森林质量评价及精准提升理论与技术研究

在当前大力推进生态文明建设的背景下,森林质量提升已经成为一个重要的主题,并将是今后相当长一个时期内林业的目标和任务。森林经营是实现森林质量提升的根本途径,当前迫切需要明确实现精准提升森林质量的理论基础和技术体系。森林质量的评价指标有哪些?如何基于生态学理论和经营理论来提升森林质量?本文采用文献分析方法,对国内外森林质量评价指标进行了综述,从森林干扰理论、演替理论、主导生态因子作用、生态位原理、生物多样性原理和边缘效应原理等方面总结分析了质量提升的生态学和林学基础。认为森林质量评价指标存在层次性和目标相关性,核心是森林生态系统本身的属性,提出了评价指标体系框架。构建了森林质量精准提升技术体系,包括立地评价和适地适树、森林生长收获预测、森林经营规划等7个方面,为我国的森林质量精准提升工作提供依据。

与材积兼容的生物量模型的建立及其估计方法研究

建立生物量模型是生物量估测的主要手段，而建立与材积兼容的生物量模型是实现生物量调查与森林蓄积量调查相结合的基础。因此，采用变量逐步筛选法建立了落叶松和椴树与材积兼容的生物量模型。模型的参数估计采用了加权最小二乘法，以消除异方差现象。同时，提出了５个指标用于模型评价，即参数变动系数Ｃｖｉ、总相对误差Ｅｒ、平均相对误差Ｅｍ，平均相对误差绝对值Ｅａ和预估精度Ｐ。研究结果表明，所建的生物量模型不仅实现了与材积表的兼容，而且估计效果和预估精度较以往的ＣＡＲ模型都有显著提高。

中国森林经理学研究进展与展望

森林经理学是林学的重要组成部分,是研究如何有效组织森林经营活动的应用基础理论、方法、技术和工艺的一门科学,在林业建设中发挥着重要作用。森林经理学20世纪初从日本引入中国,逐渐形成了一个学科群,包括森林经理学、测树学、遥感和3S技术、信息管理和系统科学在森林经理中的应用等。本文从森林经营理论与技术模式、森林资源调查监测与管理、林业统计与森林生长收获模型、森林经营计划与优化决策、林业遥感技术与应用、林业信息技术应用6方面对中国森林经理学60多年来的研究进展进行综述。在森林经营理论与技术模式方面,提出人工林多功能经营和结构化森林经营技术体系,森林经营理论与技术处于森林可持续经营指导下的近自然经营、多功能经营等实践探索和理论验证阶段。在建立和完善中国森林资源连续清查体系过程中,森林经理学科的研究提供重要技术支撑。随着现代统计学方法的应用逐步深入,提出一套完整的建立相容性立木地上生物量模型方法。建立气候敏感的林分生长模型,将碳储量作为经营目标成为森林多目标经营规划研究的一项重要内容,以满足气候变化背景下的生长收获预测和适应性经营需要。遥感技术发展迅速,在森林参数定量反演方面,主要进展集中在激光雷达以及多模式遥感数据的综合反演技术等;无人机在森林调查中也开始得到应用;研制高分林业遥感服务平台和应用系统,促进自主高分遥感数据的应用。研发大量森林资源管理应用系统,实现包含遥感影像、地理信息、小班区划和林地属性信息的全国林地“一张图”管理。尽管中国森林经理学在上述方面均已取得显著进展,但存在尚未形成中国特色的森林经营理论与技术体系、森林经营基础研究薄弱、森林资源监测体系时效性差、缺乏森林经营的计划工具等问题,总体上处于“跟跑”地位。森林的多功能及其实现是森林经理学研究的严峻挑战,也是森林经理学发展的难得机遇,需要发挥多学科综合交叉研究与产学研相结合的优势,开展森林经营的理论研究、应用基础研究以及技术和工艺研究,以适应现代林业发展需求。

长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对长白山过伐林区特有的长白落叶松Larix olgensis-云杉Picea jezoensis-冷杉Abies nephrolepis混交林进行了分析,目的是为长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分结构的优化调整提供依据。结果表明:该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为团状分布;林分的平均混交度为0.64,说明它是一个由不同树种组成的呈现中度混交结构状态的较复杂森林群落;从直径大小比数来看,林分中针叶树种具有胸径优势,尤其是云杉的直径优势最突出,红松Pinus koraiensis则分化严重,生长处于劣势。在实际应用中,可以根据林分平均角尺度以及各树种的角尺度、混交度和大小比数,分树种来确定采伐木,逐步使林分结构得到调整,接近最优结构。

