测树学 第十章林分生长和收获预估模型

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1、第十章林分生长和收获预估模型第一节林分生长和收获预估模型的基本概念一、林分生长量和收获量的概念林分生长量是指林分在一定期间内变化的量。林分收获量则指林分在某一时刻采伐时，由林分可以得到的(木材)总量。实际上，收获量包含两重含义即林分累计的总生长量和采伐量。它既是林分在各期间内所能收获可采伐的数量，又是在任何期间内所能采伐的总量。举例：二、影响林分生长量和收获量的因子林分生长量和收获量是以一定树种的林分生长和收获概念为基础，在很大程度上取决于以下四个因子：1)林分的年龄或异龄林的年龄分布；2)林分在某一林地上所固有的生产潜力(立地质量)；3)林地生产潜力的充分利用程度(林分密度)；4)所采

2、取的林分经营措施(如间伐、施肥、竞争植物的控制等)。二、影响林分生长量和收获量的因子林分生长量和收获量显然是林分年龄的函数，典型的林分收获曲线为“S”形。当林分年龄相同并具有相同林分密度时，立地质量好的林分比立地质量差的林分具有更高的林分生长量和收获量。当林分年龄和立地质量相同时，在适当林分密度范围内，林分密度大的林分比林分密度小的林分具有更大收获量，但遵循“最终收获量一定法则。所采取的林分经营措施实际上是通过改善林分的立地质量(如施肥)及调整林分密度(如间伐)而间接影响林分生长量和收获量。图10－1相同林分密度时不同立地质量林分的蓄积生长过程图10－2相同立地质量时不同林分密度林分的蓄

3、积生长过程林分生长与收获预估模型就是基于这四个因子采用生物统计学方法所构造的数学模型。其一般表达式为：式中：Y——林分每公顷的生长量或收获量，A——林分年龄；SI——地位指数或其它立地质量指标；SD——林分密度指标。林分生长与收获预估模型三、林分生长和收获预估模型的分类1987年世界林分生长模型和模拟会议上提出林分生长模型和模拟的定义：林分生长模型是指一个或一组数学函数，它描述林木生长与林分状态和立地条件的关系；模拟是使用生长模型去估计林分在各种特定条件下的发育过程。（一）生长和收获模型的分类Avery和Burkhart(1994)根据模型的预估结果将模型分为三类：a)全林分模型；b)径

4、阶分布模型；c)单木生长模型：其中又分为与距离有关和无关的两种。（二）生长和收获模型的特点(1)全林分模型用以描述全林分总量(如断面积、蓄积量)及平均单株木的生长过程的生长模型称为全林分生长模型（WholeStandModel），简称全林分模型。此类模型是应用最广泛的模型，其特点是以林分总体特征指标为基础，即将林分的生长量或收获量作为林分特征因子如：年龄(A)，立地(SI)，密度(D)及经营措施等的函数来预估整个林分的生长和收获量。经营措施是通过对模型中的其它可控变量(如密度和立地条件)的调整而间接体现。这一过程主要通过增加一些附加的输入变量(如间伐方案及施肥等)来调整模型的信息。全林分

5、模型又可分为可变密度的生长模型及正常或平均密度林分的生长模型。（二）生长和收获模型的特点(2)径阶分布模型此类模型是以林分变量及直径分布作为自变量而建立，简称为径阶分布模型（Size-ClassDistributionModel）。这类模型包括：1）以径阶分布模型(亦称直径分布模型)为基础而建立这类模型，如参数预测模型（PPM）和参数回收模型（PRM）。2）传统的林分表预估模型。3）转移矩阵模型，将矩阵模型中的径级转移概率表示为林分变量（t、SD和SI等）的函数来建立径级生长模型来预估未来直径分布。若径级转移矩阵与林分变量无关，则称为“时齐”的矩阵模型，传统的林分表法属于此类。多数研究表

6、明转移矩阵是非时齐的。（二）生长和收获模型的特点(3)单木生长模型以单株林木为基本单位，从林木的竞争机制出发，模拟林分中每株树木生长过程的模型，称为单木生长模型（IndividualTreeModel）。单木模型与全林分模型和径阶分布模型的主要区别在于考虑了林木间的竞争，把林木的竞争指标（CI）引入模型中。由竞争指标决定树木在生长间隔期内是否存活，并以林木的大小（直径、树高和树冠等）再结合林分变量（t、SI、SD）来表示树木生长量。竞争指标构造的好坏直接影响到单木模型的性能和使用效果，如何构造单木竞争指标成为建立单木模型的关键。(3)单木生长模型根据CI是否含有林木间的距离信息，可把单木

7、生长模型分为：1)与距离无关的单木生长模型（Distance-IndependentIndividualTreeModel，简称DIIMDIIM不考虑树木间的相对位置，认为相同大小的林木具有相同的生长率，树木的生长是由树木现状和生长速度所决定的。输入各林木的生长状况即可模拟林分整体的生长过程。(3)单木生长模型2)与距离有关的单木生长模型（Distance-DependentIndividualTreeModel，简称DDIM）DD