关键词:
CO_(2)通量
机器学习模型
影响因素
模拟能力
冬小麦
夏玉米
农田
摘要:
为探究典型冬小麦-夏玉米农田CO_(2)通量的影响因素及不同机器学习模型对其模拟能力,本研究选取中国生态系统研究网络禹城综合试验站冬小麦-夏玉米农田为研究对象,基于气象、土壤和作物生长等数据,通过类别型特征提升(CATBoost)、极限梯度提升(XGBoost)、支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)、随机森林(RF)和K近邻法(KNN)六种机器学习算法,分析其对逐日净生态系统碳交换量(NEE)、总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Re)模拟的准确性。结果表明:对不同机器学习模型而言,CATBoost模型对农田NEE、GPP和Re模拟的准确性都优于其他模型,XGBoost模型次之。对不同输入变量组合而言,当包含气象变量、土壤变量和作物变量时各机器学习模型的模拟效果最佳,其次是包含气象变量和作物变量,而包含气象变量和土壤变量的模拟效果相对较弱。对不同农田类型而言,六种机器学习模型在不同输入变量组合下表现出冬小麦田NEE、GPP和Re的模拟效果优于对应的夏玉米田,其中冬小麦田GPP和Re的模拟准确性相近,且优于NEE;而夏玉米田NEE和GPP的模拟准确性相近,且优于Re。