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基于波谱-Granger因果检验的稻田甲烷排放通量昼夜变化成因分析
被引量：
1
1
作者
戴声佩
居为民
赵志忠
《生态学报》
北大核心
2025年第4期1925-1937,共13页
稻田甲烷(CH_(4))排放通量的研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。利用2016年江苏句容生态实验站稻麦轮作农田生态系统涡度相关原位观测数据,分析了稻田CH_(4)排放通量昼夜变化特征及其主要影响因子(总初级...
稻田甲烷(CH_(4))排放通量的研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。利用2016年江苏句容生态实验站稻麦轮作农田生态系统涡度相关原位观测数据,分析了稻田CH_(4)排放通量昼夜变化特征及其主要影响因子(总初级生产力GPP,gross primary productivity、潜热通量LE,latent heat flux、空气温度TA,air temperature、土壤温度TS,soil temperature),并采用波谱-Granger因果分析方法,从因果分析角度重点探讨了稻麦轮作农田生态系统中水稻生长季的稻田CH_(4)排放通量昼夜变化原因,结果表明:在稻麦轮作农田生态系统中小麦生长季的农田CH_(4)排放通量较低,昼夜变化特征不明显;水稻生长季的稻田CH_(4)排放通量呈现明显单峰值昼夜变化特征,峰值出现在13:00—16:00之间。在小时尺度上,GPP和LE昼夜变化的峰值出现的时间(11:30和14:00)早于稻田CH_(4)通量(14:30),而温度(TA、TS)峰值(15:30和16:30)滞后于稻田CH_(4)通量和GPP、LE。在频率域上GPP、LE、TA、TS与稻田CH_(4)通量在1d和12h周期上存在较强的共振关系;GPP、LE与稻田CH_(4)通量之间存在明显的因果关系,而TA、TS与稻田CH_(4)通量之间在长时间尺度上的因果关系更加明显。在日内时间尺度,相对于气温和土壤温度,与光合和蒸散相关的GPP、LE是更重要的稻田CH_(4)通量昼夜变化的影响因子。本研究可为构建稻田CH_(4)排放模型提供因果机理性解释。
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关键词
波谱-Granger因果检验
稻田生态系统
甲烷通量
昼夜变化
因果分析
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职称材料
基于小波分析的稻田甲烷通量及其影响因子多时间尺度特征研究
2
作者
戴声佩
《热带作物学报》
2025年第9期2227-2238,共12页
稻田甲烷(CH_(4))排放通量研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。本研究利用涡度相关通量观测数据,采用连续小波变换、交叉小波变换和小波相干谱,分析稻田CH_(4)排放通量及其主要影响因子的多时间尺度特征,...
稻田甲烷(CH_(4))排放通量研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。本研究利用涡度相关通量观测数据,采用连续小波变换、交叉小波变换和小波相干谱,分析稻田CH_(4)排放通量及其主要影响因子的多时间尺度特征,结果表明:从季节变化特征来看,稻田生态系统CH_(4)排放通量及其影响因子[总初级生产力(GPP)、潜热通量(LE)、空气温度(TA)、土壤温度(TS)]均存在明显的季节变化特征;从昼夜变化特征来看,在水稻生长季稻田CH_(4)排放通量呈现明显的单峰值昼夜变化特征,在非水稻生长季稻田CH_(4)排放通量较低,昼夜变化特征不明显,GPP、LE、TA和TS均呈明显的单峰昼夜变化规律。基于连续小波变换和小波方差曲线分析,水稻生长季(7—11月)CH_(4)通量、GPP、LE、TA、TS存在明显的1 d的主周期,同时GPP、LE、TA、TS还存在0.5 d的次周期,而TA、TS还出现以4 d为周期的长周期变化。从交叉小波变换和小波相干谱分析来看,CH_(4)通量与GPP、LE、TA和TS之间的共振周期为1 d左右,在此频域上存在显著的共振关系,且振荡的凝聚性和相干性最强;在高频段区域,CH_(4)通量与GPP、LE、TA、TS之间还存在1个次共振周期,约为0.5 d;在其他频段上,CH_(4)通量与GPP、LE、TA、TS的共振能量较低,但在共振周期4 d和7~10 d范围内,8月中旬到10月中旬的CH_(4)通量与TA、TS存在较好的相干性。研究结果对分析稻田CH_(4)排放通量及其影响因子的多时间尺度特征,以及对研究不同时间尺度稻田CH_(4)排放通量及其驱动因子之间的定量联系提供科学参考。
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关键词
多时间尺度
稻田生态系统
甲烷通量
小波分析
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职称材料
题名
基于波谱-Granger因果检验的稻田甲烷排放通量昼夜变化成因分析
被引量：
1
1
作者
戴声佩
居为民
赵志忠
机构
海南师范大学地理与环境科学学院/海南省热带海岛地表过程与环境变化重点实验室
中国
热带
农业
科学
院科技信息研究所
/海南省
热带
