收藏本站
《中南林业科技大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

森林生态系统经营决策与自适应模型研究

刘素青  
【摘要】:森林生态系统经营概念始于上世纪九十年代初的美国,随后在美国国有林中实践,形成一些实用的理论和方法。我国也是上世纪末本世纪初开展这项工作,目前对森林生态系统经营概念没有形成共识,处于百花齐放的状态。国内开展了一些森林生态经营实证研究,但大多数是从群落演替和恢复措施上进行。然而森林生态系统经营的实质应该是以系统的结构调整为起点,建立起一个自适应机制,维持森林生态系统功能的完整性、持续性,维持生态系统长期健康稳定和持久的林地生产力。为此开展森林生态系统经营理论、技术和方法的研究,既是当前林业生产迫切需要解决的实际问题,也具有重要的理论和现实意义。 本研究以GIS为数据平台,以功能价值方法对研究区内的森林生态系统进行评价;根据森林生态系统经营的特点,建立相适应的森林生态系统经营;以主成份分析法和聚类分析法,在分类经营的基础上,在景观尺度上对经营类型进行组织;应用Monte Carlo方法对森林生态系统中的林分结构和近自然经营单木技术进行模拟,为生态系统经营提供参考;应用协整技术,研究系统内林分因子之间的关系,建立它们的协整系统,从而建立因子之间的自适应模型;应用系统解析模型,建立森林生态系统经营的森林生态系统与自然、社会、人类之间的关系模型,为生态系统经营决策提供参考。 应用影子价格法、模拟市场法、等效应相关替代法等对研究试验区的生态系统进行经济效益、社会效益、生态效益的综合评价。本研究试验区森林生态系统功能价值总量为46481万元,直接经济效益与间接经济效益之比为1:23。其0中生态价值为44008万元,社会价值为554万元,经济价值为1919万元。从工农业用生产方面考察本系统水资源的承载能力,本系统可提供的有效水资源17815348m3,可支撑的工业值10298万元,可支撑的粮食生产12470744kg。从CO2和SO2吸收方面考察本系统的消纳能力,可吸收二氧化碳144705875kg,折合328877000kg标准煤;可吸收二氧化硫364414kg,折合18221000kg标准煤。从直接经济效益与间接经济的比值说明本系统的结构比较合理,功能比较完善,生态功能价值比高。 从研究森林生态系统经营的边界出发,在分类经营理论和景观生态学原理指导下,提出了森林生态系统经营的区划理论和方法。把本研究试验区的森林生态系统划分为2大类5个亚类。森林生态系统的经营原则:尽量保留现有森林景观类型原则、扩大当地顶极群原则、坚持分类经营,提高集约经营程度原则。 本研究从森林生态系统经营的概念出发,根据森林生态系统经营的特点,提出了以近自然经营技术为基础的森林生态系统经营决策模型,应用Monte Carlo技术,在计算机进行模拟,并在实际系统中进行了检验,比较理想地达到决策目的,所提出的模型简单、可操作性强,不适为森林生态系统经营中较为理想的一种决策模型。 把Monte Carlo方法应用在森林生态系统中的林分模拟和森林生态系统经营模拟,提出了模拟算法,并进行了实际模拟检验,为林业研究提供了一种新尝试。根据森林生态系统经营的目的,提出了基于近自然经营技术的经营决策因子:多样指数、角度尺、大小比、最小半径、目的性指数、健康指数、空间密度指数等,并指明了各因子的决策准则。 根据森林生态系统经营中系统的特性,提出了两种决策模型,并在计算机上进行了模拟检验,能够很好地实现决策目的。这2种模型均是维持生态系统结构和功能持续为目的,以顶极群落为目标,以恢复系统的自然状态为出发点进行决策和调整。模型1实现森林生态系统内林木均匀自然分布,模型2实现森林系统内具有林窗便于林木自然更新的林木分布结构。 林分是组成森林生态系统的基本单位之一,林分因子既是林分属性的刻画因子,同样也是森林生态系统属性的刻画因子。林分因子的变化影响森林生态系统的变化和发展。因此研究林分因子的规律对研究森林生态系统同样具有重要的意义。本研究应用协整理论,研究树高和胸径2个重要林分因子关系和变化规律,建立了基林分因子的自适应模型。研究结果表明:滞后阶数为1时,胸径和树高互为Granger原因,滞后阶数为2时,树高是胸径的Granger原因,但胸径不是树高的Granger原因,说明两者比较起来,树高的影响时间更长;在树高与胸径的协整模型中,ECi-1的系数是负的,这正是反馈调整的机理所在,ECi-1就实际值与模型值的差异,当ECi-10,表示结果偏小,需要对结果调整增大;ECi-10,说明结果偏大,需要对结果调整减小。说明森林系统中林分的协整系统模型具有自适应机制。森林林分的协整系统中,树高和胸径生长系数β1i和β2i系数符相反,前期胸生长有利于本期树高生长,前期的树高生长对本期的高生长不利。从模型分析也可以得到,胸径生长有得树高生长。