基于森林潜在生产力评价模型的林地分等及应用

林地是重要的林业生产资料,科学合理地划分林地等级,能够真实、全面地反映林地的质量差异,为政府宏观调控林地市场和加强林地管理提供决策依据。以标准林分蓄积量为森林潜在生长力评价要素,划分林地质量等级,构建与林地质量分等指标有关的森林潜在生产力评价模型,采用LM—UGO法估算参数,选用相关系数、均方差、残差平方和、卡方检验评价模型拟合优度,并以武夷山市和武夷山国家公园森林资源为案例开展林地质量分等应用。结果表明:1)建立的森林潜在生产力评价模型,相关系数0.966、均方差1.726、残差平方和286.095、卡方检验33.898,确定的年均气温、年均降水量、腐殖质层厚度、土层厚度、坡度、坡位等6个林地分等指标因子的权重分别为0.08,0.22,0.27,0.26,0.10,0.07。2)依据连年生长量和平均生长量,确定林地质量分等的基准年龄为20 a。3)武夷山市和武夷山国家公园林地质量等级以3,4等级占比较大,1等级最少,林地潜在生长水平处于中等水平;各等级面积占比与海拔(地貌)关系显著,呈幂函数或多项式关系。构建与林地质量分等指标有关的森林潜在生产力评价模型,可以避免层次分析法、灰色关联分析法等经典决策分析方法确定指标因子权重的主观性问题。

乔木林可变利率林木价格评估模型的构建

【目的】探究林木资产经济价值核算方法,解决森林资源资产评估技术中存在的问题,科学、合理、公正地计算林木资产价格,为森林资源资产评估提供技术支撑。【方法】以杉木人工林、马尾松人工林、马尾松天然林、硬阔叶树人工林、天然硬阔叶树林和桉树人工林为研究对象,利用收获现值法和科夫蓄积量生长方程构建一种乔木林可变利率林木价格评估模型,采用实测样地数据经Matlab软件估算模型参数,用剩余标准差(SEE)、总相对误差(TRE)、平均系统误差(MSE)、平均相对误差绝对值(MPSE)、平均预估精度(MPE)等指标评价模型的适用性,在固定利率4%下与重置成本法、收获现值法、市场价倒算法等传统评估方法的计算结果进行比较与分析。【结果】①建立的6种树种(组)科夫蓄积量生长模型的适用性评价指标SEE和MPSE均小于10%,TRE和MSE均在±10%范围内,MPE均小于3%,表明模型精度较高,可用于森林资源资产的评估。②乔木林可变利率林木价格评估模型经迭代计算后,得到杉木人工林、马尾松人工林、马尾松天然林、硬阔叶树人工林、天然硬阔叶树林、桉树人工林的利率分别为7.5%,6.6%,5.7%,5.8%,5.3%和7.9%。③与传统评估方法相比,采用乔木林可变利率林木价格评估模型计算的6种树种(组)的林木价格均随林分年龄增大而增加,符合林木价格与年龄之间的正常关系。④6种树种(组)各龄组采用可变利率模型计算的林木价格均表现为高龄组大于低龄组,而各龄组采用固定利率模型计算的林木价格仅在森林成熟龄较小的杉木和桉树人工林2种林分中未出现倒挂现象,其他树种(组)均出现不合理的倒挂问题。【结论】乔木林可变利率林木价格评估模型解决了林木资产评估过程中各龄组林木因评估方法不同造成的评估结果不衔接问题,实现了与重置成本法、收获现值法和市场价倒算法估价结果的相容。

杉木主伐林分材种结构及其出材率模型研建

【目的】明晰杉木主伐林分的材种结构规律并构建合理的林分出材率模型,为我国杉木人工林木材产量提高、营林技术提升以及经营方案优化提供科学依据。【方法】根据福建省6个国有林场近15年的杉木人工林492块伐区调查数据,选用林分平均胸径、平均高、年龄、蓄积量、密度、立地质量等林分因子,探讨林分规格材、非规格材、经济材、薪材、商品材、废材6种材种出材率对各因素的响应。在此基础上筛选影响材种出材率的主要林分因子,构建杉木主伐林分材种出材率模型,并对模型进行适用性评价。【结果】杉木主伐林分的各林分因子中,林分平均胸径和平均高对各材种出材率的影响最大,且远高于其他林分因子,其次为林分蓄积量、年龄和密度,立地质量的影响相对较小。以林分平均胸径和平均高为自变量构建杉木主伐林分的规格材、经济材、薪材出材率模型,模型拟合及检验效果均良好,以此为基础构建非规格材、商品材、废材出材率模型。对不同径阶的各材种出材率模型进行预测误差计算,预测误差均较小,且误差分布较为均匀。【结论】本研究揭示了杉木主伐林分的材种结构规律及其影响因子,建立的出材率模型体系可用于杉木主伐林分的出材率测算,为杉木人工林合理生产计划的制定提供支持。

