利用森林模拟优化模型(FSOS)分析森林经营单位合理年伐量

  目的  年伐量的计算是森林经营方案编制的核心内容，合理的年伐量能指导森林可持续经营。使用公式计算年伐量的传统方法，结果偏差较大，主观性较强，局限性明显。本研究利用计算机模型来解决传统方法的弊端。  方法  基于建德市林业总场森林资源二类调查数据，使用森林模拟优化模型(forest simulation and optimization system，FSOS)进行用材林主伐方案的年伐量计算分析，并与公式法计算结果进行对比。  结果  公式法难以适应林场复杂的龄组结构，不同公式计算结果差异较大；而FSOS模型适应能力较强，计算结果准确。FSOS结果显示:全场用材林年伐面积76.35 hm2·a?1，年伐蓄积9 073.51 m3·a?1，平均采伐年龄40 a，采伐木材量109.27 m3·hm?2；在未来50 a的模拟经营过程中，年伐量呈现周期性波动，森林龄组结构变化逐渐趋于稳定，规划期末成、过熟林面积占比达40.94%，接近理想状态。  结论  FSOS模型能适应复杂的龄组结构，预测林分生长；远近结合，兼顾多目标，综合考虑林场经营的经济效益和生态效益，科学指导森林经营。图5表3参15     

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。      

基于NbS的北京市乔木林固碳能力分析

  目的  乔木林生物质碳汇是影响森林碳汇的重要组成部分,是一种自然的气候解决方案,在全球气候变化大背景下,森林的固碳潜力一直被广泛关注,本文以北京市为例,分析不同的林业活动对乔木碳储量的影响。  方法  采用北京市森林资源设计调查数据,利用IPCC材积源—生物量法估算北京市乔木林碳储量,分析了2009—2014年北京市在森林转化、造林以及森林经营3种自然方案下碳储量的变化情况。  结果  （1）2009—2014年北京市森林面积净增长8.35 × 104 hm2,碳储量净增量约1.45 × 109 kg,年均碳固持量为0.29 × 109 kg/a。（2）2014年北京市人工林总碳储量高于天然林,且碳密度高于天然林。当前北京市森林龄级结构偏低龄化,随着森林的自然生长,仍有较大的碳固持潜力。在各个优势树种（组）中,人工杨树林的固碳效率尤为突出,远远高于其他优势树种。（3）山地森林活动强度较小,森林经营区域占比较大,城市森林变化剧烈,受造林与森林转化等措施影响较大。2009—2014年北京市由于森林转化为其他土地造成了1.06 × 109 kg的碳损失,造林带来了2.10 × 109 kg的碳固持,森林经营过程中有1.62 × 109 kg的碳固持与1.21 × 109 kg的碳损失,森林经营活动的总碳储量净增量0.41 × 109 kg,避免森林转化可以带来1.17 × 109 kg的碳汇。  结论  增加乔木林的固碳能力是应对气候变化的重要手段,避免森林转化可以凭借较小的森林面积贡献较大的碳汇,是一种低成本且效果显著的增汇方案。      

基于GIS的森林分类经营区划

以东北林业大学帽儿山实验林场为例，以森林资源调查资料为数据源，结合帽儿山实验林场的地形地势与自身特点，在地理信息系统的支持下，按照森林的功能类型，将研究区域的森林划分为商品经济林和生态公益林2个经营区，在此基础上又划分了4个一级林种和16个二级林种，实现森林分类经营区划的自动化，可视化及图形化。     

基于森林功能分区的经营小班划分研究

基于湖南省慈利县二类调查数据，根据森林主导功能的差异、森林林种种类和坡度的不同，将慈利县森林划分成不同的森林功能区，并基于森林功能区按照树种的不同将其进一步划分成不同的经营小班。最后，在地理信息系统的支持下绘制出森林功能分区图和经营小班划分图。结果表明，公益林的面积多于商品林的面积，其中特殊公益林区和一般公益林区面积为1 290 hm²，限制性商品林和一般性商品林面积为1 144 hm²，马尾松和杉木是主要的经济树种。划分经营小班有利于森林的分类经营，为实现林业从传统的以木材生产为主向发挥森林的多功能、多效益的经营方式转变提供条件，进而实现森林的可持续经营，并为促进森林经营单位的可持续发展提供数据支持。     

