基于FORECAST模型的杨树人工林间伐长期效果与优化模式研究开题报告

1. 研究目的与意义

合理利用自然资源和进行自然保护已经成为一各重要的自然科学和社会问题。

而森林生长动态模型就是解决这一系列森林资源利用问题的理论基础，用数学方法建立森林生长动态模型，从而可以预测不同间隔期的森林蓄积、断面积、平均胸径、树高、株数等动态数据，用于改进林区森林资源档案更新、森林资源监测、森林收获量、森林生长量调查技术方法，提高采伐限额编制、森林经营决策水平。

森林生长动态模型可以较为客观地反映林木的生长动态，实现森林资源数据的适时更新，还可对各种育林措施的效果进行评价。

2. 国内外研究现状分析

森林动态的计算机模型发展到现在已有30 多年的历史，本世纪60年代初，森林生物学家开始使用数字计算机设计能模拟森林组成变化的数学模型(Hool，1966；Odum1962，Olson，1963)，这些模型已经过检验并用作了解森林行为的工具，某些模型已被用作研究演替格局和了解森林演替和长期动态的主要方法之一。60到70年代模型和计算机在生态学中的应用成为生态学研究的一个主题，国际生物学计划(IBP)把模型研究作为一个主要内容，成为生态系统分析研究的主要方法。进入80年代开展的国际地圈和生物圈计划(IGBP)更是注重模型的应用，特别强调对植被、土壤和大气物质循环规律的研究，并产生了Biome(Prentice等，1992)和HYBRID(Friend等，1993)等更注重大尺度上的植被动态和小尺度生理生态过程的模型。

由于森林动态模型的数量很大、种类繁多，每个分类者的出发点不同、分类的原则不同，因而产生了多种多样的分类结果。

Shugart(1980)按模型模拟空间单元的大小，把模型分为三类：树木模型，以单木个体作为模拟的对象，有简单的个体转移概率模型及考虑树种、大小和三维空间结构的复杂模型；林窗模型，动态模拟一定单元面积上个体的变化特性；森林模型，以一定空间单元面积上森林的总体特征为模拟的基本单位，输出结果也以森林的集合特征表示。Kimmins(1994)按森林动态模型提出的时间顺序和预测生产力的方式把模型分为三代：第一代模型为以林木材积或林分蓄积与年龄的关系而得到的收获表；第二代模型是根据树木生长的生理生态学过程来预测生长和收获及森林动态变化的过程性模型；第三代模型为以树木的结构特性和生长环境关系预测森林动态的综合性模型。Dale(1985)把森林动态模型分为两类：生长模型，用于林木的生长和收获预测；生态学模型，用于评价群落对环境影响的反应。本文以Dale 的分类方法为基础，参考了Pren-tice(1986)、Prentice和Helmisaari(1991)的分类观点并根据模型的特性，将森林动态模型分为生长收获模型和演替过程模型，并重点论述了演替过程模型。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：通过实验搜集南京林业大学历年来关于南方型杨树人工林产量的相关数据，主要数据来源有已发表书籍、论文，毕业生论文以及通过实地测量得到的数据。在通过数据的调查，选择，使用forecast这一混合模型初步的研究南方型杨树人工林产量的变化。

研究计划：2011年3月01日2011年3月15日 查找文献、准备材料、提交开题报告。

2011年3月16日2011年4月15日 实验数据搜集，整理（主要是南方型杨树产量的相关数据）。

4. 研究创新点

在FORECAST模型中，许多土壤过程的表示相对简单。土壤范围、土壤混合和根分配表示的缺乏限制了FORECAST模型解决土壤压实和土壤侵蚀问题的能力。此次实验会更加注重对土壤数据的精细与加工，尽力达到实验数据的精确性和准确度。