【摘要】：現(xiàn)代森林經(jīng)營(yíng)的目標(biāo)是培育穩(wěn)定健康的森林生態(tài)系統(tǒng),傳統(tǒng)的以取材為經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的森林經(jīng)營(yíng)方式不能達(dá)到這一目標(biāo),可持續(xù)多功能森林經(jīng)營(yíng)指出了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的具體路線,其中近自然森林經(jīng)營(yíng)是實(shí)現(xiàn)這一經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的有效途徑。在整個(gè)森林培育過(guò)程中,近自然森林經(jīng)營(yíng)中所有的林分撫育管理措施都是圍繞目標(biāo)樹(shù)為中心進(jìn)行,目標(biāo)樹(shù)的選擇是林分中根據(jù)樹(shù)種、優(yōu)勢(shì)度、干形、冠型、生活力等方面最好的林木。林木干形的好壞不僅決定木材的品質(zhì),同時(shí)決定了木材收獲量,因此干形的好壞是選擇目標(biāo)樹(shù)的一個(gè)重要指標(biāo),一般都選擇干形通直、飽滿的樹(shù)木為目標(biāo)樹(shù),目前這一指標(biāo)只能從定性的角度去選擇,論文試圖從定量化的角度去研究目標(biāo)樹(shù)的干形,從干形角度解釋目標(biāo)樹(shù)取材優(yōu)于一般木,為干形定量化指標(biāo)選擇目標(biāo)樹(shù)提供技術(shù)支撐。論文以熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心(簡(jiǎn)稱“熱林中心”)三個(gè)珍貴樹(shù)種紅椎、格木和柚木為對(duì)象,每個(gè)樹(shù)種設(shè)置10塊臨時(shí)樣地(共30塊臨時(shí)樣地),每塊樣地分別選優(yōu)勢(shì)木、亞優(yōu)勢(shì)木、平均木和被壓木各1株,將其伐倒后獲取其干形數(shù)據(jù)共120株。重點(diǎn)研究目標(biāo)樹(shù)和一般木的干形差異、造材差異和收獲差異。以經(jīng)營(yíng)單位(熱林中心)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)抽樣樣地調(diào)查數(shù)據(jù)為對(duì)象,通過(guò)系統(tǒng)抽樣體系樣地?cái)?shù)據(jù)計(jì)算方法和數(shù)據(jù)分析方法對(duì)熱林中心及分場(chǎng)進(jìn)行蓄積預(yù)估、生長(zhǎng)量預(yù)估,進(jìn)一步研究目標(biāo)樹(shù)與一般木的蓄積差異、生長(zhǎng)量差異;然后基于Weibull三參數(shù)分布函數(shù)對(duì)熱林中心系統(tǒng)抽樣馬尾松、杉木和紅椎為例,比較分析其目標(biāo)樹(shù)和一般木的造材差異、收獲差異。最后結(jié)合現(xiàn)有信息技術(shù),以系統(tǒng)抽樣樣地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),研究基于GIS的目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)體系的單株木管理系統(tǒng),并將目標(biāo)樹(shù)的收獲與經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀相結(jié)合,落實(shí)在山頭地塊。主要研究結(jié)果如下:1)以簡(jiǎn)單削度方程、分段削度方程和可變指數(shù)方程為紅椎、格木和柚木三個(gè)珍貴樹(shù)種干形曲線基礎(chǔ)模型,基于雙因素自動(dòng)優(yōu)選算法擬合分段削度方程精度最高、效果最優(yōu);采用雙因素自動(dòng)優(yōu)選算法分別對(duì)每個(gè)樹(shù)種四個(gè)類型(優(yōu)勢(shì)木、亞優(yōu)勢(shì)木、平均木和被壓木)進(jìn)行擬合,得到它們各自的干形曲線模型;從材積、胸高形數(shù)、正形數(shù)、實(shí)驗(yàn)形數(shù)、形率、高徑比等幾個(gè)方面對(duì)實(shí)測(cè)干形數(shù)據(jù)比較分析,其結(jié)果表明是紅椎、格木和柚木都滿足:對(duì)于樹(shù)高、胸徑、材積,優(yōu)勢(shì)木大于一般木;對(duì)于胸高形數(shù)、實(shí)驗(yàn)形數(shù)、高徑比,優(yōu)勢(shì)木小于一般木;對(duì)于正形數(shù)系列:在0-0.5H優(yōu)勢(shì)木正形數(shù)變大的速度小于一般木,而在樹(shù)干0.75H時(shí),優(yōu)勢(shì)木樹(shù)干對(duì)應(yīng)直徑變大的速度大于一般木;對(duì)于形率:在樹(shù)干0.75H時(shí),優(yōu)勢(shì)木樹(shù)干直徑減小的速度大于一般木;對(duì)干形模型比較分析知,任意樹(shù)干高處,優(yōu)勢(shì)木的絕對(duì)直徑大于一般木;在樹(shù)干大于(0.75-0.8)時(shí),目標(biāo)樹(shù)優(yōu)勢(shì)木樹(shù)干直徑變細(xì)速度大于一般木。2)論文將干形模型技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和編程技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)造材工具。