目标规划及其在林业上的应用

首先简要地介绍了目标规划,继而比较了目标规划与线性规划的异同,最后阐明了目标规划可用于林业上的资源分配,林业利用计划、木材收获策略、林木改良计划、森林资源清查抽样设计等管理项目上。     

202008目录

  目的  长期以来，我国森林经营研究主要集中在林分（或样地）尺度上，以期总结出适用于各种林型的最优经营模式，而忽略了不同经营选项的时空配置问题。因此，本文将在传统木材收获规划模型的基础上引入碳增量目标建立能够兼顾不同择伐强度时空配置的多目标空间经营规划模型，以期为我国森林资源的多目标经营管理提供理论依据和技术支撑。  方法  本研究在森林分类经营思想指导下，以大兴安岭塔河林业局盘古林场为研究对象，以规划周期内木材生产和地上乔木层碳增量的经济收益为经营目标，以规划期内木材均衡收获、期末碳储量及择伐措施时空分布为主要约束，最后采用模拟退火算法建立经营单位尺度森林多目标空间经营规划模型；基于该模型，在我国当前碳贸易和木材市场的双重约束下，确定盘古林场50年规划期内最优森林经营方案，分析最优森林经营方案内各分期木材收获量、碳增量以及择伐措施的时空分布特征。  结果  当碳价格为120元/t时，盘古林场50年规划周期内碳汇木材复合经营的经济收益可达1.54 × 108元，其中木材收益1.37 × 108元，碳收益0.17 × 108元；规划期内木材产量累计达1.78 × 106 m3，碳增量达1.68 × 106 t，期末碳储量达5.99 × 106 t，单位面积平均碳储量较规划期初增加了约38.98%；规划期内受保护面积44.36%，总择伐面积48.01%，未经营面积7.63%，其中重度择伐面积约占研究区域总面积的41.78%；同时，各分期内不同择伐作业方式的配置存在显著差异，其中重度择伐作业的收获蓄积、择伐面积以及择伐小班数量均占各自总体的90%以上；最优森林经营方案具有显著的空间分布特征，但均符合规划模型的各项约束条件。  结论  森林碳汇木材复合经营规划结果具有多方面优势:（1）均衡收获能够保证整个经营单位在规划期内始终获得相对稳定的经济收入，从而保障林区经济社会的可持续发展；（2）期末碳储量约束能够有效避免森林资源的过度采伐，进而确保森林碳汇效益的持续发挥；（3）规划模型能够在兼顾森林木材生产和碳汇功能的同时合理安排经营措施的时空分布，这些均对我国森林资源的多目标经营管理具有重要借鉴意义，但进一步研究和确定恰当的约束参数是构建切实可行的森林多目标经营规划的关键。      

带岭林业局森林生态系统经营多目标规划决策

以实现林业资源可持续发展为目的，建立了森林生态系统经营多目标优化模型，并利用该模型对黑龙江省带岭林业局12个林场及1个苗圃的森林资源经营进行了多目标决策。以生态效益、社会效益和经济效益作为指导性目标，公益林效益、多功能林效益和商品林效益作为可操作性目标，使森林生态系统整体效益达到最优的情况下进行多目标规划决策，以此调整森林资源结构，恢复地域性顶极群落。如果作为实现规划目标基础的森林经营演替模型、保育经营措施在带岭林业局将来能被严格地执行，地带性顶极群落组成的森林生态系统将会得到有效恢复，森林生态系统整体效益也将得到有效的优化。     

森林资源管理中线性规划和目标规划联合应用的研究

本文根据线性规划和目标规划的特点,将其联合应用于森林资源管理中,建立联合应用的森林资源收获调整新模型,新模型是根据调整期中最大用材收获材积,现净值及最大净现成本而建立的,它不但克服了线性规划的不足,且弥补了用目标规划所产生的不良解的缺陷,它更灵活实用,更能满足实际生产及制定收获调整方案的需要。     

