[发明专利]基于林分发育指数的次生林间伐方法

说明书

本发明涉及次生林间伐技术领域，特别是一种基于林分发育指数的次生林间伐方法，包括以下步骤，A、对样地内胸径大于5cm的样木进行每木检尺；B、依据样地位置与树种组成，确定植物区系和所处的演替阶段，并按顶级树种、伴生树种、先锋树种和外来树种划分样地树种；C、构建基于林分发育指数的多目标模型；D、利用改进的遗传算法对多目标模型进行求解，获取次生林最优抚育间伐方案。本发明利用林分发育指数构建次生林抚育间伐多目标模型，利用改进的遗传算法进行全局优化，快速获得林分合理的间伐强度和间伐木空间位置，确保间伐方案的准确性和合理性，提高林分质量，促进次生林正向演替。

技术领域

本发明涉及次生林间伐技术领域，特别是一种基于林分发育指数的次生林间伐方法。

背景技术

次生林是原始林经高强度采伐、火烧等人为干扰或严重的自然灾害破坏后，大部分原生植被消失，主要依靠自然力由大量萌生林木和部分实生林木形成。在我国，次生林面积约占全国森林面积的一半，且多为中、幼龄林。为提高林分质量，促进次生林正向演替，恢复地带性顶级群落，针对郁闭度大于0.7的林分需采取抚育间伐。

抚育间伐是根据林分发育、林木竞争和自然稀疏规律及森林培育目标，适时适量伐除部分林木，调整树种组成和林分密度，优化林分结构，改善林木生长环境条件，促进保留木生长，缩短培育周期的营林措施。目前，针对抚育间伐的研究已取得了丰硕的成果，但也存在明显的不足：一、将次生林抚育间伐等同于林分结构调控，未考虑恢复地带性顶级群落的抚育目标，缺少针对次生林抚育间伐的优化模型；二、间伐模型采用单木调节的非全局优化算法，或穷举法等优化效率低下的算法，缺少智能优化算法的有效支撑；三、只注重间伐方案的准确性，忽视林分最优间伐强度的确定。

1、次生林特点与经营方向

次生林是原始林经高强度采伐、火烧等人为干扰或严重的自然灾害破坏后，大部分原生植被消失，主要依靠自然力由大量萌生林木和部分实生林木形成，其树种组成和结构复杂。由于我国次生林以幼、中龄林为主，为提高林分质量，促进次生林正向演替，恢复地带性顶级群落，需采取人为辅助措施对次生林进行抚育间伐。

2、抚育间伐

抚育间伐以幼、中龄林为抚育对象，通过调整树种组成和林分密度，优化林分结构，改善林木生长环境条件，促进保留木生长，缩短培育周期的营林措施。

目前，抚育经营状况如下：

①理论指导型。实际作业以《GB/T 15871-2015森林抚育规程》为指导，该规程提出了抚育间伐的类型、适用条件、操作流程等，但无法确定间伐木位置，需林业工作者依据自身工作经验进行实地操作。该类方法易受主观因素影响，且难以最大程度优化林分结构。

②逐步判断型。依据大小比数、角尺度、竞争指数等构建林分多目标函数，并计算出每一株树的函数值，在对函数值进行排序后，将函数值最小的林木作为间伐对象，然后依据指标优先级或约束条件进行判断，如满足则输出为间伐对象，并开始寻找下一株间伐木。该类方法没有采用全局优化的方法，无法保证间伐方案的全局合理性。

③随机抽样型。依据大小比数、角尺度、竞争指数等构建林分多目标函数，并计算出林分初始函数值，然后按某一间伐强度采用Monte Carlo法进行抽样，计算间伐后林分的函数值，当满足抽样次数后，将林分函数值最大时的间伐方案作为最终结果。该类方法计算效率低，常需5000-10000次抽样才能获得某一间伐强度下的最佳间伐方案。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对郁闭度大于0.7的次生林如何进行抚育间伐。

为解决上述技术问题，本发明包括一种基于林分发育指数的次生林间伐方法，包括以下步骤，

A、对样地内胸径大于5cm的样木进行每木检尺，记录每株样木的树种名称、胸径、树高、位置坐标；