1. 研究目的与意义
FORECAST 模型， 是一个基于森林生态系统过程的林分水平模型。它可以模拟多种管理策略对森林的影响， 而且能够预测森林生态系统结构和功能的未来发展趋势， 帮助我们制定合适的管理策略，为森林生态系统的优化管理服务。本论文旨在研究FORECAST 模型的发展概况、原理、方法和实际应用， 并尝试模型计算结果的可视化和森林美学指标体系的构建及评估研究。
抚育间伐是森林经营管理过程中，非常重要的培育措施。它是在林分郁闭后直至主伐期间，对未成熟林分定期而重复地采伐部分林木，为留存林木创造良好生长条件，促进留存木生长发育，并是采伐木得到利用的作业。合理的抚育间伐是培养生产力森林，特别是人工林的一项重要技术措施。通过合理、及时地进行抚育间伐，可以加速林木的生长，提高树木质量和增加木材的产量(邹春静，卜军，徐文铎，1995)。它是森林抚育的主要内容，在森林经营中占重要位置。
2. 国内外研究现状分析
目前，FORECAST模型在全球的森林系统中，已经在加拿大、美国、西班牙和中国等国家中运用。Wei等(2000)曾运用FORECAST模型作为一个工具模拟不同的管理策略对不列颠哥伦比亚省中部黑松林长期立地生产力的影响。结果显示对保持黑松林的长期立地生产力的可持续管理策略应该是80-120年的轮伐长度，不管是茎干采伐策略还是全树采伐策略均应如此。然而，更多营养保留的茎干采伐策略可以比全树采伐策略获得更高的生产力（3.5%-8.5%）。在240年的模拟中，疏伐策略（从4000-1000株hm－2）没有提高总生产力。但是疏伐可以增加驯鹿Rangifer tarandus的栖息地价值。另外，Bi等(2007)还利用FORECAST模型模拟了中国人工杉木Cunninghamia lanceolata林产量的下降和土壤退化。
目前国内外杨树栽培研究仍主要集中在如何通过适地适无性系，目睹控制、施肥技术、种植技术、整地技术、杂草控制及萌芽更新等技术来提高杨树能源林、纤维用材林及单板类用材林的生物生产力及持续经营，从而优化出不同经营目的的栽培模式。总的来看，研究日益趋向于种植杨树人工林的生态和社会效益，主要的研究方面在减少水体富营养化，防止温室效应，野生动物保护，重金属和放射性金属原子的吸收，保护和恢复生物多样性和提高土地生产力等。我国在杨树人工林生产系统及生产力方面做了大量的研究，在杨农复合方面也做了一些研究。
三维景观可视化是用计算机图形学和图像处理技术将地球表面某一地域的数据信息转换为三维图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互式处理的一种新技术(陈彦云，林挥，孙汉秋，2000)虽然它出现的时间不超过30年，但已被应用于与管理和规划相关的各个领域，如景观规划（董希斌，2001；杜金莲，宋凯，廖湖声，2006；高宇，邓宝松，杨宝松，等，2006；郝小琴，孟宪宇，1993；郝小琴，2001；胡国登，2008；金荣俊，2006；李建微，陈崇成，余轮，2007）！城市发展（李建微，2005；李荣江，2007；李琐琐，2006）！林业管理（李扬林，2006；李肇锋，2007；李志辉，2000；刘彦宏，2002；刘华星，1997；吕勇，李际平，晓蕾，1993；罗传文,2003）和地质勘探（李荣江，2007）等.三维景观可视化技术在林业管理方面也显示了极大的应用潜力。目前，它已被林业规划!设计和管理部门作为可持续森林管理的一个重要组成部分（孟宪宇，1996）。如等（刘华星，1997）研究了不同森林管理方案下林分的三维动态变化，以期找到一种可持续发展的林业规划方案等将森林景观动态可视化工具与森林生长模型结合起来,展示了未来的森林动态变化。国内可视化技术与林业结合的研究也相继开展，如罗传文（潘云鹤，毛卫强，2001）介绍了三维虚拟林相的制作技术，权兵等（刘彦宏,王洪斌，杜威，2002）构建了虚拟地理环境下林分生长的可视化模型，李建微等(李志辉,2000)模拟了福建漳浦林区林火蔓延的三维可视化。3. 研究的基本内容与计划
本研究针对forecast模型的运行所需要的参数，以南京林业大学历年来建立的不同立地条件、不同林龄的杨树人工林生态系统为研究对象，通过到林地抽样调查某一林分，并得到该林分密度的相关数据，同时利用现有杨树人工林生态系统的养分输入、输出数据资料，对forecast模型的相关参数进行修正、调校，在此基础上实现forecast模型对杨树人工林生态系统功能过程的模拟，由此对人工林各种经营措施的结果进行评价。
运用相关可视化技术如gis、cad等软件将forecast 模型分析运行输出相应的定量化数据结果可视化、直观化，得到相应的森林图像。
研究计划：
4. 研究创新点
本研究将FORECAST模型应用于南方型杨树人工林，对其相关的生态过程进行模拟，由此对人工林各种经营措施的结果进行评价，并得出较为合理的经营杨树的措施。
将森林生态学、FORECAST 模型以及相关可视化技术如GIS、CAD等软件有机结合，模拟相关的森林管理实践以及森林生态过程，预测未来几年或几十年内森林生态变化，以及评价输入的相关数据，以指导森林的管理经营。并实现最终结果的可视化。
