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张建国，孙洪刚 著

图书标签:

• 杉木
• 人工林
• 断面积生长
• 林木生长
• 动态模拟
• 森林生态
• 林业
• 生物统计
• 模型
• 生长模型

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030292223

版次：1

商品编码：10363371

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-11-01

用纸：胶版纸

页数：215

字数：280000

内容简介

林分断面积是林分生长和收获预估体系中的核心因子之一。探讨林分断面积变化规律，对于深入理解林分空间结构特性、揭示林木生长变化规律、提高杉木人工林的经营水平具有重要的理论和实践价值。本书共分7章，包括林分断面积生长模拟研究概述、杉木人工林林分断面积生长规律、间伐对林分断面积生长的影响、林分水平断面积生长模拟、单木断面积变化规律和单木断面积生长模拟等。
《杉木人工林断面积生长规律及动态模拟》可供森林培育工作者和高校相关专业的师生参考使用。

目录

前言
1 林分断面积生长模拟研究概述
1.1 林分水平断面积模拟
1.2 径阶断面积生长模拟
1.3 单木断面积生长模拟
参考文献
2 杉木人工林林分断面积生长规律
2.1 试验地概况
2.2 密度试验设计
2.3 研究方法
2.4 结果与分析
2.4.1 林分断面积的变化规律
2.4.2 林分断面积生长模拟
2.4.3 枯死木断面积变化规律
2.4.4 雪灾对林分断面积的影响
2.4.5 自然整枝与林龄
2.4.6 自然整枝与间伐
2.4.7 自然整枝与林分断面积
2.4.8 自然整枝与林分密度
2.4.9 自然整枝与立地
2.5 小结
参考文献
3 杉木人工林间伐对林分断面积生长的影响
3.1 试验地概况
3.2 试验设计
3.3 结果与分析
3.3.1 间伐前后林分断面积变化趋势比较
3.3.2 间伐次数与林分密度、立地之间的关系
3.3.3 间伐强度与林分密度、立地的关系
3.3.4 间伐前后断面积分布规律
3.3.5 间伐后与未间伐同密度林分断面积比较
3.3.6 相同立地和初植密度未间伐和间伐林分断面积比较
3.4 小结
参考文献
4 杉木林分断面积模拟
4.1 模型的分类
4.2 林分断面积生长模型应具备的条件
4.3 动态模型的推导过程
4.4 模拟过程中的自相关
4.5 模型拟合及检验
4.5.1 模型拟合原理
4.5.2 模型拟合与检验
4.6 结果与分析
4.6.1 林分断面积生长特性
4.6.2 模型自相关
4.6.3 模拟精度的提高
4.7 小结
参考文献
5 杉木林分径阶断面积动态分布模拟
5.1 研究方法
5.2 结果与分析
5.2.1 模型选择的标准
5.2.2 径阶大小与断面积模拟精度之间的关系
5.2.3 径阶数量与模拟精度之间的关系
5.2.4 理论上渐近值与模拟精度之间的关系
5.2.5 模拟渐近值与林分因子的关系
5.2.6 模型参数与林分因子之间的关系
5.3 小结
参考文献
6 杉木人工林单木断面积变化规律
6.1 研究方法
6.2 结果与分析
6.2.1 Chow检验
6.2.2 林分因子与单木断面积之间的关系
6.2.3 间伐过程中单木断面积对比分析
6.2.4 间伐后小区单木断面积比较
6.3 小结
参考文献
7 杉木人工林单木断面积生长模拟
7.1 材料与方法
7.1.1 试验地概况
7.1.2 试验设计
7.1.3 模拟方法
7.2 结果与分析
7.2.1 年珠样地单木断面积影响因素的回归分析
7.2.2 立地条件与林龄对单木断面积的影响
7.2.3 青石湾样地单木断面积影响因素的回归分析
7.3 小结
参考文献
附表