德国森林资源和环境监测技术体系及其借鉴

对德国森林资源监测技术体系进行了分析 ,包括监测内容、监测方法、监测指标和主要监测网点几个方面。近年来 ,先进国家森林资源监测已经向着资源和环境监测一体化的方向发展。在监测内容方面 ,除传统的森林生长指标外 ,增加了森林健康状况和重要生态环境因子。在监测手段上 ,采用成套的先进仪器设备 ,实现了对森林资源和重要生态因子的连续观测和数据的自动处理 ,从而节约了大量人力物力 ,提高和保证了观测数据的准确性和连续性。在此基础上 ,提出了改进我国森林资源监测技术体系的建议。

基于森林资源二类调查数据的延庆县森林景观格局分析

以北京市延庆县1999年和2004年两期森林资源二类调查数据为基础,在ArcG IS的支持下,使用PatchAnalyst 4软件计算出10个景观指数,对研究区域的森林景观进行了要素组成、斑块特征、异质性和空间分布等的动态分析。结果表明,以土地类型和优势树种为依据的二级森林景观类型为标准,在以有林地为基质的森林景观格局中,由于人工和自然因素影响,其整体森林景观具有极强的异质性,并且有升高的趋势,使得有林地景观具有较高破碎度。同时非林地受人类活动影响严重,不规则斑块形状进一步加剧。通过对优势树种的二级森林景观类型划分,刺槐、杨树、阔叶杂木等先锋树种的斑块,侧柏、油松、落叶松等人工林树种的斑块,桦树、栎类等高海拔次生林树种的斑块都分别表现出与之生态和林学特性相适应的状态。

基于AHP和Fuzzy的延庆县森林资源综合评价

为了全面、客观、准确地掌握森林资源状况,为林业生产经营活动和政府宏观决策提供科学依据,进行合理的森林资源综合分析评价就显得尤为重要。以北京市延庆县森林资源为研究对象,依托1999年和2004年森林资源规划设计调查(二类调查)数据,建立起了一套简单实用的涵盖16个底层指标的评价指标体系,利用层次分析法和模糊综合评价法对延庆县17个乡镇的森林资源进行了计算分析。结果表明,延庆县森林资源整体发展平稳,41.18%的乡镇森林资源状况向着良好方向发展,"优"级的乡镇数目呈现出较大比例的增长。

树干平均密度的估计方法研究

估计密度的一般统计模型为：ｙ＝ｂｘ＋ｅ，其中ｙ为干重，ｘ为体积，ｂ为待估系数，即密度，ｅ为误差。式中ｂ值的估计，依据ｙ的方差与ｘ的关系的不同，有三种方法：（１）ｙ的方差与ｘ无关；（２）ｙ的方差正比于ｘ，即δ２ｙｘ＝ｘδ２；（３）ｙ的标准差正比于ｘ，即δｙｘ＝ｘδ。本文对这三种平均密度估计方法的结果进行了比较分析，并用哑变量方法对树干不同部位、不同龄组之间密度的差异性进行了检验。结果表明：方法（１）能较理想地描述树干材及树皮的体积和干重之间的关系，同时给出较小的误差估计；树干不同部位间密度总体上无显著差异，个别树种个别部位间有显著差异。不同龄组间密度无显著差异。据此，在利用材积密度法估计树干干重时，相同树种不同个体可以采用统一的平均密度值。

金沟岭天然和半天然混交林林分空间结构比较

使用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数,对长白山过伐林区特有的半天然落叶松(Larix olgensis)-云杉(Picea jazoensis)-冷杉(Abies nephrolepis)混交林和未受人为干扰的原始天然混交林进行了空间结构分析和比较。结果表明,两种林分具有相同的平均角尺度0.52,林木皆为团状分布;半天然落叶松云冷杉混交林的平均混交度为0.64,呈现中度混交特征;从胸径大小比数来看,林分中针叶树种具有胸径优势,尤其是云杉的胸径优势最突出,红松(Pinus koraiensis)则分化严重,生长处于劣势。原始天然混交林的平均混交度为0.83,高于半天然落叶松云冷杉混交林,呈现强度混交特征;从胸径大小比数看,阔叶树种胸径优势明显,针叶树种中只有冷杉处于优势,红松和云杉都处于劣势。

