小班尺度用材林森林质量评价指标体系与方法研究

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森林是地位最重要、物种最丰富、结构最复杂、效益最多样的陆地生态系统之一,是人类社会赖以生存和实现可持续发展的重要资源及宝藏。森林质量的基本概念是指“森林在生态、经济和社会方面所有效益的总和”。无论是从全球生态平衡的宏观角度出发,还是从各级林业经营单位在资源生产与利用的微观角度考虑,森林质量都是值得关注的重要问题。科学地评价森林质量,对于森林的所有者或管理者进一步突破数据表象而深入分析和了解森林资源的状态及发展趋势,为森林的经营管理制定更科学有效的规划方案,继而持续地确保森林能够稳定实现在各方面的效益,具有十分重要的意义。本文以小班尺度的森林质量评价为主题,在阅读大量森林质量评价的相关文献基础之上,对森林质量评价的相关思想发展、理论方法和研究成果进行了综述。森林质量的概念符合森林永续利用的思想,与之接近的研究主题还有森林资源可持续性评价和森林健康评价等主题。本文辨析了不同主题之间的关于对象内容、尺度、方法的异同,并总结指出了森林质量研究领域的不足和发展空间,认为森林质量在数据源选择、评价成果对比研究、评价方法的效用等方面仍有充分的研究潜力。在梳理、辨析相关研究成果的基础上,本文对森林质量评价的理论基础(概念、定义、内涵、评价过程等)进行了详细的解释与介绍。其中重点讨论和总结了森林质量评价应当遵守的原则,包括:指标代表性、规范性、经济与可行性、数据结果量化与可比性、体系层次结构性、实用性等6项原则。同时,介绍或分析了6种常见的森林质量评价方法在森林质量评价中的应用。小班尺度森林质量评价指标体系的构建方法及其结果是本研究的重要成果之一。根据森林质量评价应遵守的原则(代表性、规范性、经济与可行性等),本研究选择以森林资源规划设计调查(以下简称二类调查)的数据作为小班尺度森林质量评价的数据源,并提出了基于二类调查数据的量化和标准化的相关思想及公式。提出了评价指标值与评价结果的等级划分标准。提出以因子分析法搭配层次分析法构建指标体系(含权重计算)的方法,客服了单一应用层次分析法所带来的主观性较强的缺点。构建了符合经营目标(经营类型为用材林)、涵盖林木质量和林地质量的5项标准15个指标的小班尺度森林质量评价指标体系。本研究通过引入分析各类森林质量评价方法,在小班尺度上对其进行了应用研究。发现了同一小班对象在不同评价方法下质量评价结果并非完全一致的现象,并观察得出评价结果具有趋向性的结论。为表达不同评价方法结果的趋向性,提出了“森林质量均值”的概念,并认为森林质量均值更接近描述森林质量的真实状态。借助森林质量均值,继而引入并提出了适于小班尺度评价的“区分度”、“一致率”、“准确度”等概念,对各质量评价方法及其结果进行了对比研究,结果显示,应用单一评价方法时物元分析法评价效果最佳,其准确率达到86%。同时应用BP神经网络方法更简便的学习“得到森林质量均值”的计算过程,模拟结果的准确度达到79.2%。以福建省将乐国有林场(2008年明头山工区和余坊工区二类调查数据)为案例进行了指标体系的实证研究,结果显示明头山工区小班森林质量在各龄组阶段均优于余坊工区,其深入分析的相关成果可为制定未来森林经营方案提供一定参考。结合信息时代下的林业资源管理思想和模式,本研究还通过信息系统开发技术研建了小班尺度下的森林质量信息管理系统。该系统重点实现了与其他森林资源管理系统的数据交换功能,实现了多方法下的森林质量评价的计算与结果展现功能。借助信息系统的处理可以优化森林质量评价的数据处理工作,提高质量评价的计算效率,为进一步宣传森林质量概念和推广森林质量评价工作奠定基础。
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