前言/序言

杉木人工林断面积生长规律及动态模拟 图书简介 本书旨在深入探讨杉木人工林在不同生长阶段、不同经营管理方式下的断面积生长规律，并在此基础上构建动态模拟模型，为杉木人工林的科学经营、可持续发展提供理论依据和实践指导。 一、 引言：林业的价值与人工林的意义 森林，作为地球上重要的生态系统，扮演着多重角色。它们不仅是生物多样性的宝库，更是调节气候、涵养水源、保持水土的关键。同时，森林也是重要的经济资源，为人类提供木材、薪柴、药材等多种林产品，并支撑着庞大的林业产业，为社会经济发展做出贡献。 在人类活动日益广泛的今天，天然林的保护与恢复至关重要，而人工林的建设与经营则成为满足日益增长的木材需求、改善生态环境、实现林业可持续发展的重要途径。人工林具有生长快、易于管理、定向培育等优点，能够更有效地实现经济、生态和社会效益的统一。在我国，杉木（Cunninghamia lanceolata）作为一种重要的速生用材树种，在南方地区得到了广泛的人工栽培，为我国的林业发展和木材供给做出了巨大贡献。 然而，人工林的生长并非一成不变，其生长过程受到遗传、气候、土壤、地形、病虫害以及人为经营等多种因素的综合影响。对人工林生长规律的深刻理解，是实现其高效、优质、可持续生产的前提。断面积生长，作为衡量林分生长的重要指标之一，能够直接反映林分木材累积的速度和潜力，是评估林分生长状况、预测林分蓄积量变化的关键。因此，深入研究杉木人工林的断面积生长规律，并在此基础上建立有效的动态模拟模型，对于科学地指导杉木人工林的经营管理，优化采伐计划，提高林分生产力，实现森林生态效益和经济效益的最大化，具有重要的理论和实践意义。 二、 杉木人工林断面积生长的理论基础与研究现状 1. 断面积生长的概念与意义 断面积（Basal Area, BA）是指林分中所有乔木树木断高（通常为胸高，1.3米）处的横截面积之和。它是一个直观反映林分空间占据程度、密度以及材积潜力的重要指标。断面积生长量则反映了单位面积上林分木材横截面积的增长速度，通常以每公顷每年（m²/hm²/a）为单位表示。 断面积生长是林木生长过程中的一个重要组成部分，它与林分的生长量、材积增长、郁闭度、竞争强度以及林木的个体生长特征密切相关。研究断面积生长规律，可以帮助我们： 评估林分生长潜力： 了解不同龄组、不同密度林分的断面积生长速率，可以预测林分未来的生长趋势。 指导间伐经营： 间伐是人工林经营的重要手段，合理的间伐能够减轻林分内部的竞争，提高保留木的生长速率，从而优化断面积生长。 预测材积变化： 断面积与林木的平均高、形数等因素共同决定了林分的材积。通过研究断面积生长，可以更准确地预测林分的材积动态。 优化经营策略： 了解断面积生长与环境因子、经营措施的关系，有助于制定更科学、更经济的杉木人工林经营方案。 2. 影响杉木人工林断面积生长的关键因子 杉木人工林的断面积生长是一个复杂的过程，受到多种因素的交互作用。其中，主要包括： 遗传因素： 杉木本身具有不同的优良品种和无性系，其遗传特性决定了其潜在的生长能力。 气候因子： 温度、降水、光照是影响森林生长最基本的物质和能量来源。适宜的温度、充足的降水和合理的光照是促进杉木断面积生长的必要条件。 土壤因子： 土壤的肥力、水分状况、通气性、酸碱度等直接影响树木根系的吸收能力和生长活力。 地形因子： 海拔、坡度、坡向等地形特征影响光照、温度、湿度和土壤侵蚀程度，进而影响树木的生长。 林分密度与郁闭度： 林分密度过高会导致严重的个体竞争，抑制断面积生长；密度过低则会降低单位面积的生产潜力。 经营管理措施： 抚育、施肥、灌溉、病虫害防治以及间伐等人工干预措施，能够显著影响杉木的断面积生长。 病虫害： 严重的病虫害会损害树木的生理功能，降低生长量，甚至导致死亡，直接影响断面积生长。 3. 国内外杉木人工林断面积生长研究现状 国内外学者对杉木人工林的生长规律进行了大量的研究，尤其是在材积生长、单木生长模型等方面。关于断面积生长的研究，也取得了一定的进展，主要集中在以下几个方面： 生长模型构建： 一些研究通过建立经验模型或过程模型，描述杉木人工林在不同年龄、不同密度下的断面积变化趋势。 影响因子分析： 研究人员利用统计方法，分析气候、土壤、地形、密度等因子对杉木断面积生长的影响程度。 经营措施效应评估： 部分研究评估了间伐、施肥等不同经营措施对杉木断面积生长速率的影响。 单木断面积生长模型： 针对单木生长，构建了预测单木断面积增长的模型，这为林分尺度上的生长模拟奠定了基础。 然而，现有研究仍然存在一些不足： 模型普适性： 针对特定地区、特定经营方式建立的模型，其普适性可能有限，难以推广到更广泛的区域。 动态模拟的精细度： 很多模型侧重于静态预测，缺乏对林分生长过程的精细动态模拟能力。 多因子交互作用的深入分析： 对多个因子之间复杂的交互作用，特别是经营措施与环境因子如何协同作用影响断面积生长，仍需更深入的研究。 模型验证与评估： 模型在不同生长阶段、不同管理情境下的验证和评估工作仍需加强。 三、 杉木人工林断面积生长动态模拟模型构建 基于对杉木人工林断面积生长规律的深入理解，本书将重点围绕构建一套科学、准确、实用的动态模拟模型展开。该模型将综合考虑影响杉木断面积生长的关键因子，并力求实现对林分生长过程的精细化模拟。 1. 模型构建的思路与方法 本模型的构建将秉持以下基本思路： 多尺度模拟： 模型将兼顾林分尺度和单木尺度，通过单木生长模拟累加到林分尺度，或在林分尺度上进行宏观调控。 过程导向： 尽量采用过程模型，模拟生长过程中的生理生化机制，而不是仅仅依赖于经验拟合。 因子整合： 能够有效整合遗传、气候、土壤、地形、林分结构以及经营管理等多种影响因子。 动态演替： 能够模拟林分在时间序列上的动态演变，预测不同经营情境下的未来生长状况。 模型构建的具体方法将可能涉及： 理论模型的借鉴与改进： 借鉴已有的经典森林生长模型（如DIEL、JS、3PG等），并根据杉木的生物学特性和研究区域的实际情况进行改进和优化。 数据驱动的建模： 充分利用长期定位监测数据、森林资源调查数据、遥感数据、气象数据等，通过统计学和机器学习方法，训练和校准模型参数。 