《杉木人工用材林經營實施方案最佳化決策模型研究》是依託北京林業大學，由吳保國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：杉木人工用材林經營實施方案最佳化決策模型研究
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：吳保國
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
集體林權制度改革使廣大林區農民耕者有其林。通過建立專家決策支持系統，用於指導林農進行生產經營實踐，能夠為廣大林農提供所需的用材林生產經營技術。而建立專家決策支持系統亟需解決的關鍵問題就是決策模型的研究。本項目通過研究建立杉木人工用材林經營實施方案的最佳化決策模型和算法，用於確定森林經營管理中合理的造林初植密度、間伐次數、間伐時間、間伐強度和主伐年齡。研究內容包括三部分，一是利用杉木林標準地和解析木數據，結合生物量調查數據、生長模型，研究杉木樹冠和主幹物質分配關係，建立杉木形態收穫模型。二是利用林地期望價法在杉木形態收穫模型研究的基礎上，結合經濟技術指標建立杉木人工用材林經營最佳化決策模型。三是在杉木人工用材林經營實施方案最佳化決策模型研究的基礎上，綜合利用結構化決策法、牛頓拉夫遜方法和動態規劃法研究杉木人工用材林經營實施方案最佳化決策數值算法，為決策支持系統的研究與構建奠定理論基礎。
專家決策支持系統能指導林農進行用材林生產經營實踐，提高林地生產力。而建立專家決策支持系統亟需解決的關鍵問題就是決策模型的研究。 本課題選擇福建、貴州省杉木人工林調研數據為研究對象，綜合統計、計算機、林學和建模方法，研究建立了杉木人工用材林經營實施方案最佳化決策模型和算法。本研究構建的決策模型包括了林分的立地質量模型、形態模型、形態收穫模型和密度控制模型，能對不同條件的杉木林分進行收穫預估和密度控制，得到不同立地條件下杉木林分經營管理中合理造林的初植密度、撫育間伐次數、時間、強度和主伐年齡，使林分在可持續條件下投資收益最優。具體研究如下： 1、分別採用數量化和差分方程方法構建宜林地和有林地立地評價模型，探討了不同齡組下地貌、土壤等因素對林分的影響。 2、分析樹冠與主幹物質分配關係，採用主成分分析法、逐步回歸法和修正函式法構建了杉木冠幅、冠長模型；對樹冠整體形態進行研究，根據林齡和立地條件劃分數據，分別建立了不同形式的樹冠輪廓模型；研究了杉木整體形態結構，對競爭指數、競爭木進行選擇。 3、利用兩水平非線性混合效應模型對杉木形態收穫進行深入分析，構建了基於冠幅的形態收穫模型和杉木全林分模型，對不同立地、密度的杉木林生長過程進行研究，研究結果正確可靠，符合杉木生長規律。 4、根據杉木全林分模型，研究了數量成熟、通過構建徑階分布模型和林分材種出材率表，得出不同材種的工藝成熟，運用森林資源資產評估理論，結合經濟指標，計算經濟成熟齡，分析了市場因素變化對經濟成熟的影響。 5、研究林分密度控制技術，構建基於二項式的密度控制模型，繪製了包含形態變數的蓄積和經濟密度控制圖。使用動態規劃法分別構建了蓄積收益最大和經濟效益最大的密度最佳化控制決策模型，得到不同立地條件下的林分最佳保留密度。 6、設計了經營最佳化決策模型數值算法，對算法進行實例分析，根據決策模型，得到不同立地條件下的中合理的造林密度、間伐次數、時間和強度。 本課題的研究為決策支持系統的研究與構建奠定理論基礎，將會提高廣大林農森林經營管理水平，為森林生態文明建設做出貢獻。 課題共撰寫發表12篇期刊論文，其中SCI檢索1篇，EI檢索4篇，CSCD檢索7篇。
