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抚育间伐强度对樟子松人工林成熟龄的影响
1
作者 左壮 金星姬 +1 位作者 pukkala timo 李凤日 《林业科学》 北大核心 2026年第2期1-14,共14页
【目的】探究初植密度、立地条件和间伐管理对樟子松人工林成熟龄的影响,阐明间伐强度对樟子松人工林蓄积量、经济和径材收获的作用,为樟子松人工林经营管理提供科学依据。【方法】基于樟子松人工林固定样地数据,构建一组包含直径生长... 【目的】探究初植密度、立地条件和间伐管理对樟子松人工林成熟龄的影响,阐明间伐强度对樟子松人工林蓄积量、经济和径材收获的作用,为樟子松人工林经营管理提供科学依据。【方法】基于樟子松人工林固定样地数据,构建一组包含直径生长模型、枯损模型、树高曲线模型、地位指数模型、最大密度线与削度方程相耦合的樟子松生长收获模型组,集成为林分生长模拟器,以年均蓄积量、年均大径材材积和净现值最大分别为数量成熟、工艺成熟和经济成熟标准,通过模拟器模拟林分生长,对比不同强度间伐方案下的人工林数量、经济和工艺成熟龄及其成熟期蓄积量、净现值和材积收获。【结果】构建的林分生长模拟器可有效实现樟子松人工林生长与间伐模拟,模拟值与实测值平均相对误差均不超过5%。自然生长状态下,2种初植密度(3300和2500株·hm-2)的樟子松人工林数量成熟龄为:地位指数(SI)=15 m时44~45年,SI=18 m时38~42年,SI=21 m时36~40年;贴现率3%,樟子松人工林经济成熟龄为:SI=15 m时50~54年,SI=18 m时44~43年,SI=21 m时39~40年;数量和经济成熟随立地质量提高和初植密度增加而提前,但80年前未达工艺成熟。中、上等立地林分,轻、中度间伐后,数量和经济成熟推迟,数量成熟时林分年均蓄积生长量为未间伐林分的91%~104%,经济成熟时林分总净现值为未间伐林分的113%~141%,大径材生产提前;重度间伐下,大径材工艺成熟提前至60~65年,成熟时林分年均大径材材积为未间伐林分80年时的106%~173%,经济成熟推迟4~7年,成熟期净现值为未间伐林分的102%~132%,且该强度间伐下,高初植密度林分数量成熟推迟而低初植密度林分数量成熟提前,但成熟时总蓄积量仅为未间伐林分的74%~89%;当保留林分达数量成熟时,即保留林分的生长潜力充分发挥,林分年均蓄积生长量仅为未间伐林分的93%~95%,林分总蓄积量可达未间伐林分的92%~128%。下等立地林分,轻、中度间伐后,数量成熟时,林分年均蓄积生长量为未间伐林分的80%~97%,经济成熟时,林分净现值为未间伐林分的94%~107%;尽管重度间伐使工艺成熟提前至60年前,但成熟时林分年均大径材产量仅为未间伐林分80年时的45%~64%,即使至保留林分数量成熟,林分总蓄积量也仅为未间伐林分的52%~61%,且该强度间伐下,林分数量和经济成熟时的总蓄积量与经济收益亦分别损失50%~56%与18%~33%。故当以培育大径材为目标时,建议选择中、上等立地林分并进行中高强度间伐管理,实施高强度间伐时需关注保留林分的数量成熟龄以充分发挥其生产力潜力。【结论】在人工林高效培育和储备林建设背景下,基于模拟-优化技术探究不同抚育间伐措施下的森林成熟十分必要,可有效提升林分蓄积量、大径材产量和经济收益。 展开更多
关键词 樟子松 人工林 抚育间伐 生长模拟 森林成熟龄
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基于林分生长和径阶分配模型系统的红松人工林经营优化 被引量：1
2
作者 杨瑞轲 金星姬 +1 位作者 pukkala timo 李凤日 《南京林业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期117-127,共11页
