文献类型：期刊文献

中文题名：山地森林涡度相关法CO_(2)通量数据过滤与空缺插补:基于科尔塔群多塔比较

作者：李彤彤[1,2,3] 高添[1,3,4,5] 滕德雄[1,3,4,5] 陈智[6] 杨柏[7] 王兴昌[4,8] 赵长明[9] 张劲松[10,11] 黄辉[10,11] 管超[9] 吴家兵[1] 于丰源[1,3,4,5] 张金鑫[1,3,4,5] 孙一荣[1,3,4,5] 李双天[1,3,4,5] 周新华[3,4,7] 朱教君[1,3,4,5]

第一作者：李彤彤

机构：[1]中国科学院沈阳应用生态研究所,森林生态与保育重点实验室(中国科学院),沈阳110016;[2]山东师范大学地理与环境学院,济南250358;[3]辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站,沈阳110016;[4]中国科学院沈阳应用生态研究所,科尔森林痕量气体与同位素通量监测研发联合实验室,沈阳110016;[5]辽宁省陆地生态系统碳中和重点实验室,沈阳110016;[6]中国科学院地理科学与资源研究所,生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;[7]Campbell Scientific Inc.,Logan UT 84321,USA;[8]东北林业大学生态学院,哈尔滨150040;[9]兰州大学生态学院,草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室,兰州730000;[10]中国林业科学研究院林业研究所,北京100091;[11]河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站,济源454650

年份：2026

卷号：56

期号：1

起止页码：133-146

中文期刊名：中国科学:地球科学

外文期刊名：Scientia Sinica(Terrae)

收录：;北大核心:【北大核心2023】；

基金：国家自然科学基金重大项目(32192435);国家重点研发计划项目(2023YFD2200405);中国科学院网络安全和信息化专项应用示范项目(CAS-WX2022SF-0101);辽宁省重点研发计划项目(2023JH2/101800043)资助。

语种：中文

中文关键词：复杂地形;森林生态系统;涡度相关法;摩擦风速阈值;空缺插补

分类号：S718.5

摘要：涡度相关法(EC)广泛应用于测量生态系统与大气之间的碳水交换,但在山区面临挑战。EC法的理想观测需满足下垫面水平均一等条件;在复杂地形下,通量塔各方向源区的异质性增加了数据分析(尤其是数据过滤和空缺插补)的难度。本研究基于东北山区清原科尔塔群3座通量塔监测数据(2020-01–2022-12),采用滑动窗口的分风向扇区方法,评估了夜间CO_(2)通量的数据过滤方法(是否区分扇区)和不同空缺插补方法在山区森林的表现。结果表明,下垫面粗糙度随不同风向扇区而变化,导致经典的摩擦风速(u^(*))过滤夜间碳通量的准确性降低;而分风向扇区估计u^(*)阈值(u_(c)^(*))可以显著提高夜间CO_(2)通量过滤的准确性。利用日变化法、查表法、边际分布采样法和随机森林(RF)对复杂地形森林生态系统CO_(2)通量进行空缺插补,发现采用分风向扇区估计u_(c)^(*)进行夜间CO_(2)通量过滤后的插补结果,其偏差相比经典方法有显著改善,可将插补的偏差降低15.86%。四种插补方法的精度均随着空缺长度的增加而下降,RF模型表现最好,且RF插补年净生态系统碳交换(NEE)效果更稳健且准确。本研究建议山区应采用滑动窗口的分风向扇区估计u_(c)^(*),并选择合适的插补方法。本研究可为山区森林生态系统通量数据处理提供参考。