作物信息技术应用研究
重点
实验室
南京
大学
国际地球系统
科学
研究所
出处
《生态学报》
北大核心
2025年第4期1925-1937,共13页
基金
国家自然科学基金项目(42107487)。
文摘
稻田甲烷(CH_(4))排放通量的研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。利用2016年江苏句容生态实验站稻麦轮作农田生态系统涡度相关原位观测数据,分析了稻田CH_(4)排放通量昼夜变化特征及其主要影响因子(总初级生产力GPP,gross primary productivity、潜热通量LE,latent heat flux、空气温度TA,air temperature、土壤温度TS,soil temperature),并采用波谱-Granger因果分析方法,从因果分析角度重点探讨了稻麦轮作农田生态系统中水稻生长季的稻田CH_(4)排放通量昼夜变化原因,结果表明:在稻麦轮作农田生态系统中小麦生长季的农田CH_(4)排放通量较低,昼夜变化特征不明显;水稻生长季的稻田CH_(4)排放通量呈现明显单峰值昼夜变化特征,峰值出现在13:00—16:00之间。在小时尺度上,GPP和LE昼夜变化的峰值出现的时间(11:30和14:00)早于稻田CH_(4)通量(14:30),而温度(TA、TS)峰值(15:30和16:30)滞后于稻田CH_(4)通量和GPP、LE。在频率域上GPP、LE、TA、TS与稻田CH_(4)通量在1d和12h周期上存在较强的共振关系;GPP、LE与稻田CH_(4)通量之间存在明显的因果关系,而TA、TS与稻田CH_(4)通量之间在长时间尺度上的因果关系更加明显。在日内时间尺度,相对于气温和土壤温度,与光合和蒸散相关的GPP、LE是更重要的稻田CH_(4)通量昼夜变化的影响因子。本研究可为构建稻田CH_(4)排放模型提供因果机理性解释。
关键词
波谱-Granger因果检验
稻田生态系统
甲烷通量
昼夜变化
因果分析
Keywords
spectral Granger causality analysis
paddy fields ecosystem
methane flux
diurnal variation
causality analysis
分类号
S181 [农业科学—农业基础科学]
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职称材料
题名
基于小波分析的稻田甲烷通量及其影响因子多时间尺度特征研究
2
作者
戴声佩
机构
海南师范大学地理与环境科学学院/海南省热带海岛地表过程与环境变化重点实验室
出处
《热带作物学报》
2025年第9期2227-2238,共12页
基金
国家自然科学基金项目(No.42461063,No.42107487)。
文摘
稻田甲烷(CH_(4))排放通量研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。本研究利用涡度相关通量观测数据,采用连续小波变换、交叉小波变换和小波相干谱,分析稻田CH_(4)排放通量及其主要影响因子的多时间尺度特征,结果表明:从季节变化特征来看,稻田生态系统CH_(4)排放通量及其影响因子[总初级生产力(GPP)、潜热通量(LE)、空气温度(TA)、土壤温度(TS)]均存在明显的季节变化特征;从昼夜变化特征来看,在水稻生长季稻田CH_(4)排放通量呈现明显的单峰值昼夜变化特征,在非水稻生长季稻田CH_(4)排放通量较低,昼夜变化特征不明显,GPP、LE、TA和TS均呈明显的单峰昼夜变化规律。基于连续小波变换和小波方差曲线分析,水稻生长季(7—11月)CH_(4)通量、GPP、LE、TA、TS存在明显的1 d的主周期,同时GPP、LE、TA、TS还存在0.5 d的次周期,而TA、TS还出现以4 d为周期的长周期变化。从交叉小波变换和小波相干谱分析来看,CH_(4)通量与GPP、LE、TA和TS之间的共振周期为1 d左右,在此频域上存在显著的共振关系,且振荡的凝聚性和相干性最强;在高频段区域,CH_(4)通量与GPP、LE、TA、TS之间还存在1个次共振周期,约为0.5 d;在其他频段上,CH_(4)通量与GPP、LE、TA、TS的共振能量较低,但在共振周期4 d和7~10 d范围内,8月中旬到10月中旬的CH_(4)通量与TA、TS存在较好的相干性。研究结果对分析稻田CH_(4)排放通量及其影响因子的多时间尺度特征,以及对研究不同时间尺度稻田CH_(4)排放通量及其驱动因子之间的定量联系提供科学参考。
关键词
多时间尺度
稻田生态系统
甲烷通量
小波分析
Keywords
multiple time scales
paddy ecosystem
methane flux
wavelet analysis
分类号
X144 [环境科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于波谱-Granger因果检验的稻田甲烷排放通量昼夜变化成因分析
戴声佩
居为民
赵志忠
《生态学报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于小波分析的稻田甲烷通量及其影响因子多时间尺度特征研究
戴声佩
《热带作物学报》
2025
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职称材料
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