换一批基于波谱-Granger因果检验的稻田甲烷排放通量昼夜变化成因分析
Causes of diurnal variation of methane flux in paddy fields based on spectral Granger causality analysis
摘要稻田甲烷(CH4)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CH4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CH4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CH4排放通量较低,昼夜变化特征不明显;水稻生长季的稻田CH4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CH4通量(14:30),而温度(TA、TS)峰值(15:30和16:30)滞后于稻田CH4通量和GPP、LE.在频率域上GPP、LE、TA、TS与稻田CH4通量在1d和12h周期上存在较强的共振关系;GPP、LE与稻田CH4通量之间存在明显的因果关系,而TTA、TS与稻田CH4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CH4通量昼夜变化的影响因子.本研究可为构建稻田CH4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spectral Granger causality analysispaddy fields ecosystemmethane fluxdiurnal variationcausality analysis
栏目名称
DOI
10.20103/j.stxb.202403300672
发布时间
2025-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
国家自然科学基金（42107487）
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