青岛崂山次生植物群落物种分布及多样性特征

  目的  为明确山东崂山地区森林群落的组成结构和多样性特征及其与环境因子的关系，为生物多样性保护和森林管理提供理论依据。  方法  用物种累计曲线验证抽样是否充分，根据物种重要值矩阵将崂山森林群落划分为不同的群落类型，用典范对应分析法（CCA）研究不同群落类型、不同层次植被的分布与地形及土壤条件的关系，并通过局部加权回归散点平滑法（LOWESS）拟合植被物种多样性与地形及土壤条件的相关性回归曲线。  结果  50个标准样地抽样较为充分；通过WARD聚类法可将调查样地划分为10种群落类型；排序结果显示海拔、坡位、坡向和土壤pH值均与群落的分布具有显著相关性，从物种分布来看，只有海拔因子是显著的影响因子。在11个地形和土壤因子中，海拔和土壤速效磷含量与群落总体物种多样性具有显著相关性；随着海拔的升高，乔木、灌木、草本植物的Shannon-Wiener指数均表现为先增加后减小的趋势；乔木、灌木的Pielou指数随海拔的升高略微增加；当速效磷含量达到30 mg/kg时，Shannon-Wiener指数和Pielou指数均显著下降，随后基本保持平稳。  结论  地形和土壤条件对崂山群落类型的分布具有一定的影响，证明了生境过滤的作用。土壤速效磷含量和海拔是崂山森林群落物种多样性的重要限制因子。      

应用投影寻踪分类技术的森林生态功能评价

  目的  合理评价森林生态功能，为制定提升森林生态功能相应措施提供依据。  方法  以广东南雄观音岽自然保护区为例，选取与森林生态功能相关的19项指标，通过投影寻踪分类法构建森林生态功能评价体系。  结果  ① 保护区中"较优"等级森林占据明显优势，但保护区整体评级为"中"。②保护区森林结构整体较好，但竹林多，幼龄林较多，森林蓄积能力、自然度较弱。③19项评价指标中，郁闭度、枯枝落叶厚度、公顷株数、平均高、总覆盖度是极重要指标；坡位、自然度、海拔、龄组、土层厚度、森林群落结构、平均胸径、坡向是一般重要指标；公顷生物量、公顷蓄积量、树种结构、健康度、坡度、土壤类型是不重要指标。  结论  针对各个评价等级的森林，建议如下:①对"优"和"较优"等级森林进行监测与保护；"中"等级森林需寻找得分较差原因，对症保护，进行重点监测；"差"和"较差"等级森林进行封山抚育。②适当控制竹林的生长范围。③根据评价结果适当调整保护区功能。     

萌芽杉木幼龄林植物群落特征

  目的  探索森林恢复方式，改善杉木Cunninghamia lanceolata林林分结构及维护生物多样性，对杉木人工林可持续经营和森林恢复活动具有理论和实践价值。  方法  2017年10月选择浙江省杭州市临安区昔口村二代萌芽杉木幼龄林为研究对象，对其植物群落特征进行实地调查。  结果  昔口村杉木萌芽幼龄林植物种类共104种，其中乔木层植物14种，灌木层植物58种，草本层植物41种，优势植被构成杉木-蓬蘽Rubus hirsutus-蕨Pteridium aquilinum群落；物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数均为灌木层>草本层>乔木层；林下植被除部分优势种长势较好，多数植物种类数量较少且分布较稀疏。  结论  在改善森林生态系统物种、结构、资源利用方面的异质性时，要考虑当地农户和社区的需求，选择当地乡土阔叶树种、适生阔叶树种进行补植，形成混交林，并辅以科学的抚育措施。     

