных пульсационных измерений, проведенный В. В. Мамкиным, поддержан грантом Российского научного фонда (РНФ 14-14-00956-П).


DOI: https://doi.org/10.20537/2076-7633-2019-11-1-153-171

Полный текст: PDF файл (5714 kB)
Полный текст: http://crm.ics.org.ru/.../2771
Список литературы: PDF файл   HTML файл

Тип публикации: Статья
УДК: 519.6
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

Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{SokMamAvi19}
\by А.~В.~Соколов, В.~В.~Мамкин, В.~К.~Авилов, Д.~Л.~Тарасов, Ю.~А.~Курбатова, А.~В.~Ольчев
\paper Применение метода сбалансированной идентификации для заполнения пропусков в рядах наблюдений за потоками СО$_2$ на сфагновом верховом болоте
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2019
\vol 11
\issue 1
\pages 153--171
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm702}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2019-11-1-153-171}


Образцы ссылок на эту страницу:
  • http://mi.mathnet.ru/crm702
  • http://mi.mathnet.ru/rus/crm/v11/i1/p153

    ОТПРАВИТЬ: VKontakte.ru FaceBook Twitter Mail.ru Livejournal Memori.ru


    Citing articles on Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles on Google Scholar: Russian articles, English articles
  • Компьютерные исследования и моделирование
    Просмотров:
    Эта страница:112
    Полный текст:42
    Литература:13
     
    Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2021