[发明专利]森林抚育间伐后林分的总生产量最大的间伐优化设计方法

摘要

本发明公开了一种森林抚育间伐后林分的总生产量最大的间伐优化设计方法，属于森林抚育间伐技术领域，根据本发明中提出的一系列模型，以及所建立线性规划目标函数和约束方程，利用OFFICE的EXCEL中的“规划求解”选项，求解拟开展抚育间伐林分的各树种各径级林木的间伐株数和保留株数，并结合设计经验和生产要求以及间伐效果，可通过所提供的部分约束值的人‑机交互，修正方案，使得间伐后林分结构最好、间伐间隔期末的林分总生产量最大，获取满意的间伐设计方案。据此发明得到的优化设计方案，用于开展森林抚育间伐生产，能使森林的结构最好、产量最大，从而最大限度地发挥森林的生态功能和经济效益。

主权项

1.一种森林抚育间伐后林分的总生产量最大的间伐优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.通过野外样地调查获取林分的径级株数分布特征数据；S2.根据S1获取的特征数据，自动生成抚育间伐优化设计所需的样地统计表、株数分布图和间伐设计表；其中，间伐设计表包括下层间伐法优化方案设计表、综合间伐法优化方案设计表和上层间伐法优化方案设计表；S3.结合S2的各种表项选择至少一种间伐方法，间伐方法包括下层间伐法、综合间伐法和上层间伐法，利用OFFICE的EXCEL中的规划求解选项，根据模型建立线性规划目标函数和约束方程，求解拟开展抚育间伐林分的各径级林木的间伐株数；S3所述的模型包括林木冠幅胸径模型：Cw＝1.1047‑0.03113*Ht+0.16662*DCw‑林木冠幅直径，Ht‑林分优势高，D‑林木胸径；S3所述的模型还包括林冠覆盖度模型：P＝N*Cw^2*3.14/4/10000P‑林分林冠覆盖度，Cw‑冠幅直径，10000‑公顷平米；S3所述的模型还包括间伐蓄积、间伐期末蓄积和总生产量模型：(1)间伐蓄积为林分间伐木材积之和：M_间＝N_间*V_间＝ΣNi_间Vi_间N_间‑间伐木株数，V_间‑间伐木平均单株材积，Ni_间‑第i径级间伐木株数，Vi_间‑第i径级间伐木单株材积；(2)间伐间隔期末林分蓄积为间伐林分间伐间隔期末保留木蓄积之和：M_留＝N_留*V_留＝ΣNi_留Vi_留N_留‑间伐间隔期末保留木株数，V_留‑间伐间隔期末保留木平均单株材积，Ni_留‑间伐间隔期末第i径级间伐保留木株数，Vi_留‑间伐间隔期末第i径级保留木单株材积；(3)总生产量为林分间伐蓄积与间伐林分间伐间隔期末林分蓄积之和：M_总＝M_间+M_留；S3所述的线性规划目标函数如下：决策变量为间伐林分各径级的保留株数Ni_留，目标函数为间伐林分间隔期末总生产量最大：max M_总＝M_间+M_留＝N_间V_间+N_留V_留＝ΣNi_间Vi_间+ΣNi_留Vi_留      ＝Σ((Ni_前‑Ni_留)Vi_间)+Σ(Ni_留Vi_留)Ni_前‑间伐前林分第i径级株数；S4.如果对EXCEL所得的最优解不满意，再进行人机交互，修改相应的约束项，利用EXCEL的规划求解加载项重新优化求解，获得满意的优化方案为止。