基于FPS-ATLAS的多目標森林空間規(guī)劃應用研究.pdf

1、對森林生態(tài)環(huán)境、碳、木材產(chǎn)量和生物多樣性日益增長的關注要求森林經(jīng)營管理者在時間和空間上制定合理的森林規(guī)劃，來滿足多目標、多資源的森林需求。本研究基于FPS-ATLAS模型提出了應用于吉林省汪清林業(yè)局金溝嶺林場16629.53ha的森林的多目標決策支持的森林空間規(guī)劃方案。目的是為了實現(xiàn)森林資源的動態(tài)管理，并能滿足多種約束設置，實現(xiàn)多種經(jīng)營目標，收獲木材產(chǎn)品的同時，還能保證森林的生態(tài)功能和社會功能，使森林最終達到可持續(xù)的理想狀態(tài)。并且得出了

2、以下的結論:
　　1、FPS-ATLAS模型在空間角度上考慮森林多邊形，把營林系統(tǒng)、輪伐期和林分生長與收獲都分配至每個多邊形，使用分級搜索算法來對多邊形進行分級，形成采伐的序列，并根據(jù)優(yōu)先級來安排采伐計劃。把這個模型和算法應用于金溝嶺林場進行以10年為一個時間周期的運算，實時、準確、動態(tài)的反映規(guī)劃時期內(nèi)所有小班和林班的變化，并把這些數(shù)據(jù)顯示在圖形中。這種方法搜索速度很快，對金溝嶺林場1334個小班，設置多種經(jīng)營目標和約束，以200

3、年為規(guī)劃時期的運算中，每次所需的時間約為3s～4s。
　　2、根據(jù)林分的生態(tài)功能和優(yōu)勢樹種組來劃分復雜的天然和人工混交林，分別是白樺、闊葉混交林、人工落葉松、人工針葉混交林、針闊混交林和針葉混交林。建立了6種林型的蓄積量生長模型，并根據(jù)采伐強度，把這6種蓄積量生長模型進行調(diào)整，成為可變采伐強度的生長模型系列。并嘗試把碳儲量模型引入到本研究中，動態(tài)反應整個規(guī)劃時期內(nèi)碳儲量的變化規(guī)律，在運行結果中顯示了較好的效果。
　　3、對金

4、溝嶺林場設置不同的空間約束，包括對保留地帶的禁止采伐，對不同齡組的林分采取不同的經(jīng)營措施，相應設置采伐強度來限制林分的過度采伐，以及保護幼齡林生長發(fā)育的郁閉年齡約束等，然后根據(jù)每年的木材采伐量來制定最合理的采伐流量，制定了兩種供選的規(guī)劃方案。方案的運行結果都能實時、動態(tài)的反映每個小班的面積、蓄積、采伐、碳儲量、生態(tài)演替等的詳細變化。
　　4、對比兩種不同的規(guī)劃方案，具有郁閉年齡約束的規(guī)劃中，20個時間周期后，森林總蓄積量生長至20

5、34121m3，無郁閉年齡約束的規(guī)劃中，總蓄積量變?yōu)?784082m3。對于實際的采伐量，無郁閉年齡約束的規(guī)劃平均提高241.37％，需保留的地帶平均提高14.82％;對于經(jīng)營地帶，平均降低22.95％;總生長量也是降低的，平均降低20.64％。
　　無郁閉年齡約束的規(guī)劃在160年以上的林分采伐量小，全部都比有郁閉約束的情況小，平均減少61.57％。在121～140年的林分中，多數(shù)為負值;在101～120年的林分中，12時間周期之

6、前都是負值;81～100年林分中，4～10時間周期內(nèi)為負值。在0～80年的林分中，大多數(shù)時間周期內(nèi)都是正值，變化較大。
　　對于立木材積，無郁閉年齡約束的規(guī)劃采伐量較大，生長量相對較小，幼齡林中，無郁閉年齡約束的規(guī)劃的立木材積一般都比有郁閉年齡約束的規(guī)劃少，平均降低60.43％;中齡林相類似，除1時間周期外，平均是80.48％;近熟林中，除2，3時間周期為正值，平均降低54.92％;成熟林變化幅度較大，最大降低了98.97％（2周

7、期），最大增加了195.88％（15周期）。過熟林除2周期為增加252.86％外，其他最小降低16.25％（16周期），最大是100.00％（4～8周期）。
　　5、經(jīng)過20個經(jīng)營周期的規(guī)劃后，金溝嶺林場的有林地面積為16299.55ha，在有郁閉年齡約束和鄰接約束的規(guī)劃中，總蓄積量變化率為7.75％，總采伐量為1516733m3，碳儲量總量提高19.58％，在無郁閉年齡約束的規(guī)劃中，總蓄積量變化率為-5.49％，總采伐量是539