[发明专利]一种生态系统区域内碳通量排放规律的监测方法

权利要求书

1.一种生态系统区域内碳通量排放规律的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取生态系统区域内不同高度的二氧化碳浓度的初始值；

S2、通过BLS算法修正风速、风向对二氧化碳浓度的影响，获得不同高度的二氧化碳浓度的修正值；

S3、通过ART算法对不同高度的二氧化碳浓度的修正值进行反演，得到不同高度的二氧化碳浓度场的精确值；

S4、根据不同高度的二氧化碳浓度场的精确值，通过Fick算法计算出生态系统区域内碳通量；

S5、获取生态系统区域内的环境因子参数，将所述环境因子与碳通量数据进行整合，构建ELM模型，得到生态系统区域内碳通量排放规律。

2.根据权利要求1所述的一种生态系统区域内碳通量排放规律的监测方法，其特征在于，所述S1中，获取生态系统区域内不同高度的二氧化碳浓度的初始值的方法为：将待测生态系统区域均匀的离散化分为由n*n个正方形构成的正方形区域，该正方形区域的相邻两侧的每一侧均等间距的设有n-2个探测位点；每一个探测位点处，根据生态系统区域内的植株高度等间距的设置多个准直器和探测器，另外两侧的每一侧均对应设有角反射镜，形成立体监测结构，从而获取生态系统区域内不同高度的二氧化碳浓度的初始值。

3.根据权利要求1所述的一种生态系统区域内碳通量排放规律的监测方法，其特征在于，所述S2中BLS算法中，气体挥发速率Q的计算公式如下：

所示公式(1)中，Q为气体挥发速率，c为监测线点气体浓度，c_b是背景气体浓度，(C-C_b)表示监测点的气体浓度增值。(C/Q)_sim表示监测点净气体浓度与挥发率的比值。

4.根据权利要求1所述的一种生态系统区域内碳通量排放规律的监测方法，其特征在于，所述S4中Fick算法具体如下：

单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流通量J与该截面处的浓度梯度成正比，用公式(7)表示。

公式(7)中，D为扩散系数，c为扩散气体的浓度，为浓度梯度，“–”号表示扩散方向为浓度梯度的反方向，J为扩散通量；

在扩散过程中，CO₂的通量J随时间和距离变化表现出非稳态扩散，其变化规律符合如下公式(8)；

5.根据权利要求1所述的一种生态系统区域内碳通量排放规律的监测方法，其特征在于，所述S5中，所述环境因子包括光照、温度和湿度。

6.根据权利要求1所述的一种生态系统区域内碳通量排放规律的监测方法，其特征在于，所述S5中ELM模型具体如下：

设ELM建模函数输出如下公式(9)所示；

公式(9)中，β＝[β₁,β₂,…,β_n]^T，为隐含层和输出层之间的权重；

h(x)＝[h₁(x),…,h_L(x)]，为关于x的输出向量。