集成方法： 可能采用过程模型与统计模型相结合的集成方法，以弥补单一模型的不足。 2. 模型的核心组成部分 一个完善的杉木人工林断面积生长动态模拟模型，通常包含以下核心组成部分： 环境因子输入模块： 接收和处理来自气象站、土壤调查、地形数据等环境因子信息，为生长模拟提供基础数据。 林分结构与个体属性模块： 记录和更新林分的空间结构（如每公顷株数、平均胸径、平均高、断面积等）和单木的个体属性（如胸径、高、枝下高、冠幅、健康状况等）。 断面积生长方程/算法： 这是模型的核心。将基于对影响因子的分析，构建能够定量描述断面积生长速率的方程或算法。该方程/算法将体现遗传、气候、土壤、密度、经营等因素的综合作用。 模型校准与验证模块： 利用实测数据对模型参数进行校准，并采用独立数据集对模型的模拟精度进行评估。 经营管理模块： 允许用户输入不同的经营管理方案（如间伐强度、频率、施肥时机与剂量等），并模拟这些措施对林分断面积生长的影响。 输出与可视化模块： 将模拟结果以表格、图表等形式输出，直观展示林分断面积、材积、生长速率等关键指标的变化趋势。 3. 模拟过程的设计 模型的模拟过程通常采用时间步进的方式进行。在一个模拟周期内（例如一年）： 1. 输入与初始化： 输入当前时点的环境因子和林分状态。 2. 生长计算： 根据当前林分状态、环境因子和经营措施，利用断面积生长方程/算法计算断面积增长量。 3. 林分更新： 将计算出的断面积增长量累加到林分总断面积，并根据生长情况更新林木的个体属性（如胸径、高）。 4. 林木死亡与补充（可选）： 模型可以根据自然死亡率或经营措施模拟林木的死亡，或根据需要模拟新植的补充。 5. 输出： 记录当前时点的林分状态。 6. 循环： 进入下一个时间步。 四、 杉木人工林断面积生长动态模拟模型的应用 本书所构建的杉木人工林断面积生长动态模拟模型，旨在为杉木人工林的科学经营管理提供有力的工具。其主要应用前景包括： 经营决策支持： 模拟不同间伐强度、频率、时间点的效果，为制定最优的间伐方案提供依据，从而提高林分生产力。 蓄积量预测与规划： 准确预测林分未来的蓄积量，为林业采伐计划、木材供应链管理提供精确数据。 生态功能评估： 通过模拟林分断面积和结构的演变，可以间接评估森林生态系统的碳汇能力、生物多样性维持能力等。 环境变化响应分析： 模拟气候变化、土壤退化等环境变化对杉木人工林生长可能产生的影响，为适应性经营提供建议。 遗传改良与育种评估： 评估不同杉木品种或无性系在不同环境下的生长潜力，为育种方向提供参考。 教育与培训： 作为一种直观的模型工具，可用于林业院校的教学，帮助学生理解森林生长过程和经营管理原理。 五、 结论与展望 杉木人工林作为我国重要的森林资源，其健康、高效、可持续的生长与经营，对于保障国家木材安全、维护生态平衡、促进区域经济发展具有重要意义。本书通过对杉木人工林断面积生长规律的深入研究，并在此基础上构建动态模拟模型，旨在为杉木人工林的科学化、精细化管理提供理论支撑和技术手段。 未来的研究将继续深化对杉木生长机制的理解，进一步提升模型的精度和适应性。例如，可以进一步考虑单木间的空间竞争、光照利用、养分分配等更精细化的过程；整合更多元的经营管理措施，如林下种植、生态旅游等对生长潜力的影响；利用大数据和人工智能技术，提高模型的预测能力和智能化水平。 我们期望本书的研究成果能够为杉木人工林的经营者、管理者、研究者以及相关政策制定者提供有益的参考，共同推动杉木人工林的绿色、可持续发展，为构建美丽中国贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量令人赞叹，这一点在技术性著作中往往容易被忽视。通常，复杂的生长曲线和参数拟合图表会因为低分辨率的打印而变得模糊不清，让人难以辨别关键的拐点和渐进趋势。然而，这部作品中的所有图形，无论是时间序列分析图还是空间分布模拟的截面图，都清晰锐利，色彩运用得当，有效地辅助了文本的论述。我特别留意了关于“断面积生长”的那些核心图表，那些密集的点状数据和拟合出的平滑曲线之间的关系，直观地展示了林分在不同生长阶段的生理限制与资源竞争的动态平衡。对于像我这样更偏好视觉化学习的读者来说，这种高质量的视觉呈现，极大地降低了理解高阶概念的认知负荷，让那些原本可能需要反复阅读才能领会的数学关系，通过图示一目了然，这无疑是编辑团队专业性的体现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讨论部分简直是一场精彩的学术对话。作者并没有将自己的研究成果视为终极真理，而是非常坦诚地指出了模型在处理极端气候事件（如突发干旱或强风暴）时的局限性，并且预留了未来研究的接口。这种谦逊的态度，在当下很多急于求成的研究报告中是难得一见的。它不光是在告诉我们“是什么”，更是在引导我们思考“为什么”和“怎么办”。例如，在对比了不同管理强度下林分的碳汇潜力差异时，作者引入了经济学和社会学层面的考量，使得原本偏向硬科学的讨论瞬间变得立体起来，展现出一种跨学科的视野。这让我觉得，阅读这本书不仅仅是在学习杉木的生长特性，更是在接受一种严谨、全面、负责任的科研思维训练，让人在合上书本后，对如何进行科学研究和应用实践有了更深刻的体悟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有质感，那种深邃的墨绿色搭配上几缕清晰的线条，让人一眼就能感受到内容领域的专业性和厚重感。我本来对林业科学这类书籍抱着一丝敬畏，担心会充斥着晦涩难懂的公式和模型，但翻开目录后，发现编排逻辑非常清晰。它似乎是从宏观的生态系统视角切入，然后逐步深入到微观的单株生长动态，这种由表及里的结构安排，对于我们这些非专业人士来说，提供了一个非常友好的学习路径。特别是章节标题的拟定，既保留了学术的严谨性，又在某种程度上激发了读者的好奇心，让人忍不住想去探究“杉木人工林”这个特定对象在不同环境因子驱动下会展现出何种生命力的奥秘。虽然我尚未完全沉浸在文字细节中，但仅凭这份精心打磨的结构布局，就足以判断这是一部下了大功夫的力作，它不仅仅是数据的堆砌，更像是林学家对一片特定森林的细致观察与系统总结，预示着接下来的阅读旅程将是充实而富有启发性的。