所以在森林培育中,要更注重胸径的培育,在促进胸径生长的同时,促进树高的生长,最终达到整个林分的生长。 森林生态经营系统是一非常复杂的系统,受众多因子影响,既有系统自身因子,又有系统之外的环境因子和社会经济因子,各因子交织在一起。为了研究这些因子复杂关系,建立了它们的解析结构模型。森林生态系统经营具有多个目标,包括经济目标、社会目标和生态目标,是森林生态系统经营因子解析模型的总目标层。解析模型的第一层(最底层)为工农业生产比值,第二层主要是气候环境因子,第三、第四层影响因子主要是经营集约程度因子、经营措施因子等。第五层为投入产出比因子,第六层为景观因子和生产力因子。 本研究的主要创新点: (1)在森林生态系统经营中,提出了森林生态系统经营的边界和森林生态系统经营区划的原则和方法。 (2)把Monte Carlo模拟方法用于森林生态系统林分的模拟和森林生态系统经营模拟,为林业研究方法提供了一种新的途径。 (3)提出了森林生态经营决策定量因子及其确定方法,根据森林生态经营的概念,提出了两种类型的森林生态系统经营决策模型。 (4)根据协整理论和方法,建立了森林生态系统经营中林分因子的自适应模型。 (5)根据解析结构模型理论,构建了森林生态系统经营影响因子的定性关系模型。 本研究的展望: 森林生态系统经营研究是森林经营研究的热点和难点之一,森林生态系统经营的概念处于百花齐放,没有统一。其理论和技术也不完善,在生产实践中没有可行的方法。通过本研究,可以在理论和技术为森林生态系统经营提供一点借鉴,并为生产上提供一种可操作的方法。森林生态系统经营就是人们主动对森林生态系统调整和“干扰”,在森林生态系统经营中的采伐强度是一个重要的经营技术指标,决定了森林生态系统的调整强度和调整过程。如何确定采伐强度成为森林生态系统经营研究的重要内容。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:S718.5

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 关裕宓;植物的能量利用与热机原理初探[J];北京林业大学学报;1994年01期
2 杨利民,王仁忠,李建东;松嫩平原主要草原群落放牧干扰梯度对植物多样性的影响[J];草地学报;1999年01期
3 吴承祯,廖成章,洪伟,钱莲文;长苞铁杉林主要木本植物种类组成的局域分布[J];福建林学院学报;2002年03期
4 李建贵,潘存德,梁瀛;天山云杉天然成熟林种群分布格局[J];福建林学院学报;2001年01期
5 陆元昌,雷相东,国红,姜磊;西双版纳热带雨林直径分布模型[J];福建林学院学报;2005年01期
6 洪伟,吴承祯,曾起郁,蓝斌;杉木人工林计算机辅助经营系统的研究[J];福建林学院学报;1995年01期
7 杜文渊,杨丽;我国生态经济功能区划研究进展[J];环境科学与技术;2004年06期
8 张卓文,廖纯燕,邓先珍,刘刚,陈玉生;森林水文学研究现状及发展趋势[J];湖北林业科技;2004年03期
9 李克让,陈育峰;全球气候变化影响下中国森林的脆弱性分析[J];地理学报;1996年S1期
10 王绍强,周成虎;中国陆地土壤有机碳库的估算[J];地理研究;1999年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吕勇;森林资源资产评估专家系统研究[D];中南林学院;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王晓春,王云,王晓光;森林系统对环境变化响应的研究近况[J];浙江化工;2003年06期
2 罗诚彬,方升佐,田野;杨树根系浸提液对3种牧草种子萌发及幼苗生长的影响[J];植物资源与环境学报;2003年04期
3 杨国靖,肖笃宁,周立华;祁连山区森林景观格局对水文生态效应的影响[J];水科学进展;2004年04期
4 李建强,安慧君,姚国庆,胡桂花;阔叶红松林结构研究[J];内蒙古科技与经济;2004年20期
5 王介勇,赵庚星,王祥峰,王丽华,刘世美,刘涛;论我国生态环境脆弱性及其评估[J];山东农业科学;2004年02期
6 卢丽萍,高贤彪,吴建明,高弼模,杨果,管力生,杨光;山东省土壤代换性镁含量分布特征及评价[J];山东农业科学;1995年06期
7 刘光栋,杨力,宋国菡,泉维洁,卢桂菊,韩秀香,邵良栋;镁钙营养对肥城桃品质影响及合理用量的研究[J];山东农业科学;1998年06期
8 黄金芳;肖华山;;VA菌根的研究进展及应用展望[J];安徽农学通报;2006年02期
9 罗宁,孙桂英,刘桂华;不同人工林土壤水分涵蓄量的初步研究[J];安徽农业科学;1999年04期
