目錄
前言
**部分 林分空間結構優化技術
第1章 概論 2
1.1 研究的目的和意義 2
1.2 森林多功能與結構優化國內外研究現狀 2
1.2.1 森林多功能研究進展 2
1.2.2 林分非空間結構研究進展 9
1.2.3 林分空間結構研究進展 17
1.2.4 林分生長模型研究進展 30
1.2.5 林分空間結構優化研究進展 38
1.2.6 林分生長及空間結構模擬研究 43
第2章 研究區的概況 46
2.1 自然地理概況 46
2.1.1 地理位置 46
2.1.2 地形地貌 46
2.1.3 氣候 46
2.1.4 水文 46
2.1.5 土壤 46
2.1.6 植被 47
2.1.7 動物 47
2.2 森林資源概況 47
2.2.1 森林資源現狀 47
2.2.2 森林旅遊資源 48
第3章 杉木生態公益林林分結構分析 50
3.1 引言 50
3.2 數據來源與研究方法 50
3.2.1 樣地設置與數據調查 50
3.2.2 非空間結構分析方法 53
3.2.3 空間結構分析方法 54
3.2.4 空間結構模擬技術 58
3.3 杉木生態公益林非空間結構分析 59
3.3.1 樹種組成 59
3.3.2 樹高結構 60
3.3.3 直徑結構 65
3.4 杉木生態公益林空間結構分析 69
3.4.1 混交度分析 69
3.4.2 大小比數分析 72
3.4.3 角尺度分析 73
3.4.4 林層指數分析 75
3.4.5 競爭指數分析 78
3.4.6 開敞度分析 85
3.5 杉木生態公益林空間結構評價 87
3.5.1 林分空間結構評價指數的提出 87
3.5.2 杉木生態林人工純林林分空間結構評價結果 90
3.6 杉木生態公益林林分空間結構模擬 90
3.6.1 數據處理 90
3.6.2 數字高程模型的生成 91
3.6.3 樣地數據空間結構三維模擬 92
3.7 小結 94
3.7.1 林分非空間結構 94
3.7.2 林分空間結構 95
第4章 杉木、馬尾松人工林生長規律模擬研究 97
4.1 引言 97
4.2 數據來源與研究方法 97
4.2.1 樣地設置與數據調查 97
4.2.2 徑階單木生長模型研究 98
4.2.3 全林整體生物量模型研究 102
4.3 杉木生態公益林人工純林徑階單木生長模型研究 107
4.3.1 基於競爭指數單木生長模型的構建 107
4.3.2 徑階生長模型的構建 111
4.3.3 模型的應用 114
4.4 馬尾松人工林全林整體生物量模型 120
4.4.1 不同回歸方程下馬尾松蓄積量和生物量相關關繫的比較 120
4.4.2 馬尾松人工林全林整體生長模型 121
4.4.3 馬尾松人工林全林整體生物量模型的構建 123
4.4.4 模型的應用 126
4.5 小結 127
第5章 杉木生態公益林多功能評價研究 129
5.1 引言 129
5.2 數據來源與研究方法 130
5.2.1 數據來源 130
5.2.2 研究方法 132
5.3 杉木生態公益林多功能評價指標的構建 136
5.3.1 評價指標的選取原則 136
5.3.2 評價指標的篩選方法 136
5.3.3 多功能評價指標的構建 138
5.4 杉木生態公益林多功能評價 139
5.4.1 杉木生態公益林多功能評價指標的計算 139
5.4.2 評價指標權重賦值 146
5.4.3 杉木生態公益林的功能評價 149
5.4.4 杉木生態公益林多功能評價 153
5.5 提高杉木生態公益林多功能的經營措施 154
5.5.1 人工整地 154
5.5.2 林木采伐 154
5.5.3 樹種補植 154
5.6 小結 155
第6章 杉木生態公益林人工純林空間結構優化研究 157
6.1 引言 157
6.2 數據來源與研究方法 157
6.2.1 數據來源 157
6.2.2 研究方法 157
6.3 林分單株擇伐空間結構優化模型的構建 159
6.3.1 模型目標函數 159
6.3.2 模型約束條件 160
6.3.3 模型的建立 165
6.3.4 擇伐木的確定流程 165
6.3.5 林分單株擇伐空間結構優化模型的應用 166
6.4 林分補植空間結構優化技術 169
6.4.1 林分補植空間結構調控優化目標 170
6.4.2 補植位置和補植樹木的確定 170
6.4.3 補植樹種的選擇 171
6.4.4 補植樹種空間配置 183
6.4.5 補植技術流程圖 183
6.4.6 林分補植空間結構優化技術的應用 184
6.5 林分空間結構優化效果分析 187
6.5.1 林分空間結構優化前後林分生產力變化分析 188
6.5.2 林分空間結構優化前後林分物種多樣性變化分析 190
6.5.3 林分空間結構優化前後林分碳儲量變化分析 191
6.5.4 林分空間結構優化前後林分水源涵養功能變化分析 193
6.6 小結 195
第7章 低質低效林評價及改造技術研究 197
7.1 引言 197
7.2 數據來源與研究方法 198
7.2.1 數據來源 198
7.2.2 研究方法 199
