非线性回归与参数估计及其在北长山岛森林生态系统碳收支估算中应用

发布时间：2020-10-28 17:04

　　 回归分析是数理统计学中重要的内容。由于其广泛的应用,关于回归分析的理论、方法及其应用的研究广为关注。近年来,对非线性回归分析的方法及应用研究显得尤为重要。其原因一方面是线性回归分析的研究已经基本完善,另一方面是在具体应用实践中,所用到或实验结果揭示的模型多以非线性模型为主。然而,一般的非线性回归模型都较为复杂,不易开展其参数估计。本文就区域生态系统的碳储量和碳平衡这一热点问题,基于非线性回归和参数估计方法,估算北长山岛黑松林碳收支主要过程,并探讨其固碳能力和土壤呼吸通量影响因子模型的建立。主要研究内容及结果如下：(1)采用稳健回归方法,对黑松固碳Logistic方程进行参数估计,估算得到北长山岛黑松林乔木层平均碳储量和年平均固碳量分别为56.84 t/hm2和3.13t/hm2。为进一步提高黑松固碳方程的准确性和适用性,通过主成分分析方法建立了土壤环境因子模型,并依此改进了Logistic方程的黑松固碳方程。改进后的方程,不仅提高了黑松固碳模型的精度和应用可行性,还可据此进行土壤环境因子对固碳速率的影响开展定量化评价。(2)对土壤碳通量日动态变化特征进行了分析,并经过方差分析得出林地和生长时期对土壤碳通量变化也具有显著性影响。估算出北长山岛黑松林经土壤呼吸的年碳排放量为1.13t/hm2。对土壤碳通量与土壤温度、土壤湿度的关系进行拟合,并通过高斯-牛顿迭代法对非线性模型进行参数估计。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：O212.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的目的与意义
    1.2 研究的内容与框架
    1.3 技术路线
2 国内外研究进展
    2.1 森林碳收支主要过程的估算方法
        2.1.1 森林碳储量估算方法
        2.1.2 森林土壤碳通量的主要研究
    2.2 非线性同归模型
        2.2.1 非线性回归模型的应用
        2.2.2 非线性回归拟合方法
        2.2.3 拟合效果的度量
3 考虑环境限制因子的黑松生长Logistic模型
    3.1 基于经典的Logistic方程的黑松固碳方程
        3.1.1 研究区数据来源
        3.1.2 黑松固碳方程的参数估计及应用
    3.2 改进的Logistic方程的黑松固碳方程
        3.2.1 改进的概念模型
        3.2.2 土壤环境因子数据来源
        3.2.3 土壤环境因子的主成分分析
        3.2.4 模型参数估计
4 基于非线性回归方法的土壤碳通量模型参数估计
    4.1 土壤碳通量的非线性回归模型
    4.2 土壤碳通量日变化动态的影响及年排放量估算
        4.2.1 数据来源
        4.2.2 土壤碳通量日变化动态与差异性分析
        4.2.3 黑松林年碳排放估算
    4.3 多因素对土壤碳通量的影响
        4.3.1 单因素对土壤碳通量的影响
        4.3.2 多因素对土壤碳通量的影响
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 主要创新点
    5.3 不足与展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

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本文编号：2860365