10 王允青,武际,朱宏斌,李孝勇,鲁伊宁,郭熙盛;酸性红黄壤施用白云石对小麦、红豆产量的效应[J];安徽农业科学;2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周建;;需求随机的无能力约束的资源配置问题[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(下卷)[C];2000年
2 韩永刚;杨玉盛;;森林水文效应的研究进展[A];福建省水土保持学会2006年学术年会论文集[C];2006年
3 黄河潮;林鹏;卢兆明;;p-中位数法在城市应急避难所规划中的应用[A];中国灾害防御协会——风险分析专业委员会第一届年会论文集[C];2004年
4 兰健;赖家业;刘凯;招礼军;黎向东;;广西珍稀濒危植物研究概况[A];生态安全与可持续发展——广西生态学学会2003年学术年会论文集[C];2003年
5 王敏;黄沈发;王虹扬;黄宇驰;;上海城市生态功能区划与可持续发展研究[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(上卷)[C];2006年
6 高吉喜;韩永伟;;海城市国土资源主体功能区划分及其生态控制对策[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2007年
7 付绍春;谭著明;;外生菌根与森林可持续经营[A];飞天山丹霞地貌与生态旅游学术研讨会论文集[C];2002年
8 叶兵;管伟;王彦辉;柳立兵;;北京延庆县上辛庄流域人工林雨季水分输入与土壤水分研究[A];发展水土保持科技、实现人与自然和谐——中国水土保持学会第三次全国会员代表大会学术论文集[C];2006年
9 方向京;张志;李笑吟;孙大庆;;用于森林景观干扰、管理和演替模拟的LANDIS模型[A];发展水土保持科技、实现人与自然和谐——中国水土保持学会第三次全国会员代表大会学术论文集[C];2006年
10 秦伟;朱清科;;绿色GDP核算中森林保育土壤价值的研究进展[A];《中国水土保持科学》第1届4次编委会会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李景刚;基于资源价值的土地可持续利用规划研究[D];南京农业大学;2006年
2 党海山;秦巴山地亚高山冷杉(Abies fargesii)林对区域气候的响应[D];中国科学院研究生院(武汉植物园);2007年
3 武刚;区域森林资源管理决策问题的理论研究[D];北京林业大学;2002年
4 徐琳瑜;城市生态系统复合承载力研究[D];北京师范大学;2003年
5 田明华;中国森林资源投入产出及纳入市场运作体系的研究[D];北京林业大学;2002年
6 赵天忠;区域森林资源战略规划几个关键环节的研究[D];北京林业大学;2002年
7 黄雪夏;紫色水稻土有机碳固定及碳汇效应[D];西南农业大学;2005年
8 李瑞雪;三峡库区小流域治理模式和决策支持系统研究[D];西南农业大学;2005年
9 杨殿林;呼伦贝尔草原群落植物多样性与生产力关系的研究[D];内蒙古农业大学;2005年
10 吕勇;森林资源资产评估专家系统研究[D];中南林学院;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑庆钟;民勤绿洲边缘沙漠化治理与水环境驱动机制研究[D];甘肃农业大学;2006年
2 陈若缇;水坝工程环境影响后评价与环境资源价值损失核算[D];西北农林科技大学;2006年
3 单玲;芦苇生物量及其土壤碳氮垂直分布规律性的研究[D];新疆大学;2007年
4 李芳菲;基于GIS的森林可持续经营决策的研究[D];东北林业大学;2007年
5 张晋爱;黄土高原不同植被覆盖下土壤质量的时空变异特征[D];西北农林科技大学;2007年
6 王力;基于“3S”技术的小城镇土地利用动态监测研究[D];河北农业大学;2005年
7 刘建立;河北丰宁坝上地区植被恢复研究[D];河北农业大学;2005年
8 张海军;天保工程区森林资源经营管理政策研究[D];河北农业大学;2005年
9 刘守赞;黄土高原沟壑区小流域土壤有机碳分布特征及影响因素[D];河北农业大学;2005年
10 乌日汗;额济纳胡杨光合和水分生理特性的研究[D];内蒙古农业大学;2005年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐化成;美国新林业学说的理论和实践[J];北京林业大学学报;1991年04期
2 关玉秀,张守攻;竞争指标的分类及评价[J];北京林业大学学报;1992年04期
3 赵利群;翁国盛;高秀芹;;次生林综述[J];防护林科技;2006年05期
4 江希钿,邱学清;杉木简单竞争指数及生长模型的研究[J];福建林学院学报;1994年03期