评分☆☆☆☆☆

我感到惊喜的是，虽然主题聚焦于特定树种的人工林，但其中蕴含的生态学原理和系统动力学思想具有极强的普适性。书中对于“反馈机制”的阐述，例如林冠郁闭度如何影响林下光照，进而影响林下植被竞争，最终反过来调节主林分的根系扩张速度，这一系列的循环论证，清晰地勾勒出了一个动态平衡的生态系统模型。这些原理并不仅限于杉木，完全可以迁移到其他针叶或阔叶人工林的管理借鉴中去。对于任何一位关注生态系统服务功能、森林碳循环或者生物多样性维持的林业工作者或决策者而言，这本书提供的不仅仅是杉木生长的数据，而是一套用于理解和预测复杂生物系统行为的思维工具。它的深度和广度，完全配得上放在专业图书馆中被反复翻阅和参考的地位，绝对是一笔值得的投入。

评分☆☆☆☆☆

读完前几章的导论部分，我立刻被作者在引言中对现有研究空白的精准剖析所吸引。很多研究往往停留在描述性的层面，或者只关注了单一变量的影响，而这本书似乎试图构建一个更具综合性的框架，试图解释林分密度、土壤肥力与气候波动之间复杂的交互作用是如何共同塑造了一片人工林的长期生长轨迹。尤其让我印象深刻的是作者提到的一种新的统计方法论，据说它能更有效地分离出不同时间尺度上环境噪声与生物学趋势的贡献，这对于我们进行长期资源规划和可持续经营决策来说，无疑提供了更可靠的工具。我能想象到，为了验证和完善这些模型，背后需要投入多少年的野外观测数据和严谨的数理推导，这种对科学严谨性的执着追求，使得这本书的价值远超教科书的范畴，它更像是一份来自实践前沿的深度报告，充满了对未来林业管理策略的深远思考和前瞻性指导。