技术摘要：
本发明公开了稻田排水沟渠中多因素影响下氧化亚氮排放量确定方法，包括以下步骤：(1)搜集组需要确定氧化亚氮排放量的稻田排水沟底泥的氧化亚氮排放量及对应的环境变量的数据；(2)对数据进行预处理；(3)按照指定形式构造变量间的贝叶斯网络，并确定每条边代表回归关系的  全部
背景技术：
温室气体排放引起的全球变暖是一种人类社会面对的严重环境问题。氧化亚氮是 最重要的温室气体之一，其在大气中生命周期长，吸热潜势高引发众多关注，也是国际上展 开国家间温室气体减排谈判的重要标的。稻田系统是氧化亚氮排放的重要来源，对水稻生 产过程中氧化亚氮排放量的研究很多，但对稻田附属的排水沟中氧化亚氮排放量的研究非 常稀少。稻田排水沟处于稻田人工系统和自然河流的过渡地带，各种环境因素对氧化亚氮 排放的影响非常复杂，有必要采用先进的方法确定稻田排水沟中多因素影响下氧化亚氮排 放量。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，为了实现对稻田排水沟中多环境 因素影响下氧化亚氮排放量的精确估计，填补现有技术的空白，本发明提供了一种稻田排 水沟渠中多因素影响下氧化亚氮排放量确定方法。 本发明的目的是这样实现的，一种稻田排水沟渠中多因素影响下氧化亚氮排放量 确定方法，包括以下步骤： (1)搜集n组需要确定氧化亚氮排放量的稻田排水沟底泥的氧化亚氮排放量及对 应的环境变量的数据； (2)对数据进行预处理； (3)按照指定形式构造变量间的贝叶斯网络，并确定每条边代表回归关系的系数； (4)根据贝叶斯网络的结果确定给定环境条件下排水沟氧化亚氮排放量。 作为优选，所述步骤(1)具体包括以下要求： a .需要搜集排水沟中水动力情况，根据现场情况将其分为无水、有水但基本静止 以及流动三种情况；三种情况下的环境变量数据及对应的氧化亚氮排放量均需要搜集； b.搜集的排水沟底泥中的环境变量数据包括：底泥的氧化还原电位、温度、氨态 氮、硝态氮和硫酸根； c.每种水动力情况下，搜集的数据组应大于60组；即总数据量应大于180组； d .采样点位置应在排水沟中均匀分布，每个采样点深度应保持在10厘米，误差不 要超过1厘米。 作为优选，所述步骤(2)具体包括以下步骤： a .分别计算氧化亚氮排放量，氧化还原电位、温度、氨态氮、硝态氮和硫酸根的平 均值及标准差，剔除数值超过各自平均值±6倍标准差的采样值及其对应的氧化亚氮和其 它环境变量的值；剔除以后重新计算环境变量的平均值以及标准差，第二次剔除平均值±6 4 CN 111611547 A 说　明　书 2/4 页 倍标准差的采样值及其对应的氧化亚氮和其它环境变量的值，如此反复执行，直到不再有 数据被剔除；记录最后的平均值μi和标准差σi，(i＝1,2,…,6，对应于氧化亚氮排放量，氧化 还原电位、温度、氨态氮、硝态氮和硫酸根)。此时，氧化亚氮排放量以及除水动力情况以外 的环境变量数据的边缘分布都分别近似服从数学期望为μi，方差为σ2i 的高斯分布。 b.剔除后的数组量应大于或等于150组，每种水动力情况下的数据量应大于或等 于50组；如果数据量不够则按照步骤(1)的要求重新补充数据，并重新执行(2)a步骤，直到 满足数据量要求； c.根据以下规则为排水沟中水动力脉冲性情况设置双虚拟变量D1和D2： 作为优选，所述步骤(3)具体包括以下步骤： a.按照下述指定要求构造有向无环网络，即贝叶斯网络。首先，有向箭头起点变量 称为箭头指向变量的父节点，为方便表示记为par；有向箭头指向变量称为箭头起点变量的 子节点，记为child。其次水动力情况和温度两个变量是贝叶斯网络的根节点，即不存在父 节点的节点。第二，氧化还原电位的父节点是水动力情况；硝态氮的父节点是温度，氨态氮 和氧化还原电位；氨态氮的父节点是氧化还原电位；硫酸根的父节点是硝态氮，氨态氮和温 度；氧化亚氮的父节点是硝态氮，硫酸根和氨态氮。 b.对贝叶斯网络中的所有关系进行回归。具体方法是：记第m个child为childm，假 设其总共有s个par，而第j个par为parj。以给定的child为因变量，以给定child的所有par 为自变量；利用对应的处理后的数据，运用最小角回归方法估计节点组(childm，parj)箭头 对应的稳健回归系数βmj(m指第m个child，j指第m个child的第j个par)，并记下每个回归关 系对应的截距λm。可得到childm，给定它所有parj及对应的βmj情况下的条件概率f，注意其一 定是高斯分布；具体为： 作为优选，所述步骤(4)具体包括以下步骤： a.确定需要估计对氧化亚氮排放量影响的环境变量，记为vari； b.根据贝叶斯网络给出的条件概率以及各变量的边缘分布，应用概率的链式法则 计算给定vari情况下的条件概率f(氧化亚氮|vari)。注意，除了vari为水动力情况以外的所 有条件下，该分布都是高斯分布；如果vari是水动力情况，f(氧化亚氮|vari)是多项式分布； 即所有给定vari的f(氧化亚氮|vari)的数学期望均可以显式给出。 c.以f(氧化亚氮|vari)的数学期望作为给定vari情况下，该稻田排水沟氧化亚氮 的排放量计算公式，将需要计算情况的vari具体值代入该公式，得到氧化亚氮排放量的值。 生态和环境学的研究表明，氧化亚氮的排放对于全球温室效应的加剧有着重要影 响，本发明利用贝叶斯网络模型给出了一种精确显式确定多因素影响下稻田排水沟中氧化 亚氮排放量的方法，且易于在各个地区稻田排水沟系统中推广。 5 CN 111611547 A 说　明　书 3/4 页 有益效果：本发明运用贝叶斯网络理论，给出了精确显式确定稻田排水沟中氧化 亚氮排放量的方法，可为国家参与国际温室气体减排谈判，控制和减少稻田系统氧化亚氮 排放量提供依据。 附图说明 图1是本发明流程图 图2是本发明指定的贝叶斯网络。