我国森林资源保护与合理利用的浅见

本文针对我国森林资源的现状和发展趋势,分析了森林资源下降的原因,提出了按照生态经济学原则经营我国林业,树立保土安民、木材生产双重战略思想,指导我国林业建设。     

大兴安岭林区“避危兴林”对策研究

在林区长期以来实行以木材生产为中心的经营指导思想和政策,忽视森林的生态作用,违背了林业发展规律和永续利用的原则,使林业出现了“两危”。大兴安岭面临“两危”潜伏状态。作者根据大兴安岭林区的实际情况,从“避危兴林”出发,制定了加强森林资源保护、培育和发展利用;调整林业区划;加速新林区开发;调整产业结构,形成林区经济新格局及加强企业管理,提高经济效益等战略目标和步骤。     

目标规划在同龄林收获调整中的应用

本文运用目标规划方法研究了同龄林的收获调整。以浙江省开化县林场作为应用例,建立了4个多目标数学规划模型,选择的目标为木材收获、贴现收益、期末总蓄积。文中提出了一种确定最佳调整期的方法。通过求解,每一模型得到了4种经营策略。最后经决择分析,推荐了一个多目标的经营策略。     

森林可持续经营:从木材到生物多样性

木材永续收获和法正林模型代表了以木材永续收获为主的森林经营的目标和理论.从木材永续收获经营到森林可持续经营,不论是在森林经营的目标上,还是在森林经营的理论上都发生了根本性的变化.该文认为这种变化主要体现在森林经营的目标从木材收获转向了以生物多样性为本质体现的生态系统完整性的维持,并进一步发展形成了与目标价值取向内在相统一的森林经营理论和模型,即森林经营的可持续性理论和自然干扰模型.但是,永续收获林业的森林永续利用理论和法正林模型仍旧适合商品林的经营,特别是人工集约经营的商品林.      

浅谈林业局营林生产管理

为了充分利用土地资源，提高林地生产力，实现森林资源的可持续经营．达到人类与环境的生态平衡、和谐。根据国家有关林业生产管理规定．特总结出营林生产管理措施。     

休宁县森林资源现状及可持续经营对策

加强森林资源可持续经营是现代林业建设的重要方面,是维护休宁县生态安全和木材安全的迫切需要。根据休宁县林业基本情况及森林资源经营特点,提出休宁县森林资源可持续经营的对策,以期为建设生态优美、发展科学、资源节约的环境友好型社会提供参考。     

森林收获调整方洁的研究

本文通过龄级法与基于最优调整期的线性规划法的比较，认为基于最优凋整期的线性规划法是确定最优收获调整方案的方法。     

县级林业经营系统的优化

本文运用逐级优化的数学模型方法,对开化县林业经营系统中的林种结构、树种结构和龄级结构进行了优化。第1级林种结构优化模型目标为各林种的效益值总和最大;第2级树种结构优化模型的目标为各树种的纯收益之和最大;第3级龄级结构优化模型的目标为调整期内总收获量最大。通过建模求解,分别得到了最优解。     

五道河林场次生用材林龄级结构调整及评价

龄级结构是森林结构中最重要的结构之一 .该文对河北省五道河林场的次生用材林的龄级结构用数学规划方法进行了调整 ,并用欧氏距离和平衡率 2方法对龄级结构调整的结果进行了评价 ,效果良好     

材用毛竹丰产林密度效应模型研究

本文采用二因子二次回归正交旋转组合设计方法，对毛竹材用丰产林的密度效应进行定量研究，建立材用毛竹丰产林的产量模型，利用该回归模型对立竹密度和平均胸径单因子产量效应和两因子互作效应进行了分析，结果表明最佳竹林密度４１６２株／ｈｍ２，平均胸径９．６ｃｍ，竹林可获最高产量５３．６６２ｔ／ｈｍ２．     

森林收获调整预处理研究

本文以西芹教学林场的现实森林为研究对象,把用材林组织为杉木大径材、杉木中径材、马尾松大径材和马尾松中径材四个经营类型。根据林场对树种结构的要求以及适地适树原则,应用状态转移方程,分析和确定了各经营类型在调整期内面积的变化情况和增减的数量。并分别四个经营类型建立了森林收获调整模型。     