浙江乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务价值评估

  目的  乌岩岭国家级自然保护区能够提供多功能的生态服务，对保护和改善泰顺县和温州市的生态环境起着至关重要的作用。  方法  以乌岩岭国家级自然保护区为研究区，通过实地调查，参照LY/T 1721?2008《森林生态系统评估规范》的方法，定量评估了乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统生态服务的物质量和价值量。  结果  2017年乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统生态服务的总价值量为100.24×108元·a?1，单位面积森林生态服务价值为3.92×105元·hm?2·a?1。乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务价值所占比例从大到小依次为保育土壤、涵养水源、积累营养物质、固碳释氧、生物多样性保护、净化大气环境。可见，保育土壤、涵养水源和积累营养物质是乌岩岭森林生态系统主要的服务，三者比例之和高达91.92%，占有重要地位。乌岩岭国家级自然保护区不同森林类型生态系统服务价值从大到小依次为常绿阔叶林、杉木Cunninghamia lanceolata林、竹林、马尾松Pinus massoniana林、针阔混交林、柳杉Cryptomeria fortunei林、经济林。常绿阔叶林对乌岩岭森林生态系统服务价值贡献在50%以上，占据绝对地位。  结论  乌岩岭国家级自然保护区常绿阔叶林的单位面积生态服务价值远远高于其他林分，因此通过把针叶林改造成阔叶林等林相改造技术，提高林分质量，优化生态系统结构，进而增加生态系统服务的产出和价值。表5参27     

基于MODIS卫星火点数据的浙江省林火时空动态变化特征

  目的  研究森林火灾时空动态变化特征，有助于掌握森林火灾发生规律及变化趋势，为火险期划分和防火资源的合理分配提供科学依据。  方法  本研究基于MODIS卫星火点数据，运用数据统计、Mann-Kendall趋势检验法和滑动t检验，对浙江省2001—2016年森林火灾时空分布特征、变化趋势和防火期的变化进行研究。  结果  （1）2001—2016年浙江省森林火灾整体呈上升趋势，春季、夏季和冬季是林火发生主要季节。其中春、夏两季森林火灾显著增长，秋、冬两季森林火灾呈先上升后下降的变化趋势。浙江省传统定义火险期的林火数量呈下降趋势，而更多的林火在夏季发生，火险期由11月至翌年4月变为1月19日至9月1日，向夏季偏移和延长。（2）浙江省森林火灾空间分布呈现出由西南向东北递减趋势，其中杭州市、衢州市、丽水市和温州市森林火灾发生频率较高，且在防火期、春季和夏季呈上升趋势。  结论  研究建议浙江省加强西南地区及春、夏两季森林火灾监测和防火宣传，适当调整火险期和防火资源时空分配，将有助于抑制浙江省森林火灾的增长趋势。      

天目山林区景观格局时空变化及驱动因素分析

  目的  研究南方集体林区的景观格局变化特征及驱动因素，可为森林可持续经营提供科学依据。  方法  采用景观类型面积转移矩阵和景观格局指数分析方法，对比研究了浙江天目山自然保护区国有林和周边社区集体林2000、2010和2017年的景观格局变化特征。  结果  生态林是保护区和社区的优势景观。保护区整体呈生态林面积增加，经济林面积减少趋势，而社区生态林面积逐年减少，经济林面积不断增加；保护区的竹林和山核桃Carya cathayensis林向生态林转化，社区呈现生态林向经济林、建筑、道路转化，经济林之间相互转化，经济林和耕地相互转化的特征。保护区的景观格局变化不大，社区景观的破碎度、异质性和均匀性逐年上升，生态林的优势地位逐年下降。政策因素、市场需求变化和道路是导致保护区和社区森林景观格局变化差异的主要驱动因素。  结论  社区景观格局的变化会影响森林的生态和文化功能，可以从政策、旅游业发展和道路建设等方面制定相关措施。图1表8参17     

