美国的森林动态评价模型及其对中国森林健康评价的启示

应用动态模型评价森林健康状况,预测树木或林分的生长与收获,以及在不同立地条件下采用某些特定的营林技术措施后林分的动态变化,一直是森林健康评价及管理的核心问题.当前在美国应用的两个森林动态评价及决策模型SIMPPLLE和MAGIS主要是用来评价当前林分状况、模拟林分发展以及预测不同经营管理方式下林分未来的动态变化状况,通过分析不同决策下森林植被的收获状况,选择最优化的管理措施以及实施措施的时间及地点制定最优化决策.针对现阶段中国森林健康评价中,以建立评价指标体系进行静态评价、缺乏空间信息数据和森林健康经营动态变化规律模型等问题,提出今后应针对中国实际情况开展切合实际的研究,开发出以促进森林健康经营为目的的动态预测模型和决策模型,提高森林健康的预测能力,完善森林健康经营综合评价技术体系.     

北京地区森林可燃物人工调控技术

根据北京地区森林可燃物林下植被特征、可燃物负荷量及其分布的研究，选择适合森林可燃物调控技术，主要包括修枝（包括绿修和干修）、割灌、枯落物的清理、林分密度的调整等。综合考虑不同林分类型，不同林分条件，森林可燃物的负荷量及其分布特点有所不同，因此在进行调控时应因地制宜，选择合适的技术。结合北京森林防火季节、时间以及林木生长时间规律，对森林可燃物进行调控的时间主要为10月份到第二年3月份之间。     

不同森林类型土壤肥力状况研究

利用贵州天保工程效益监测网络设置在9个监测县和2个自然保护区的101个固定样地土壤分析结果,按常绿落叶阔叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林、针叶混交林、灌木林、竹林等8种不同森林植被类型在不同基岩发育的森林土壤中营养元素含量,对不同森林土壤的综合肥力进行分析评价。结果显示,不同森林植被类型的森林土壤的A层土中有机质、水解性氮、有效磷、速效钾等各项指标含量与森林植被类型呈正相关趋势且高于B层,B层土随不同基岩不同而有所变化,显示不同森林植被类型对土壤综合肥力的影响大于基岩;不同森林植被类型土壤的综合肥力大小顺序依次为:常绿落叶阔叶林>常绿阔叶林>针针混交林>落叶阔叶林>灌木林>针阔混交林>针叶林>竹类。     

基于单木生长模型的森林动态模拟系统研究进展

单木生长模型能准确预测林分的生长状况, 对森林经营管理的科学调控具有重要的作用。文中从单木生长模型系统设计的理论假设、与距离相关和与距离无关的单木生长模型系统、单木生长模型的方程设计类型、单木生长模型自变量因子的选择等方面对基于单木生长模型的森林动态模拟系统涉及的关键问题进行了论述, 并对单木生长模型有待深入研究的方向进行了展望, 提出应加强单木生长模型随机效应和单木生长模型向林分尺度扩展的研究, 以期为今后构建高度集约、精确模拟、使用便宜的单木生长模型系统提供参考。     

滇西北地区近10年森林质量变化分析与评价

采用2006年和2016年森林资源调查数据,从森林质量和生态状况2个方面对森林质量变化进行分析与评价。对乔木林面积蓄积、纯林和混交林单位面积、蓄积变化以及龄组结构、径级结构、郁闭度等级变化进行分析,结果表明,该区域森林质量逐年提升;对森林健康状况、天然林自然度、生态公益林群落结构变化进行分析,结果表明,林分状况得到改善,生态服务功能价值凸显。资源评价认为:滇西北森林资源富集,林分质量较高;植被区系类型复杂独特,科研价值高;区位关键重要,生态功能作用突出。     

东北过伐林区主要森林类型林分蓄积量生长模型

以吉林省汪清林业局金沟岭林场的主要森林类型为对象,基于小班调查数据,利用R ichards、Logistic、单分子、Gompertz和Korf 5种理论生长方程,建立了林分蓄积量生长模型,采用模型拟合统计量、误差及残差分布对模型进行评价和检验。结果表明:白桦林、人工混交林、天然针阔混交林用R ichards模型最好,人工落叶松林、阔叶混交林、天然针叶混交林用Logistic模型最好。研究结果为该地区森林生长预测和经营优化提供了参考和依据。     

北美地区景观情景分析探索技术

自1996年以来, 景观情景分析探索技术在北美地区就被作为景观动态模拟工具, 广泛应用于森林植被恢复与管理过程。其能够模拟森林景观在不同演替阶段、自然干扰和森林经营管理措施下的动态变化情况, 进而评价和预测各模拟因子对森林景观的影响程度。着重介绍了景观情景分析探索技术的应用范围、组成体系、输入数据要求和进行景观情景分析的主要步骤。最后, 通过实例说明该技术体系的具体应用。     