马尾松人工林种群自然稀疏模型的研究

在福建北部丘陵山区生长发育正常的各种类型的马尾松人工林中,设置固定样地,测算胸径、株高、优势高、株数、蓄积量、年龄等数据,以植物种群生物量增长模型(dBdt=rB[1-(B/K)θ])和3/2自疏法则为理论依据,推导出森林自然稀疏过程密度变化规律的模型:N={[A(1+ce-ft)b]-p-[A(1+ce-ft0)b]-p+N-p0}-1p,该模型适用于描述各种密度林分的自然稀疏规律。经用闽北马尾松人工林固定样地资料验证,证明此模型能很好地拟合实际的密度观察资料,显示了较高的准确性和较大的适用性,有良好的使用价值。

闽北天然阔叶林生长模型的研制及应用

以闽北地区无人为干预的天然阔叶林为对象建立林分生长模型并提出预估方法。当森林经理调查获得小班各林分因子后 ,应用作者研制的林分生长模型及预估方法 ,可以对无人为干预的天然阔叶林小班森林资源数据进行连续预估和动态更新。还以最大密度林分株数和平均胸径存在的幂函数关系为依据 ,提出了林分相对密度指标 ,并从理论上推导出一个自然稀疏模型 ,为掌握林分密度动态和应用生长模型、实现无人为干扰林分的动态预估提供了一条切实可行的途径。

柳杉人工林密度效应新模型

根据植物种群平均单株材积增长模式和最终产量恒定理论,提出一种新的植物种群密度效应机制模型:V-β=ANβ+B.这里N和V分别为林分密度和平均单株材积;A、B、β分别是随生长阶段而变化的参数.采用柳杉人工林标准地密度变化调查材料进行验证,表明该模型能很好地摸拟柳杉人工林种群密度效应规律,明显优于目前林分密度控制中最常用的密度效应倒数模型和二次效应模型,显示了较大的优越性和较高的准确性.在新的密度效应机制模型中,取β=1可得密度效应倒数模型,该模型仅为文中新模型的一个特例.

马尾松造纸原料林生长收获预估模型的研究

以年龄、地位指数、初植密度为辅助变量 ,利用 Korf方程建立林分密度指数动态预估模型 ,从模型相容性思想出发 ,研制了马尾松造纸原料林全林分模型 ,模型经检验精度高、误差小 ,且能反映林分测树因子动态变化及因子之间关系的基本规律 ;

林分价值的密度效应模型及其应用

在同一生长阶段上 ,林分价值随密度增加而上升 ,当密度增加到某一值时达到最高 ,尔后随立木密度的增加而下降 ,这种密度对林分价值的效应规律可用二次效应模型表示。以林分价值的密度二次效应模型为基础 ,采用连续状态的动态规划方法建立林分经营密度模型 ,符合人工林林分生长规律 。

杉木人工林林分出材率表编制方法的研究

应用单株木二元材积方程、二元材种出材率表计算林分蓄积量和出材量的基本原理 ,推导出编制林分出材率表的计算公式。在此基础上 ,利用杉木人工林现场实际造林样木 ,选择Richards方程建立以胸径、树高为辅助因子的累积材种出材率模型 ,据以估计单株材种出材率。然后 ,分别应用直径分布参数回收技术法和相对树高曲线模型 ,预测林分各径阶株数概率及径阶平均高 ,结合二元材积方程 ,编制了杉木人工林林分出材率表。表 1参

马尾松可变参数削度方程及应用

利用经孟宪宇改进的 Demaerschlk削度方程 ,描述了马尾松人工林干形变化规律 ,通过对其削度方程中干形参数 B的变化规律的分析 ,建立了以高径比为辅助变量的可变参数削度方程 ;在此基础上 ,提出了二元材种出材率表、一元材种出材表、地径出材率表和林分材种出材率表编表方法 ,为实现数表系列化提供了途径 .