7.3 低質低效林評價指標體繫的構建 199
7.3.1 評價指標的選取原則 199
7.3.2 評價指標的篩選方法 199
7.3.3 評價指標體繫的構建 199
7.3.4 評價指標的解釋 201
7.3.5 評價指標評分標準 202
7.4 低質低效林評價 205
7.4.1 低質低效林評價指標的計算 205
7.4.2 低質低效林評價指標權重賦值 211
7.4.3 低質低效林準則層各指標評價 214
7.5 低質低效林改造技術研究 217
7.5.1 低質低效林改造模式的選擇 217
7.5.2 低質低效林具體改造措施研究 219
7.6 小結 220
第二部分 林分經營專家模擬繫統
第8章 概論 222
8.1 研究的目的和意義 222
8.2 林分經營專家模擬繫統研究現狀 223
8.2.1 人工智能與專家繫統 223
8.2.2 人工神經網絡 224
8.2.3 森林生長數學模型研究 227
8.2.4 林分經營模擬繫統 230
第9章 穩健BP神經網絡算法與林木生長模擬 232
9.1 引言 232
9.2 BP 神經網絡的穩健性及其改進算法 232
9.2.1 多層前饋神經網絡模型 232
9.2.2 網絡的設計 236
9.2.3 穩健統計算法 237
9.2.4 穩健BP 神經網絡算法 238
9.3 林木生長模擬 239
9.4 小結 240
第10章 BP神經網絡模型在立地質量評價中的應用 241
10.1 引言 241
10.2 黃豐橋林場自然概況 241
10.3 原理與方法 242
10.3.1 立地因子的選擇與等級劃分 242
10.3.2 立地指數BP 模型設計 242
10.4 模型訓練及其結果分析 243
10.4.1 模型訓練 243
10.4.2 網絡的響應分析 244
10.5 小結 244
第11章 基於神經網絡的林分潛在生長模型與競爭生長模型 246
11.1 引言 246
11.2 杉木人工林單木直徑潛在生長模型 247
11.2.1 基於von Bertalanffy生長理論的潛在生長模型 247
11.2.2 基於人工神經網絡的林木潛在生長模型 248
11.2.3 結果比較分析 249
11.3 杉木人工林單木競爭生長模型 250
11.3.1 修正函數的建立 250
11.3.2 基於人工神經網絡的杉木人工林單木直徑競爭生長模型 251
11.3.3 結果分析 253
11.4 小結 254
第12章 林分密度理論與林分密度分布模型 255
12.1 引言 255
12.2 林分密度理論 256
12.2.1 Reineke關於林分密度與直徑的關繫及數學模型 256
12.2.2 林分密度與產量理論 256
12.3 林分密度的基本形式 257
12.3.1 株數密度 258
12.3.2 林分密度指數 259
12.3.3 林分疏密度 259
12.3.4 林分郁閉度 260
12.3.5 林分密度分布模型 260
12.3.6 杉木人工林直徑分布模型 260
12.3.7 杉木人工林的樹高分布模型 261
12.3.8 杉木人工林樹高分布模型的檢驗 262
12.4 杉木人工林**經營密度的確定 264
12.4.1 現行確定林分經營密度的方法 264
12.4.2 控制理論在林分密度管理中的應用 265
12.5 小結 267
第13章 基於神經網絡的林分全林整體生長模型 268
13.1 引言 268
13.2 林分生長數學模型的選定原則 269
13.3 林分生長模型的構思 270
13.4 模型繫統的構造 270
13.4.1 立地指數 270
13.4.2 密度指數 272
13.4.3 平均高與優勢高、形高模型 272
13.4.4 斷面積生長模型 273
13.4.5 派生模型 275
13.4.6 模型驗證 275
13.4.7 林分的自然生長模型和人為控制密度生長過程 276
13.4.8 應用實例 278
13.5 小結 279
第14章 杉木人工林林分經營專家繫統研究 280
14.1 引言 280
14.2 專家繫統及其開發工具 280
14.3 主要內容 282
14.4 CFPSMES原型 283
14.4.1 繫統構成 283
14.4.2 知識的獲取和表示 284
14.4.3 推理和控制 295
14.4.4 不精確信息處理方法 296
14.4.5 繫統的實現 296
14.5 小 結 297
第15章 人工神經網絡林分經營專家模擬繫統研究 298
15.1 引言 298
15.2 人工神經網絡與專家模擬繫統構成原理 298
15.2.1 人工神經網絡原理 299
15.2.2 專家模擬繫統簡介 300
15.3 林分經營專家模擬繫統的結構 301
15.3.1 主控模塊 302
15.3.2 數據庫管理模塊 302
15.3.3 知識庫管理模塊 302
15.3.4 林分經營專家繫統模塊 302
15.3.5 模擬繫統模塊 303
15.3.6 輸入輸出模塊 303
15.4 案例研究 304
15.5 小結 306
主要參考文獻 307