宜昌市不同城市森林类型生态效益研究

本文通过对组成宜昌市城市森林生态系统的五个主要森林类型的环境生态效益进行初步研究、对比分析和评价，得出以下结论：１、不同的城市森林类型都有明显的减少地表径流、林冠截留、涵养水源及减少土地侵蚀量等水文效益。２、城市森林对环境小气候有明显改善作用，森林对小气候的改善作用与林分郁闭度、平均树高、林冠层厚度等林分因子密切相关。３、不同森林类型对环烷的生态效益具有显著的差异性，乔、灌、草立体结构的混交林优于树种、结构单一的森林类型。     

小陇山林区4种典型森林类型林分直径分布模型研究

林分直径结构反映了各径级木的株树分布,是预测标准木生长最为合适的变量,林分直径分布模型,则是经营模型中的核心模型。由于不同立地条件、森林类型等多种因素影响,其直径分布有较大的差异。本研究以小陇山林区4种主要林分类型的样地调查数据为基础,选择了6种直径分布函数模型,即负指数分布函数、限定线分布函数、倒J形对数分布函数、威布尔分布函数、幂指数分布函数、逻辑斯谛分布函数,对林分直径分布进行了模拟和检验。结果表明,在天然次生林和人工林中,逻辑斯谛分布函数模拟精度最高,其决定系数分别为栎类林0.985、栎类阔叶混交林0.904 9、人工落叶松林0.999 7,人工油松林中幂指数函数的模拟精度最高,决定系数为0.983,逻辑斯谛分布函数的决定系数为0.901 2,由于逻辑斯谛分布函数可以模拟不同的林分类型,其精度较高,对不同的林分和区域都有良好的适应性,为小陇山不同林分类型直径分布模型的首选模型,其次为威布尔分布函数和幂指数分布函数。而其它三种负指数分布函数、限定线分布函数、倒J形对数分布函数只适应于天然林,对人工林模拟精度不高。     

林分和林木生长预测模型

本文简要介绍了国外林分生长和林木生长预测模型的研究概况。模型分成5种,即双因素林分产量模型、三因素林分产量模型、森林生长模型、群落动力学模型和产量形成的模拟模型。这些模型被归入3个类型:统计、物理—统计和动力—统计类型。森林生长模型,作为指导森林经营活动,以降低生产成本、提高产量或经济效益,是最有实用意义的。因此,应该首先得到发展。为了从根本上克服栽培和经营上的盲目性,还必须发展从机理出发的产量形成的模拟模型。这项工作需要从事数学、森林气象学、树木生理学和土壤学等学科的研究人员的合作。     

胸径特征量在FVS系统中的影响研究

为了在我国建立全国性的森林植被生长模拟系统,选择美国的森林植被模拟系统(FVS)作为预测森林植被生长的参照原型。但是,森林植被生长受各种环境因子和其本身生理活动差异的影响,造成生长的极端复杂性,而FVS中也存在大量生长特征量,需对它们进行有选择的研究。本文从众多生长特征量中选择胸径作为基本特征量,以北京西山地区油松、侧柏的调查数据为数据源,对各种生长模型进行研究分析,对FVS中的模型进行利用和修正后,模拟了基本生长模型,经计算验证,该方法形成的生长预测体系是完整有效的。     

美国的森林生长与收获混合模拟系统

充分发挥森林生态效益是当前森林经营管理工作的重点,森林生长模拟系统是森林经营管理的常用工具。介绍了美国的森林生长混合模拟系统FVS-BGC(FVS-Bio-Geochemical Cycles),该系统是由经验生长收获模型(FVS:Forest vegetation simulator)与林分生物地球化学循环过程模型(STAND-BGC:Stand Bio-Geochemi-cal Cycles)组成的混合模拟系统,可以基于生理过程、气候变化等环境条件来模拟单木和林分两个水平在日和年时间尺度上的生长过程;还介绍了该系统的功能、结构、运行流程以及输入输出结果3个方面,并以一块美国火炬松(Loblolly pine)林分为例进行了模拟预测。     

基于FVS构建北京地区油松生长仿真框架的研究

在森林经营管理中,往往需要精确预测到未来林分的生长和收获状态,所以对植被仿真系统的研究成为热点。FVS是一套国外较先进的植被仿真系统,但由于FVS系统庞大,设计体系也十分复杂,经过对FVS仔细分析、研究和系统跟踪,发现对模型修改替换极其复杂,不适于本地化的应用。本文基于FVS设计理念和其主流程重构了一套完整的本地化的仿真框架,提供模型接口实现了模型的修改替换。最后选择了北京地区油松作为典型树种,替换了部分模型,利用试验调查数据验证了该框架的完整性和有效性。     

系统收获表研究的概念和功能(英文)

