森林健康經(jīng)營(yíng)空間途徑與評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究.pdf

1、ThestudyofSpaceApproachesandEvaluationSystemontheforesthealthymanagementbyZHANGJiangAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofAgriculturalinForestManagementinCentralSouthUniversityofFore

2、stryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHunan410004，PRCHINASupervisorProfessorLVYongMay,2014摘要森林是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)與健康密切相關(guān)，影響因子繁多，涉及面廣，維數(shù)多。從包含空間信息的森林結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化調(diào)整研究森林健康經(jīng)營(yíng)的理論、方法和技術(shù)是國(guó)內(nèi)外林學(xué)、生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。我國(guó)南方，特別是長(zhǎng)江以南，南方

3、淡水湖泊周邊森林群落，多年以來(lái)，湖泊不斷萎縮，周邊森林面積逐年縮小，生物資源急劇減少，外來(lái)樹(shù)種增多，森林群落類(lèi)型正快速?gòu)脑郝湎蛉斯と郝溲葑?，使這一地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能遭受了嚴(yán)重破壞，甚至影響到長(zhǎng)江流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，依據(jù)系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)功能關(guān)系原理，從森林空間途徑研究南方森林健康及其經(jīng)營(yíng)，通過(guò)調(diào)整森林空間結(jié)構(gòu)，恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)功能，維持森林健康穩(wěn)定，對(duì)提高研究區(qū)森林經(jīng)營(yíng)水平，構(gòu)建“兩型社會(huì)”和低碳經(jīng)濟(jì)社會(huì)具有重要的理論

4、和現(xiàn)實(shí)意義。森林健康影響因子眾多，經(jīng)營(yíng)措施各異，森林健康經(jīng)營(yíng)實(shí)際上是一個(gè)非線性多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外為對(duì)其研究也缺少系統(tǒng)和科學(xué)性。本文以長(zhǎng)沙市大圍山自然保護(hù)區(qū)、瀏陽(yáng)湖國(guó)有林場(chǎng)、長(zhǎng)沙黑麇峰國(guó)家森林公園、長(zhǎng)沙市湖南省森林植物園、沅江市龍虎山林場(chǎng)和湖北省崇陽(yáng)縣桂花林場(chǎng)典型闊葉混交林為研究對(duì)象，依據(jù)森林健康、生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)工程等理論，從結(jié)構(gòu)、功能與森林健康的關(guān)系入手，在森林生態(tài)系統(tǒng)尺度分析影響長(zhǎng)沙市森林健康各因子，分析森林健康狀況以及存在的問(wèn)題，

5、提出森林空間結(jié)構(gòu)合理性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法。應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘、智能進(jìn)化算法研究生態(tài)系統(tǒng)健康經(jīng)營(yíng)空間結(jié)構(gòu)調(diào)控策略，在智能進(jìn)化算法求解多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題的基礎(chǔ)上，研究森林健康經(jīng)營(yíng)多目標(biāo)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題，確定目標(biāo)空間結(jié)構(gòu)，建立長(zhǎng)沙市典型森林類(lèi)型健康經(jīng)營(yíng)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，在此研究基礎(chǔ)上，并提出了相應(yīng)改善措施，調(diào)整森林生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)，制定正確的經(jīng)營(yíng)思想和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)及措施。主要研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)論如下：(1)基于Voronoi圖的林分空間結(jié)構(gòu)分格局分析方法研究

6、。以研究區(qū)大圍山自然保護(hù)區(qū)、瀏陽(yáng)湖國(guó)有林場(chǎng)、望城區(qū)黑麇峰國(guó)家森林公園，湖南省森林植物園天然次生林為對(duì)象，提出基于Voronoi圖的林分空間結(jié)構(gòu)分格局分析方法，研究結(jié)果表明，基于Voronoi圖的格局分析方法同樣能有效刻畫(huà)林木空間分布特征，可從不同的時(shí)空尺度上描述了林分主要樹(shù)種的空間格局動(dòng)態(tài)。(2)基于多目標(biāo)優(yōu)化的森林空間結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)研究。借鑒生態(tài)學(xué)有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部均衡和均質(zhì)原理，在森林生態(tài)系統(tǒng)(斑塊)尺度，從空間結(jié)構(gòu)的混交、競(jìng)爭(zhēng)、空間分