CN105354625A - 一种森林最优择伐模型的方法 - Google Patents

Abstract

一种森林最优择伐模型的方法，其特征在于：在成熟林中合理确定采伐木，以便保证择伐后的林分具有良好的生态环境，以利于保留木的生长；同时，使择伐林木根据市场条件实现最优化的造材；首先计算林分中某一树种的年度生长量，然后建立最优择伐模型的目标函数，根据林分的可持续经营目标来设置两个约束条件：(1)择伐量不宜超过年度生长量，(2)所选取的择伐木生长率最小；由此确定出最优择伐木。

Description

一种森林最优择伐模型的方法

一、技术领域

该方法属于森林经营的定量模拟研究。

二、技术背景

林分最优化择伐的实质是合理确定采伐木，以便在获取木材并保持非空间结构的同时，导向理想的空间结构；同时，使择伐林木根据市场条件实现最优化的造材。由于林分空间结构的各个方面既相互依赖又可能相互排斥，要求各子目标同时达到最优是困难的，因此多目标规划可取得林分空间结构整体最优。

三、发明内容

一种森林最优择伐模型的方法：确定某一树种的林分蓄积量的数学模型①为：式中，n_ij为林分i树种中的j径阶的密度、d_ij为此i树种中第j棵的胸径、a_i，b_i为方程系数；因此，可以得出确定树木年度生长量的数学模型②为： $\mathrm{\Δ}M=M_{t+1}-M_t-={\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n{n}_{ij}{a}_i{d}_{ij}^{b_i-1}{\mathrm{\Δd}}_{ij},$ 式中，△d_ij为胸径的增长量；

要建立森林最优择伐模型，首先要建立目标函数，使得择伐木数目最少，即满足数学模型③：式中，为所选取的最优择伐木；然后根据林分的可持续经营目标来设置约束条件，一般有两个约束条件：(1)择伐量△V不宜超过年度生长量△M，要求△V≤△M，即满足数学模型④：(2)所选取的择伐木生长率最小，使其满足数学模型⑤：根据树木生长方程推导得到计算树木胸径增长量的数学模型⑥：式中t为树木年龄；

当同时满足约束条件1)和约束条件2)时，根据目标函数，可确定所要择伐林分中哪类树种哪种径阶的树木作为最优择伐木，即

本方法的优点在于：利用最优择伐模型，可以对成熟林进行合理的经营，使得择伐后的林分具有良好的空间结构。

四、附图说明：

无

五、具体实施方式：

1、先根据数学模型①，确定某一树种的林分蓄积量；

2、再根据数学模型②，确定树木的年度生长量；

3、建立最优择伐的目标函数，使得择伐木数目最少；

4、根据林分的可持续经营目标来设置两个约束条件；

5、定所要择伐林分中哪类树种哪种径阶的树木作为最优择伐木。

Claims (1)

1.一种森林最优择伐模型的方法，其特征在于：在成熟混交异龄林中合理确定采伐木，以便保证择伐后的林分具有良好的结构，以利于保留木的生长；同时，使择伐林木根据市场条件实现最优化的造材；

确定某一树种的林分蓄积量的数学模型①为：式中，n_ij为林分i树种中的j径阶的密度、d_ij为此i树种中第j棵的胸径、a_i，b_i为方程系数；因此，可以得出确定树木年度生长量的数学模型②为： $\mathrm{\Δ}M=M_{t+1}-M_t={\Σ}_{j=1}^n{n}_{ij}{a}_i{d}_{ij}^{b_i-1}{\mathrm{\Δd}}_{ij},$ 式中，Δd_ij为胸径的增长量；

要建立森林最优择伐模型，首先要建立目标函数，使得择伐木数目最少，即满足数学模型③：式中，为所选取的最优择伐木；然后根据林分的可持续经营目标来设置约束条件，一般有两个约束条件：

1)择伐量ΔV不宜超过年度生长量ΔM，要求ΔV≤ΔM，即满足数学模型④： $\Σ(n_{ij}-n_{ij}^0)a_i{d}_{ij}^{b_i}\≤\mathrm{\Δ}M;$

2)所选取的择伐木生长率最小，使其满足数学模型⑤：根据树木生长方程推导得到计算树木胸径增长量的数学模型⑥： ${\mathrm{\Δd}}_{ij}=d_{ij}(e^{\frac{t}{t+1}}-1),$ 式中t为树木年龄；

当同时满足约束条件1)和约束条件2)时，根据目标函数，可确定所要择伐林分中哪类树种哪种径阶的树木作为最优择伐木，即