森林生态采伐理论

系统论述森林生态采伐的概念、原则和森林生态采伐理论的内涵。森林生态采伐是在森林生态理论指导下进行森林采伐作业,使采伐和更新达到既高效利用森林又促进森林生态系统的健康与稳定,达到森林可持续利用的目的。森林生态采伐的内涵涉及3个层次:林分、景观和模仿自然干扰。在林分水平上,要系统地考虑林木及其产量、树种、树种组成和搭配、树木径级、生物多样性的最佳组合、林地生产力、物质和能量交换过程,使采伐后仍能维持森林生态系统的结构和功能,确保生态系统的稳定性和可持续性。在景观水平上,要考虑原生植被和顶级群落,进行景观规划设计,实现不同森林景观类型的合理配置。模仿自然干扰就是模仿自然选择采伐木、培养木和其他保留木;同时,在采伐作业过程中保留一定的枯立木、倒木和枯枝落叶等,以满足野生动物和微生物生存的需要。文章指出,森林生态采伐是对近代森林经营理论的继承和发展,是实现森林可持续经营的一个重要途径,在森林保护和合理利用中,必将扮演一个重要角色。最后,提出了今后森林生态采伐研究的主要方向。

森林生态采伐研究简述

对国际上减少环境影响的森林采伐(RIL)理念及中国森林生态采伐(EFH)理念的形成过程和研究现状进行综述。国际上已经对RIL进行了系统的研究,并制定了新的采伐作业规程。中国虽然已经制定了新的森林采伐作业规程,但还不完善,离可持续经营的目标还有差距。对EFH的研究,多是理论和单项技术方面的,对成本及效益方面的研究缺乏与传统采伐方式的比较,具体森林类型的生态采伐技术模式还不成熟,森林生态采伐的技术体系还没有形成。指出今后中国森林生态采伐更新研究的方向。

小兴安岭低质林林冠对降水截留量的影响

研究了小兴安岭低质林林冠截留与林外总降雨量之间的关系。在观测时段内(2010年6月至8月)共产生降雨32次,总雨量为354.83 mm。其中小雨(10 mm以内)24次,中雨(10～25 mm)5次,大雨(25 mm以上)3次。小雨、中雨、大雨分别占总降雨量的75.00%、15.63%、9.37%。6月份共有5次降雨,总降雨量为22.82mm,林冠截留率为25%;7月份有16次降雨,总降雨量为205.21 mm,林冠截留率为21%;8月份有11次降雨,总降雨量为126.80 mm,林冠截留率为22%。采用3种函数模型拟合林外总降雨量与林冠截留量的关系:对数函数模型和幂函数模型R2值均较小,约为0.6左右,拟合效果不理想,而3次多项式函数模型拟合的非常好,R2达到0.975 5。当降雨量很小时,林冠截留量也很少。随着林外总降雨量的增加,低质林林冠截留量也随之增加。当降雨量超过45 mm时,林冠截留量增加趋势下降,最终达到饱和状态。

基于GIS和二类调查数据的森林资源时空动态分析与评价

以黄龙山林业局蔡家川林场为研究对象,以1986年和1997年森林资源调查数据为基础,以地理信息系统为技术支持,分析和评价了11a间该场森林资源的数量、种类及其结构在时间和空间上的动态变化。结果表明:全场天然林面积增长6.98%,有林地面积增长7.66%,疏林地减少5.48%。人工林的面积也有所增加。全场活立木蓄积量下降了6.70%,且下降的主要是天然林。林分平均每公顷蓄积、平均树高、平均胸径、平均郁闭度、平均年龄5个因子均减小。各龄组中,幼龄林和中龄林的面积和蓄积都有所增加,其中以中龄林增加幅度最大。近熟林、成熟林和过熟林的面积和蓄积有所减少,尤以近熟林和成熟林减少幅度最大。至1997年,幼、中、近、成、过各龄组的面积和蓄积比例仍不合理,以中龄林和近熟林占的比例最大,无过熟林。因此,需要采取相应的措施,调整并恢复林场的合理森林结构,实现森林资源的可持续经营。