采用該工具分別對(duì)樣地紅椎、格木和柚木四個(gè)類型的單木進(jìn)行理論造材,造材結(jié)果表明:紅椎、格木和柚木都滿足目標(biāo)樹(shù)優(yōu)勢(shì)木的出材量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般木的出材量,有時(shí)達(dá)到一般木出材量的2倍,至少也是一般木的1.4倍;對(duì)于出材率,紅椎、格木和柚木都滿足優(yōu)勢(shì)木大于一般木;優(yōu)勢(shì)木主要生產(chǎn)大徑材,其次生產(chǎn)中徑材;而一般木主要生產(chǎn)小徑材,其次是生產(chǎn)中徑材。3)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算分析,蓄積估計(jì)結(jié)果表明目標(biāo)樹(shù)株數(shù)成數(shù)較少,但目標(biāo)樹(shù)蓄積所占成數(shù)大于株數(shù)成數(shù);而一般木株數(shù)成數(shù)較大,而其蓄積所占成數(shù)小于株數(shù)成數(shù),即目標(biāo)樹(shù)比平均能生長(zhǎng)出更多蓄積。生長(zhǎng)量估算結(jié)果表明:目標(biāo)樹(shù)的生長(zhǎng)蓄積速度大于一般木生長(zhǎng)蓄積的速度,其中馬尾松純林、杉木純林、針闊混交、闊葉林、桉樹(shù)林的目標(biāo)樹(shù)年生長(zhǎng)量的成數(shù)約等于株數(shù)所占成數(shù)的2倍,而一般木年生長(zhǎng)量所占的成數(shù)約為一般木所占株數(shù)成數(shù)的0.8倍;基于林分單位面積(hm2)馬尾松、杉木和紅椎的造材和貨幣收獲估計(jì)結(jié)果:近自然經(jīng)營(yíng)下,目標(biāo)樹(shù)主要生產(chǎn)大徑材,其次生產(chǎn)中徑材,一般木主要生產(chǎn)中徑材和小徑材;大徑材收益收益主要源于目標(biāo)樹(shù),而小徑材收益主要源于一般木。而且隨著時(shí)間的增加,目標(biāo)樹(shù)增長(zhǎng)材種蓄積的速度大于一般木,因此基于近自然森林經(jīng)營(yíng)下收益遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)下的收益。4)通過(guò)對(duì)目標(biāo)樹(shù)數(shù)據(jù)管理內(nèi)涵分析、功能分析;設(shè)計(jì)了基于GIS目標(biāo)樹(shù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)架構(gòu)和多層次數(shù)據(jù)管理模式;首次將森林經(jīng)理科學(xué)元數(shù)據(jù)分為時(shí)間維度、數(shù)據(jù)層次維度、所屬項(xiàng)目維度、主體維度、空間位置維度、加工屬性維度、存儲(chǔ)介質(zhì)維度和數(shù)據(jù)格式維度共八個(gè)維度,并對(duì)相應(yīng)的維度進(jìn)行編碼;基于系統(tǒng)抽樣樣地每木檢尺數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了單株木空間定位技術(shù),采用空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型,將單株木空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。5)實(shí)現(xiàn)了基于GIS目標(biāo)樹(shù)數(shù)據(jù)管理實(shí)例,實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)功能將樣單木數(shù)據(jù)、樣地?cái)?shù)據(jù)與資源數(shù)據(jù)落實(shí)在山頭地塊,基于系統(tǒng)抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)結(jié)果,可以直觀預(yù)估任意小班的蓄積收獲、造材收獲和貨幣收獲。論文研究的主要貢獻(xiàn)是:1)在分段干形曲線擬合中引進(jìn)并實(shí)現(xiàn)了雙因素自動(dòng)優(yōu)選算法,解決了分段削度方程采用傳統(tǒng)最小二乘回歸法估計(jì)參數(shù)法時(shí),拐點(diǎn)參數(shù)1a和2a(相對(duì)樹(shù)高,值域在0和1之間)經(jīng)常不能保證落在(0,1)區(qū)間內(nèi)的問(wèn)題,該方法從理論上保證了所尋找的拐點(diǎn)參數(shù)最優(yōu)且計(jì)算簡(jiǎn)單。2)以珍貴樹(shù)種(紅椎、格木和柚木)為例,首次區(qū)別目標(biāo)樹(shù)和一般木的干形差異、造材差異和收獲差異。論證了目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)可以在發(fā)揮生態(tài)效益的同時(shí),獲取高價(jià)值木材。目標(biāo)樹(shù)的出材量、出材率和貨幣收獲都大于一般木,目標(biāo)樹(shù)主要出大徑材和中徑材,而一般木主要出中徑材和小徑材。3)構(gòu)建了基于GIS的目標(biāo)樹(shù)數(shù)據(jù)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng),該系統(tǒng)采用多層次數(shù)據(jù)管理模式,將元數(shù)據(jù)分為八個(gè)維度進(jìn)行管理,將單株木空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S757