森林生态系统服务功能市县联动核算与精度控制

  目的  探讨以市县联动核算体系为手段进行森林生态系统服务功能物质量精度控制的应用方法。  方法  选取浙江省湖州市为研究地，通过设定1个市级总体和5个县级副总体，并依托森林资源连续清查和森林资源规划设计调查体系建立样地核算和小班核算2个体系，形成由同步核算机制、相容机制和修正机制构成的市县联动核算机制，完成森林生态系统水源涵养、土壤保育、固碳、林木养分固持和提供负离子5项指标的物质量核算和精度控制。  结果  在显著性水平a=0.05下，市级总体各指标物质量的样地核算结果估计精度均超过90%；除提供负离子，其他指标物质量的小班核算结果均落入样地核算置信区间。县级副总体中，除长兴县和安吉县的提供负离子，其他指标的小班核算结果均落入样地核算置信区间。采用修正机制，对提供负离子结果予以修正，最后得到2018年湖州市森林生态系统5项服务功能物质量与精度。  结论  市县联动核算体系能够对各层级森林生态系统功能物质量核算结果进行精度控制，可根据小班核算结果是否落入样地核算置信区间来确定区域森林生态系统服务功能物质量最终结果。图1表5参28     

最小方差法在森林经营区划中的应用研究

森林经营区划是对森林经营具体措施的划分,区划时所要考虑的因素较多,区划过程以人为的判断及定性分析为主。为更好地开展森林经营区划,客观地将具有相似性的区域划分归类,以龙泉市为主要研究对象,以海拔、坡度数据为基础,参照在土地利用结构类型分类区划中使用的最小方差法,计算归并出2个森林类型分布体系,并将2个分布体系与当地实际森林经营管理分区方案进行对比分析。结果表明,以海拔、坡度等客观的量化数据为基础,利用最小方差法计算形成的不同归类区域,可作为森林经营区划分的重要分析因子,指导森林经营区划工作。结果与实际的合理区划吻合度较高,最终得出该分布体系可作为森林经营分区重要依据的结论。表6参10     

对黑龙江省森林及国有林场分类经营、分类管理、分类施策的探讨

《中国林业可持续发展战略》一书指出:实行分类经营是市场经济体制的必然要求,是适应政府公共财政体制改革的客观需要,是林业政策的基础,是实行科学经营、提高森林质量的重要措施。因此,林业分类经营是整个林业工作的思想基础,是生态建设和产业建设的前提,是林业改革和建设的出发点和落脚点,必须全力抓好。1森林的分类及国有林场类型的划分按照国家林业局的总体部署,黑龙江省于2000年8月完成了森林分类与区划界定工作,进行了森林分类,确定了国有林场类型。1.1森林的分类根据森林区位、作用的不同,将以生态利用为主要目的的森林划分为公益林;…     

森林经营方案的编制——以辽宁省森林经营研究所实验林场为例

针对辽宁省森林经营研究所实验林场开展森林经营的需要,根据现有森林资源现状,在小班档案进行全面变档的基础上,通过森林主要功能划分和森林经营类型确定,构建林场森林经营体系和相配套的森林经营措施类型,并将经理期内的规划层加以落实。     

江西省石城县降雨径流对森林质量的响应

  目的  分析江西省石城县域降雨径流和森林质量年代变化特征及规律,研究降雨-径流-森林之间的关系,为定量监测和科学评价南方红壤丘陵区水土流失与生态环境状况提供依据。  方法  根据石城县域1989?2018年的天然降雨、径流序列数据以及不同年代遥感影像图,采用小波分析、遥感监督解译及森林质量等级判定等方法。  结果  ①石城县域降雨径流随着年际变化表现出缓慢下降趋势,但下降趋势不显著;②森林质量指数随着解析年份的增加整体呈上升?下降?上升趋势;③森林质量提升具有显著滞洪作用;④建立石城县域小波模型,径流深与降雨量呈正相关,与森林质量指数呈负相关。  结论  森林质量的提升会加强森林涵养水源能力和森林滞洪作用。图4表5参27     