异龄林收获调整的动态优化研究

以材积收获量最大为目标,建立了线性规划模型,以确定最优直径分布、最优立木度、最优择伐周期以及最优采伐决策等异龄林经营所必须解决的问题。用动态优化模型解决了在最短的时间内把现实林调整到最优异龄林分结构的问题。根据洮河林区的现实情况,用实际调查的材料,通过模型,对该林区冷杉异龄林提出了最优收获调整目标和最优收获调整决策。     

森林资源动态预测研究

本文以八一农学院实习林场为例,用系统动力学的方法对森林资源作动态预测研究,建立了森林资源SD模型,预测到本世纪末的森林资源及木材生产状况,进行多方案模拟比较,并选出最优方案,同时提出研究中出现的问题。     

目标规划在城市多种功能林规划中的应用

该文将中国西北部城市环境保护林树种规划模型作了两大改进．第一,将目标函数改为分效益的加权和;第二,将单目标改为多目标．改进后的模型可以根据林型的需要包含若干个有不同优先级的目标,每个目标是分效益的加权和．可用它规划各种特殊功能林,使功能效益达到相对满意的水准,使各种要求先后得到最大的满足．     

马尾松人工林不同经营方式短期经济效益分析

  目的  明晰3种不同经营方式在不同规格径材出材量和经济效益方面的差异,为营林项目经济可行性和森林可持续发展提供参考。  方法  以中国林业科学研究院热带林业实验中心马尾松人工林为研究对象,选取近自然化改造、常规经营（轮伐期经营）和无经营活动3种经营方式下林分持续10年（2008—2018年）的观测数据,采用现金流和重置成本法分别计算大、中、小径材的木材价值和补植阔叶树种的苗木价值,通过财务静态、动态经济指标和敏感性分析法来评价3种经营方式的经济可行性与风险承受能力,综合比较3种经营方式的经济效益。  结果  （1）3种经营方式下马尾松材种结构动态变化存在明显不同:10年间,近自然化改造林分大径材出材量由1.22 m3增长至56.85 m3、中径材出材量由23.34 m3增长至79.57 m3、小径材出材量由69.79 m3减少至68.76 m3;常规经营林分大径材出材量由0.29 m3增长至38.97 m3、中径材出材量由22.51 m3增长至90.89 m3、小径材出材量由80.69 m3减少至78.83 m3;对照林分大径材出材量由0.25 m3增长至27.97 m3、中径材出材量由20.95 m3增长至93.69 m3、小径材出材量由189.39 m3减少至181.98 m3。（2）10年间,近自然化改造林分、常规经营林分和对照林分的净利润动态均呈单调递增趋势,投资利润率动态分别为单调递增、先增高再降低和单调递减趋势。在第10年,近自然化改造林分、常规经营林分和对照林的净现值分别为594、265、193,净利润分别为87 384.96、85 745.21和71 935.09元/hm2,投资利润率分别为8.02 %、7.92 %和5.95 %。10年间,近自然改造方式中冠下补植阔叶树种的苗木价值持续增加,苗木收益在营林总收益中的占比（W值）呈增高、降低、增高、降低的波浪动态,在第4 ~ 6年,大叶栎、灰木莲等乡土速生树种达到中、小径材标准,W值降低至11.26 %,在第8 ~ 10年,随着红锥、格木、香梓楠等珍贵树种达到小径材标准,W值再次降至11.93 %。  结论  3种经营方式的马尾松人工林都为经济可行性投资。近自然化改造初期营林成本较高,但更有利于培育大径材、促进乡土珍贵和速生树种资源后续的开发和利用,满足不同市场的需求;轮伐期经营倾向于单一树种的抚育经营,追求速生丰产和相对集约化管理;无经营措施林分大径材比例低,天然更新稀少,不利于森林资源的可持续利用。