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭恩瑩;吳保國(guó);張瀚;夏忠勝;朱松;羅洪章;;杉木人工林緩沖區(qū)類競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年10期

2 丁國(guó)泉;楊會(huì)俠;胡萬(wàn)良;丁磊;金鑫;鄭穎;;CurveExpert在草河口人工紅松單木生長(zhǎng)模型中的應(yīng)用[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

3 孫麗娟;劉濤;歐陽(yáng);蘇騰偉;;南方山地森林小班蓄積量調(diào)查方法的對(duì)比分析[J];防護(hù)林科技;2014年06期

4 高莉;全鋒;申磊;鄧華鋒;彭道黎;;基于ALOS和PPS的退耕還林工程監(jiān)測(cè)——以沽源縣九連城鎮(zhèn)為例[J];水土保持通報(bào);2010年06期

5 徐蘭英;李鳳日;;烏蘭布和沙漠天然白刺適應(yīng)性群團(tuán)抽樣技術(shù)的研究[J];生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào);2010年04期

6 郭孟華;;格爾木林地資源現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J];陜西林業(yè)科技;2009年02期

7 黃如楚;;系統(tǒng)抽樣方法在典型天然闊葉林調(diào)查中的應(yīng)用[J];山地學(xué)報(bào);2012年04期

8 馬茂江;;四川省森林資源監(jiān)測(cè)面臨的問(wèn)題與探討[J];四川林勘設(shè)計(jì);2013年03期

9 張宗秀;高天雷;張文;;雙重二階抽樣提高森林資源抽樣精度的研究[J];四川林業(yè)科技;2013年05期

10 王劍平;王競(jìng)敏;高飛;劉波;張誠(chéng);;基于GIS的宣漢縣森林資源蓄積抽樣設(shè)計(jì)方案[J];四川林勘設(shè)計(jì);2014年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 李玉堂;森林資源空間數(shù)據(jù)集成管理技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];東北林業(yè)大學(xué);2011年

2 李俊;南方集體林區(qū)典型林分類型結(jié)構(gòu)特征及生長(zhǎng)模型研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2012年

3 李永亮;人工林林分交互式經(jīng)營(yíng)可視化模擬技術(shù)研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2014年

4 高祥;森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)信息化技術(shù)方法研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高莉;基于ALOS的退耕還林工程監(jiān)測(cè)和土地利用類型劃分研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

2 楊晟;冰雪災(zāi)害對(duì)安徽省青陽(yáng)縣森林資源影響研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2011年

3 謝進(jìn)金;基于遙感抽樣技術(shù)的平南縣森林蓄積量估測(cè)[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2011年

4 徐蘭英;內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠植被適應(yīng)性群團(tuán)抽樣技術(shù)的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2009年

5 孜來(lái)比·買木提名;八達(dá)嶺地區(qū)油松人工林單木競(jìng)爭(zhēng)模型研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

6 李東麗;檫木混交林空間結(jié)構(gòu)規(guī)律及生長(zhǎng)模型研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2012年

7 董志海;基于超站儀的森林計(jì)測(cè)技術(shù)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2013年

8 孫皓晗;空間分層抽樣在森林覆蓋監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

9 華偉平;黃山松天然林常用林業(yè)數(shù)表模型的研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2014年

10 樊江川;無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)樹(shù)技術(shù)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2761153