樟木头林场森林可持续经营研究

从指导思想、经营方针与目标等方面论述了樟木头林场森林可持续经营的总体思路,划分了9种森林经营类型,对每一类型确定了具体的森林经营技术措施;制定了林场的生物多样性保护与生态安全规划,提出了森林可持续经营的保障措施,实施以提高森林生产力和稳定性、保护森林生态系统生物多样性为重点的森林可持续经营。     

重点公益林生态补偿依据从面积到蓄积的转变

  目的  探究重点公益林生态补偿依据从面积到蓄积转变的重要性、难点及着力点，为重点公益林生态补偿依据转变提供理论和技术参考。  方法  选取补偿客体的目标实现、补偿主体的激励性和补偿资金的可持续性3个维度，对重点公益林生态补偿依据从面积到蓄积转变进行对比分析。  结果  相较于以森林面积为补偿依据与补偿目标的偏差，以森林蓄积为补偿依据可以更精准地完成重点公益林补偿目标。此外，以森林蓄积为补偿依据，在激励性和市场化方面展现出独特的优越性。  结论  重点公益林生态补偿政策不仅应该根据蓄积增量确定补偿额度，而且要充分考虑蓄积量的地区化差异，推动实施基于蓄积量的差异化补偿。未来应当进一步探索基于蓄积量的市场化补偿方案，发挥市场对补偿资金的调节和分配效率。图4参29     

基于机器学习算法的广西桉树适宜性研究

  目的  探索立地因子与桉树Eucalyptus适宜性之间的关系，开展树种适宜性研究，为桉树适宜性研究提供新思路，为科学造林提供支持。  方法  以广西桉树人工林为研究对象，选取广西国有高峰林场的1 883个森林资源小班调查数据，分别运用朴素贝叶斯、支持向量机、随机森林算法作为树种适宜性评价方法，构建桉树适宜性分类模型。输入为地貌类型、海拔、坡向、坡位、坡度、凋落物厚度、腐殖质层厚度、土层厚度、石砾含量、成土母质，土壤类型等11个立地因子信息，输出为桉树适宜性。  结果  3种算法构建的模型拟合精度依次为63.18%、69.73%、78.03%，泛化精度依次为64.33%、67.93%、78.18%。相比于朴素贝叶斯、支持向量机算法，随机森林算法分类效果更好。立地因子重要性排序由高到低依次为:海拔、土层厚度、坡向、坡度、石砾含量、凋落物厚度、坡位、腐殖质层厚度、土壤类型、地貌类型、成土母质。200~350 m海拔、80~100 cm土层厚度的地区比较适宜桉树生长。  结论  基于机器学习算法构建的桉树适宜性评价模型可以较好地对桉树的适宜性做出预测。     

多功能目标下的近自然森林经营作业法研究

基于海南省热带人工林近自然化改造的实例,介绍在森林生态系统多功能可持续经营目标指导下的近自然森林作业法设计的理论基础和实现技术。作业级是一个自然性质、动态特征和经营目标基本一致的经营空间类型,而立地条件和功能类型是用于界定和划分作业级的技术指标。森林发展类型是在作业级层次上应用的长期稳定的目标森林设计模式;林分抚育作业方法是在发展类型目标导向下规定本经理期内对当前林分执行具体抚育、采伐或补植（造林）等具体作业技术的模式方法;垂直结构导向的经营周期计划给出了从森林发生发展到最终利用全过程的经营规划,这些技术要素的有机组合构成多功能目标的森林作业法的基本内容。期望通过这个在＂作业级＂层面的近自然森林作业法实例介绍,为多功能经营目标下的新型森林作业法研究提供启发和案例。