金沟岭林场混交林TWINSPAN分类及演替序列分析

采用TWINSPAN分类方法,对吉林金沟岭林场混交林进行了数量分类,并分析了混交林演替规律。结果表明:利用该方法可将研究区域混交林分为7种森林类型,其分布特点是从白杨榆杂阔叶混交林到云冷杉红松混交林的面积比例逐渐增大,其中所占比例最大的是云冷红-椴枫色针阔混交林,其次是云冷红-白杨枫椴针阔混交林,这两类混交林合计比例为55.4%,该区的顶极群落——阔叶红松林所占比例仅为8.4%。说明云冷杉红松针阔混交林是金沟岭林场的主要森林类型。演替规律分析表明,7种混交林类型呈现出明显的演替特征。总的趋势是先锋树种由强变弱,伴生树种和针叶顶极树种由弱变强,呈后来者居上的趋势,最终将形成具有稳定树种组成结构的阔叶红松林。

我国森林资源数据共享现状及建议

文中在介绍国外森林资源数据共享现状和发展趋势的基础上,重点分析了我国的森林资源数据共享现状及存在的问题。国外在森林资源共享方面已经建立了比较完善的共享服务机制,共享的数据资源非常丰富。数据共享对其林业科技发展的作用十分明显。近几年,我国森林资源数据共享工作进展迅速,在标准规范研制、数据加工整合、共享平台与机制等方面取得了显著的进展。但与国外相比,还存在诸多问题急待解决,主要表现在观念陈旧、共享机制不完善、数据资源整合缓慢等方面。最后,提出了进一步加强我国森林资源数据共享工作的建议。

林木病虫害文献检索系统

从国内外有关权威刊物中筛选出了两万余条有关进境森林植物的检疫性及危险性病虫资料，采用集成化的程序结构、模糊查询方法，编制了实用的计算机软件系统。系统具有操作简便、查询快速、数据易于扩充等特点，适用于森林保护及植物检疫部门。

延庆县森林资源时空动态分析与评价

以北京市延庆县为研究对象,以1999年和2004年森林资源调查数据为基础,以地理信息系统为技术支持,分析和评价了5年间该场森林资源的数量、种类及其结构在时间和空间上的动态变化。结果表明:研究区域林地面积比例由71.39%上升至75.38%,增长了4%,在林地内部,有林地面积增长较明显,增加了约14%。总蓄积量增长了43.6万m3,达158.24万m3,增长了38.1%。延庆县全境以栎类林为代表的次生的天然林占主体地位,蓄积也占绝对优势。受人工造林的影响,导致整体平均胸径和平均高减少,也使得侧柏、落叶松、油松等树种分布扩大。全县林分五个林龄组的面积构成呈倒J型分布。

计算机技术在国外林业中应用的现状及发展趋向

本文详细论述了决策支持系统、人工智能、３Ｓ系统、计算机网络等计算机技术在国外林业中应用的现状，并对其发展趋势作了展望。近年来，计算机技术在林业上的应用日趋广泛，使林业的管理技术和研究手段发生了很大变化，计算机已成为林业生产和科研上最有力的手段及必备工具。随着计算机软硬件性能的不断提高和各种决策理论的不断发展，各种单项技术将在不断完善的基础上趋于结合，向着智能化、集成化的方向发展，将极大地促进计算机技术在林业上的应用走向深入。

森林资源信息共享中信息的分类与编码研究

本文基于森林资源信息共享的需求,提出了森林资源信息分类和编码的原则和方法。森林资源信息采用混合分类法分为5个基本类别和18个大类,在此基础上进一步分成12个实体类。森林资源信息的编码包括信息实体分类编码、实体码和实体特征编码三部分。森林资源空间信息的实体特征编码参照国家标准结合本分类方法进行扩充。

景观格局及动态研究进展

景观格局的研究主要包括景观类型的组成分析、多样性和异质性,常用的景观组成分析方法主要有地统计学、聚块样方方差分析、趋势面分析等.景观多样性包括景观类型多样性、斑块多样性和格局多样性;常用的景观类型多样性测定指标有类型的多样性指数、优势度、均匀度和丰富度等;常用的斑块多样性测定指标有斑块的数目、面积、形状、破碎度、分维数等;格局多样性的测定指标包括修改分维数、聚集度、连通性等.景观异质性的研究主要集中在景观异质性形成的机理和对景观生态学过程的影响方面,景观动态的研究,包括景观动态变化分析、模拟和景观动态驱动因子的研究,景观动态变化分析大多采用遥感和GIS相结合的手段.在景观动态模拟模型方面,以细胞自组织模型和马尔柯夫模型应用研究最多.景观动态驱动因子的研究主要集中在人为驱动因子方面,方法还不成熟.