【目的】构建黑龙江省红松(Pinus koraiensis)人工林的林分生长和径阶分配模型系统,从而优化林分经营策略,为制定经营方案和提升森林质量提供模型支持。【方法】基于1980—2023年黑龙江省218块红松人工林固定样地的复测数据,构建包含枯... 【目的】构建黑龙江省红松(Pinus koraiensis)人工林的林分生长和径阶分配模型系统,从而优化林分经营策略,为制定经营方案和提升森林质量提供模型支持。【方法】基于1980—2023年黑龙江省218块红松人工林固定样地的复测数据,构建包含枯损模型、优势高生长方程、断面积模型以及Weibull径阶分配模型的生长预测系统。运用高斯-牛顿法和似乎不相关回归求解生长模型参数,并且采用矩解法恢复径阶分配模型中的直径分布参数。为验证模型组的适用性,采用差分进化(differential evolution, DE)算法,针对处于3个地位指数梯度(11.2、14.2、16.0 m)的红松人工林林分,开展以数量成熟龄为目标的经营优化,模拟不同经营措施对林分生长的影响。【结果】生长模型中的各组分解释了超过90%的变异性。采用似乎不相关回归最终得到的林分枯损模型和林分断面积模型的临界误差分别为16.769%和17.685%;利用矩解法对Weibull方程进行参数恢复时,Kolmogorov-Smirnov (KS)检验的通过率为96.946%;当应用生长和径阶分配模型系统进行林分蓄积预测时,临界误差为14.612%。优化结果表明,地位指数每提升2 m,间伐时间提前1~3 a,主伐时间为72~75 a。【结论】本研究构建的生长模型满足经营模拟过程中路径不变性、一致性和因果性的基本假设,提高了林分生长预测的可靠性。模型组和DE算法相结合能够提供有效的森林经营方案。 展开更多
关键词 红松 林分生长模型 差分方程 林分经营决策
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红松人工林多目标经营模型
3
作者 李爽 蒋博 +1 位作者 金星姬 pukkala timo 《南京林业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期55-63,共9页
【目的】以下层伐为约束条件,通过优化不同立地指数下红松(Pinus koraiensis)人工林的经营措施和构建经营模型,指导红松人工林的多目标经营并制订黑龙江省红松人工林多目标经营方案,提高我国人工林多目标经营水平。【方法】利用多属性... 【目的】以下层伐为约束条件,通过优化不同立地指数下红松(Pinus koraiensis)人工林的经营措施和构建经营模型,指导红松人工林的多目标经营并制订黑龙江省红松人工林多目标经营方案,提高我国人工林多目标经营水平。【方法】利用多属性效用函数构建以林分木材产量(WP)、大径材产量(LLP)和球果产量(CY)同时最大为经营目标的多目标方程WP、LLP、CY,3个经营目标的权重分别为:0.25、0.25、0.50。组合林分生长模拟器和差分进化算法,优化求解黑龙江省41块红松人工幼龄林样地的最佳采伐措施。以林分变量作为预测变量,构建采伐时林分密度、不同径阶的采伐强度(由logistic函数参数描述,该参数指示间伐强度为50%时的林分平均胸径)、主伐时林分平均胸径3个模型。【结果】最佳间伐时林分密度与平均胸径呈明显负相关,与立地指数呈正相关;logistic函数参数与平均胸径和立地指数呈正相关;主伐时林分平均胸径与立地指数呈正相关,与林分密度呈负相关。采伐时林分密度、采伐强度、主伐时林分平均胸径3个模型的校正后决定系数(R_(a)^(2))分别为0.930、0.798和0.965,平均偏差(ME)分别为2.000株/hm^(2)、-0.015和0.128 cm,平均绝对误差(MAE)分别为91.000株/hm2、1.238和0.165 cm。【结论】采伐时林分密度与地位指数呈正相关,与平均胸径呈负相关;间伐时林分平均胸径随地位指数的增加而增加;主伐时立地较差的林分比立地较好的林分平均胸径更小。 展开更多
关键词 红松人工林 多目标经营模型 经营准则 逻辑斯蒂函数 差分进化
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