5 王宗军;综合评价的方法、问题及其研究趋势[J];管理科学学报;1998年01期
6 唐守正,杜纪山;利用树冠竞争因子确定同龄间伐林分的断面积生长过程[J];林业科学;1999年06期
7 黄家荣;马尾松人工林单木竞争指标及生长模型研究[J];林业科技;2001年03期
8 吕勇,曾思齐,安里练雄,夏海明;天然次生林改造问题的探讨[J];林业资源管理;2003年06期
9 郭浩,步兆东,陈国山,章永光,郭菊兰;人工林培育技术与景观生态学[J];世界林业研究;2003年01期
10 邵青还;对近自然林业理论的诠释和对我国林业建设的几项建议[J];世界林业研究;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许新桥;西方近自然林业理论研究及其应用问题探讨[D];中国林业科学研究院;2007年
2 安慧君;阔叶红松林空间结构研究[D];北京林业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王超;北京西山风景林抚育间伐技术研究[D];北京林业大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈利顶,傅伯杰;干扰的类型、特征及其生态学意义[J];生态学报;2000年04期
2 阳含熙,谢海生;长白山红松混交林干扰历史的重构研究[J];植物生态学报;1994年03期
3 王炳贵,陈建设,郭剑峰,曹辉;厦门天竺山森林公园森林景观资产初步评估[J];北京林业大学学报;1999年06期
4 洪伟,吴承祯,曾起郁,蓝斌;杉木人工林计算机辅助经营系统的研究[J];福建林学院学报;1995年01期
5 任王君,刘晓春;系统动力学模型在森林资源资产管理中的应用[J];甘肃林业科技;1998年04期
6 余清云;应用林分解析法编制货币收获表[J];华东森林经理;2002年02期
7 顾冲时,吴中如;龙羊峡大坝实时分析专家系统[J];管理科学学报;1997年01期
8 姜恩来,张颖,曹克瑜;海南省森林资源的价值评价[J];绿色中国;2004年02期
9 魏远竹,任恒祺,张春霞;森林资源资产化管理的必要性和可行性分析[J];林业经济问题;2001年04期
10 吕勇;杉木人工林生长率模型的研究[J];林业科学;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张卫民;北京城市可持续发展综合评价研究[D];北京工业大学;2002年
2 刘怀;毛竹竹冠节肢动物群落及竹裂爪螨、竹盲走螨生物学生态学研究[D];西南农业大学;2001年
3 齐实;水土保持可持续发展研究[D];北京林业大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 徐文科;黑龙江省带岭林业局森林生态系统经营多目标决策[D];东北林业大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯宗炜,陈楚莹,王开平,张家武,曾士余,赵吉录,邓仕坚;亚热带杉木纯林生态系统中营养元素的积累、分配和循环的研究[J];植物生态学报;1985年04期
2 刘素青;李际平;;森林生态系统中林分胸径和树高的Granger因果关系研究[J];林业科技;2007年01期
3 代顺民;陈尚财;车勇;李俊荣;;木里~西昌500kV输电线路工程占用林地森林生态系统服务功能价值定量研究[J];四川林勘设计;2010年03期
4 聂道平;森林生态系统营养元素的生物循环[J];林业科学研究;1991年04期
5 吴泽民;森林生态系统研究进展[J];安徽农业大学学报;1989年04期
6 王萍;;森林碳循环模型概述[J];应用生态学报;2009年06期
7 马长欣;刘建军;康博文;孙尚华;任军辉;;1999—2003年陕西省森林生态系统固碳释氧服务功能价值评估[J];生态学报;2010年06期
8 张万儒;国外森林土壤研究现状与趋向[J];世界林业研究;1990年02期
9 张永利;杨峰伟;鲁绍伟;;青海省森林生态系统服务功能价值评估[J];东北林业大学学报;2007年11期
10 冯育青;陈月琴;陶隽超;;苏州森林生态服务功能价值评估[J];华东森林经理;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马娅;匡耀求;黄宁生;;广东省森林生态系统价值核算[A];2007中国可持续发展论坛暨中国可持续发展学术年会论文集(3)[C];2007年
2 铁铮;;森林是最大有机碳库[A];低碳经济与林业发展论——中国林业学术论坛·第6辑[C];2009年
3 谷勇;殷瑶;齐泮伦;吴昊;;森林碳储量研究进展[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