马尾松造纸原料林经济成熟的研究

在森林持续经营和考虑资金时间价值的基础上,从森林年平均货币收获量最大出发,提出了一个新的经济成熟龄计算公式,结合林分蓄积量、平均胸径、平均高、出材率和木材价格等因子模型,测算了不同立地类型的马尾松造纸原料林的经济成熟龄。分析了森林货币总收入、总支出、纯收入、年均纯收入的变化规律,探讨了木材价格、成本、利率等经济指标对马尾松造纸原料林经济成熟龄的影响。

免疫进化算法在建立地位指数曲线模型中的应用

选择Schumacher方程构建优势高和地位指数均能写成显式表达式的多形地位指数曲线模型,以同时兼顾优势高和地位指数的估测误差最小为目标函数,采用免疫进化算法求解参数.实例分析表明:该文建立的多形地位指数曲线模型能够客观地反映不同立地下优势高的生长规律,且误差小,应用方便.

同龄纯林自然稀疏密度变化的研究

根据植物种群生物量的增长模式和最大密度法则 ,应用Korf生长方程推导出同龄纯林最大密度的林分和一般密度的林分在自然稀疏过程中密度变化规律的模型。实例验证表明 ,本文所提出的自然稀疏模型有较高的准确性和较大的适用性 。

马尾松人工林林分出材率表的研制

提出了林分材种出材率表研制的基本原理和方法 ,采用现场实际造材样木建立了单株二元材种出材率模型 ,配合二元材积方程、 Weibull分布、相对树高曲线模型 。

杉木人工林可变密度收获表的编制

利用Richards方程，建立以林分年龄、地位指数、林分密度指数为输入变量，林分总断面积、平均胸径为输出变量的生长模型，误差分析表明该模型适用．在此基础上，编制了杉木人工林可变密度收获表．

福建省人工杉木单木碳储量模型研制

在福建省境内不同林龄、立地和密度的人工杉木林分中收集175株样木,采用伯克霍特(Berkhout)一元模型C=aDb及山本式二元模型C=aDbHc分别建立了人工杉木单木全树及各器官碳储量模型。经过参数估计和检验,结果表明,人工杉木单木一元全树及各器官碳储量模型的相关指数≥0.962 2,预估精度≥96.81;人工杉木单木二元全树及各器官碳储量模型的相关指数≥0.969 1,预估精度≥97.69%,均达到了林业行业标准规定的预估精度要求。

用均匀设计试验法和单纯形法建立生长模型

用Ｒｉｃｈａｒｄｓ方程作为杉木人工林生长模型，按照均匀设计试验法的要求选择标准地，用改进单纯形法求解生长模型的参数．用均匀设计试验法结合单纯形法建立生长模型，不仅可以满足精度要求，而且所需要的标准地数量极少，大大地减少了经费和时间，在林业生产上有重要的经济意义．

同龄纯林密度效应新模型的研究

根据植物种群生物量增长模式和最终产量恒定理论,提出一种新的同龄纯林密度效应模型:V-β=ANβ+B.这里N和V分别为林分密度和平均单株材积;A、B、β分别是随生长阶段而变化的参数.采用杉木人工林密度试验材料进行验证。表明该模型能很好地拟合实际的观测资料,明显优于目前常用的密度效应倒数模型和二次效应模型,显示了较大的优越性和较高的准确性.在新的密度效应模型中,取β=1可得密度效应倒数模型,即密度效应倒数模型仅为本文新模型的一个特例.

柳杉人工林单木材积生长模型的研究

本文将柳杉人工林单株木的林积生长量作为年龄、地位指数、竞争指数的函数，建立单木生长模型。研究结果表明：简单竞争指数优于竞争压力指数，而在简单竞争指数中，竞争木取６株和８株差别不大，均优于竞争木取４株。进一步的分析表明：在不受人为干扰的林分中，竞争木取６株和８株的简单竞争指数在一定时期内保持相对稳定的状态，与林分年龄和立地质量关系不密切，而与胸径之间存在着密切的相关关系。其值随着胸径的增大而减小，二者之间的关系用双曲线和幂函数拟合较为适宜，由此建立的简单竞争指数预估模型，扩大了单木生长模型的运用范围。在理论上和实践上均有重要的意义。

杉木简单竞争指数及生长模型的研究

杉木胸径生长量随简单竞争指数的增大而减小，二者之间关系用指数函数拟合是适宜的．林分内简单竞争指数的最大值为平均值的１．５～２．１倍，最小值为０．５～０．７倍．林分株数按简单竞争指数的分布可用对数正态分布拟合，由此建立的各竞争指数级林木株数预估模型，结合单木生长模型，可对林分内各生长级的林木株数作出预估，为合理的抚育间伐提供依据．径阶平均竞争指数随直径增大而减小，二者之间关系用指数函数拟合是适宜的，相关系数均在０．９３以上，径阶平均竞争指数预估模型的建立，简化了竞争指数的测算，扩大了单木生长模型的适用范围，为建立从单木到全林分的整体生长模型提供了一条途径．