传统收获表是指某一树种在特定地区和管理体系下，以立地条件和年龄为变量描述林分平均生长过程的数表．林分密度管理图是根据林分密度效果编制的可预测林分平均收获的图．通过与传统收获表和林分密度管理图的概观比较和探讨，该文系统地阐述了系统收获表的概念和功能．系统收获表的基本特点是为预测现实林分在不同立地条件和管理体系下生长过程的计算机程序．因此，系统收获表能描述在多维变量（如年龄、立地条件、林分密度、胸径和树高）条件下的现实林分和单木的无数生长过程     

森林生长经营模拟平台CAPSIS及其应用

林业工作者通过建立生长模型来研究、理解和展示林分的生长过程并制定经营决策,特定的计算机工具经常用来实现这些模型。CAPSIS是一个致力于建立森林生长模型并能充分整合各种模型的通用共享森林建模平台,可提供森林经营管理的工具设计和比较不同的森林经营方案。笔者对CAPSIS森林生长经营模拟平台及其在林业上的应用进行了介绍,并讨论了建模者和林业工作者利用这一共享森林建模平台进行森林生长研究、经营管理决策等的优势。     

Addressing climate change in the forest vegetation simulator to assess impacts on landscape forest dynamics

To simulate stand-level impacts of climate change, predictors in the widely used Forest Vegetation Simulator (FVS) were adjusted to account for expected climate effects. This was accomplished by: (1) adding functions that link mortality and regeneration of species to climate variables expressing climatic suitability, (2) constructing a function linking site index to climate and using it to modify growth rates, and (3) adding functions accounting for changing growth rates due to climate-induced genetic responses. For three climatically diverse landscapes, simulations were used to explore the change in species composition and tree growth that should accompany climate change during the 21st century. The simulations illustrated the changes in forest composition that could accompany climate change. Projections were the most sensitive to mortality, as the loss of trees of a dominant species heavily influenced stand dynamics. While additional work is needed on fundamental plant–climate relationships, this work incorporates climatic effects into FVS to produce a new model called Climate–FVS. This model provides for managers a tool that allows climate change impacts to be incorporated in forest plans.     

森林生长收获模型发展中存在的问题及相关建议

森林生长收获模型能比较准确地预估森林的生长速度并反映林木各个器官(枝、叶、根、干等)之间生物量的关系, 是掌握林分结构及生长动态变化规律的有效途径, 在林分生长量和收获量预估、生物量与碳储量计算、森林生态系统内部结构分析、森林多功能监测与评价等方面均具有广泛应用。文中简述森林生长收获模型的发展现状, 分析其发展中存在的主要问题, 并针对这些问题提出了发展森林生长收获模型的有关建议, 以期为相关研究提供借鉴与参考。     

A management planning system for even-aged and uneven-aged forests in northeast China

The most common scientific approach to numerical landscape-level forest management planning is combinatorial optimization aimed at finding the optimal combination of the treatment alternatives of stands. The selected combination of treatments depends on the conditions of the forest, and the objectives of the forest landowners. A two-step procedure is commonly used to derive the plan. First, treatment alternatives are generated for the stands using an automated simulation tool. Second,the optimal combination of the simulated treatment schedules is found by using mathematical programming or various heuristics. Simulation of treatment schedules requires models for stand dynamics and volume for all important tree species and stand types present in the forest.A forest planning system was described for Northeast China. The necessary models for stand dynamics and tree volume were presented for the main tree species of the region. The developed models were integrated into the simulation tool of the planning system. The simulation and the optimization tools of the planning system were described. The optimization tool was used with heuristic methods, making it possible to easily solve also spatial forest planning problems, for instance aggregate cuttings.Finally, the use of the system is illustrated with a case study, in which nonspatial and spatial management plans are developed for the Mengjiagang Forest District.     

基于代理技术的森林植被模拟系统的研究

FVS(Forest Vegetation Simulator)森林植被模拟是美国农业部林务局主持开发的,它起源于对森林生长和产出的预测和管理[1],并可以使用相关图形软件模拟出图形化的预测直接效果.森林植被模拟技术作为一个新的研究方向越来越多的受到林业研究者的关注,该技术在预测、监测、再现和控制森林立木蓄积资源等方面对林木直径结构转移方程有了一定的应用研究[2];在森林火灾方面,也可基于林火三维蔓延的数学模型和计算机仿真进行模拟[3].     

Old forest,new perspectives—Insights from the Mountain Ash forests of the Central Highlands of Victoria,south-eastern Australia

Old growth forest has become a major and increasingly prevalent research topic over the past two decades. However, there is no generic definition that can be applied uncritically to all forest types. This is because a precise definition of old growth is ecologically meaningful only when it is applied to a specific vegetation type. This is demonstrated in this paper using the Mountain Ash (Eucalyptus regnans) forests of the Central Highlands of Victoria, south-eastern Australia as a case study. These forests have been the target of extensive and intensive research over the past 25 years. That work has shown that a number of attributes of stand structure and composition can be crudely used to distinguish old growth forest from other age cohorts of Mountain Ash forest. However, it is not unusual for some of these characteristics also to be recorded in regrowth stands.