南京林业大学学报(自然科学版)

作者：杨瑞轲,金星姬,PUKKALATimo,李凤日

单位：1.东北林业大学林学院,森林生态系统可持续经营教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150040,2.东芬兰大学林学院,芬兰 约恩苏 111, 80101

关键词：红松,林分生长模型,差分方程,林分经营决策

基金：国家自然科学基金区域创新发展联合基金项目(U21A20244),国家自然科学基金项目(32071758)

【目的】构建黑龙江省红松(Pinus koraiensis)人工林的林分生长和径阶分配模型系统,从而优化林分经营策略,为制定经营方案和提升森林质量提供模型支持。【方法】基于1980—2023年黑龙江省218块红松人工林固定样地的复测数据,构建包含枯损模型、优势高生长方程、断面积模型以及Weibull径阶分配模型的生长预测系统。运用高斯-牛顿法和似乎不相关回归求解生长模型参数,并且采用矩解法恢复径阶分配模型中的直径分布参数。为验证模型组的适用性,采用差分进化(differential evolution,DE)算法,针对处于3个地位指数梯度(11.2、14.2、16.0 m)的红松人工林林分,开展以数量成熟龄为目标的经营优化,模拟不同经营措施对林分生长的影响。【结果】生长模型中的各组分解释了超过90%的变异性。采用似乎不相关回归最终得到的林分枯损模型和林分断面积模型的临界误差分别为16.769%和17.685%;利用矩解法对Weibull方程进行参数恢复时,Kolmogorov-Smirnov (KS)检验的通过率为96.946%;当应用生长和径阶分配模型系统进行林分蓄积预测时,临界误差为14.612%。优化结果表明,地位指数每提升2 m,间伐时间提前1~3 a,主伐时间为72~75 a。【结论】本研究构建的生长模型满足经营模拟过程中路径不变性、一致性和因果性的基本假设,提高了林分生长预测的可靠性。模型组和DE算法相结合能够提供有效的森林经营方案。

来源：2025年第4期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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