4 林媚珍;陈志云;蔡砥;姜喜东;刘妍;;梅州市森林生态系统服务功能价值动态评估[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
5 黄郁明;程明纶;;黄山市森林生态系统蓄水调节功能浅析[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
6 龙勤;邹平;孟利清;;基于熵的自然保护区森林生态系统持续与协同的研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
7 刘建军;康永祥;马长欣;姚正阳;;陕西省森林固碳增汇功能评估[A];低碳陕西学术研讨会论文集[C];2010年
8 黄初龙;;帽儿山森林生态系统蚯蚓生态功能研究[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
9 焦全军;张霞;卫征;陈良富;张兵;;基于叶片光谱的森林叶绿素浓度反演研究[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
10 赵庆建;蔡志坚;;森林生态系统生产力适应性管理模型[A];低碳经济与林业发展论——中国林业学术论坛·第6辑[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗丹丽;翠绿重新染瑶乡[N];韶关日报;2010年
2 陈忠权;本市构筑城市森林生态系统[N];天津日报;2007年
3 那春风;我国森林生态系统定位研究成果丰硕[N];中国绿色时报;2003年
4 曹清尧 那春风;森林生态系统定位研究成果丰硕[N];人民日报;2003年
5 本报记者 张红梅 朱樱子;李渤生:震后亟须恢复与再造山地森林生态系统[N];中国绿色时报;2008年
6 杜景梅 刘辉 伊连生;林区未来的路怎么走[N];黑龙江经济报;2004年
7 姜澎;上海应尽快建森林生态观测站[N];文汇报;2007年
8 记者 简菊芳;中国森林生态服务年总价值10万亿元[N];中国气象报;2010年
9 记者 王翰林;我国森林生态系统定位研究取得巨大成就[N];科技日报;2003年
10 赵永新;实现森林资源可持续经营 建设稳定的森林生态系统[N];人民日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘素青;森林生态系统经营决策与自适应模型研究[D];中南林业科技大学;2006年
2 史宇;北京山区主要优势树种森林生态系统生态水文过程分析[D];北京林业大学;2011年
3 刘文国;湖南岳阳滩地抑螺防病林生态系统水热、CO_2通量研究[D];中国林业科学研究院;2010年
4 高述超;长沙城市森林生态系统养分循环与碳平衡研究[D];中南林业科技大学;2010年
5 刘楠;缙云山典型林分对径流水质的作用及评价研究[D];北京林业大学;2011年
6 张胜利;秦岭南坡中山地带森林生态系统对径流和水质的影响研究[D];西北农林科技大学;2005年
7 孙晓娟;三峡库区森林生态系统健康评价与景观安全格局分析[D];中国林业科学研究院;2007年
8 孟祥江;中国森林生态系统价值核算框架体系与标准化研究[D];中国林业科学研究院;2011年
9 龙勤;基于熵的森林生态系统类型自然保护区协同与可持续研究[D];昆明理工大学;2012年
10 于显威;油松和樟子松人工林水分生产函数及结构调控模型的研究[D];北京林业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李明辉;天山云杉天然林林分空间格局的研究[D];新疆农业大学;2000年
2 朱鸿伟;森林生态系统的抗冰冻灾害能力研究[D];中南林业科技大学;2011年
3 庞勇;星载SAR干涉测量林分平均高估测研究[D];中国林业科学研究院;2000年
4 李晓曼;广州市城市森林生态系统碳循环研究[D];中南林业科技大学;2008年
5 尹飞;遂昌县森林生态系统价值评估[D];浙江农林大学;2011年
6 王传立;林分空间结构优化计算机辅助系统研究[D];中南林业科技大学;2008年
7 孙颖;宁夏森林生态系统服务功能价值评估研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 罗磊;基于3S的天山中部沙湾林场森林生态系统健康评价[D];新疆大学;2012年
9 舒娱琴;基于林分生长规律的虚拟森林环境的构建研究[D];武汉大学;2004年
10 刘承江;辽宁仙人洞国家级自然保护区森林生态系统服务功能价值评估[D];辽宁师范大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026