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目录1

前言1

第一章　绪论1

1.1　最优化与数量经营1

1.2　杉木人工林经营面临的问题4

1.2.1　林分生长力下降4

1.2.2　林地土壤肥力下降4

1.2.4　生物多样性降低5

1.2.3　森林病虫害日趋严重5

1.3　杉木人工林经营剖析6

1.3.1　杉木人工林比重过大6

1.3.2　不合理的营林技术措施6

1.3.3　森林资源破坏严重7

1.4　杉木人工林可持续经营的必要性及内涵7

1.4.1　杉木人工林可持续经营的必要性7

1.4.2　杉木人工林可持续经营的内涵7

1.5.4　大力营造杉阔混交林8

1.5.3　以生态系统管理的思想经营杉木林8

1.5.2　以数量经营学原理优化杉木林经营8

1.5.1 以生态学观点完善杉木人工林经营管理制度8

1.5　杉木人工林可持续经营的途径8

1.5.5　保护林下植被生物多样性9

1.5.6　杉木林施肥9

1.5.7　开展技术创新9

第二章　杉木林气候生产力评价14

2.1　气候生产力模型14

2.1.1　Miami模型14

2.2　福建省森林植被潜在生产力估算15

2.1.2　Thornthwaite纪念模型15

2.3　杉木人工林气候生产潜力数学模式及其估算18

2.4　福建省杉木人工林气候生产潜力地理分布模型20

2.4.1　趋势面分析20

2.4.2　福建省杉木人工林气候生产潜力地理分布趋势分析25

第三章 自组织学习与杉木产区区划28

3.1　全国及福建省杉木产区区划28

3.2　人工神经网络在杉木产区区划中的应用28

3.2.1 自组织学习联想神经树29

3.2.2　学习样本的学习训练30

3.2.3　杉木产区区划判别31

第四章　杉木种子优化管理33

4.1 良种基地建设概况33

4.2　杉木种子发芽率检验抽样新技术34

4.2.1　实验方法34

4.2.2　种子发芽率的计算机模拟35

4.3　地统计学与杉木种子涩籽地理变异性36

4.3.1　地统计学方法37

4.3.2　杉木种子涩籽空间变异性43

5.1.1　试验设计方法48

5.1 杉木苗木生长的N，P，K反应模式48

第五章　杉木壮苗培育技术48

5.1.2　试验统计分析49

5.2　杉木壮苗定向培育措施条件优化51

5.2.1　试验数据52

5.2.2　杉木苗地径的数学模型的建立53

5.2.3　措施条件优化53

5.2.4　分析54

第六章　杉木种源试验55

6.1　杉木种源胸径生长的地理变异56

6.1.2　地统计学方法分析杉木种源胸径生长地理变异（回报）57

6.1.1　杉木种源胸径生长的空间半方差曲线57

6.1.3　杉木种源地理变异的地统计学方法预测（内插）58

6.2　杉木种源胸径和树高生长空间分异性58

6.2.1　基本理论58

6.2.2　杉木种源胸径与树高生长60

6.2.3　杉木种源生长的分异性60

6.3　地统计学方法的改进及其在杉木种源试验中的应用62

6.3.1　问题的提出63

6.3.2　ANN-Krige方法与原理64

6.3.3　ANN-Krige方法在杉木种源生长空间变异分析中的应用实例66

6.4　杉木最优种源区选择68

6.4.1　研究方法69

6.4.2　杉木种源地理变异胸径生长BP模型的建立70

6.4.3　杉木最优种源区的确定71

6.5　杉木种源选择决策模型72

6.5.1　问题介绍72

6.5.2　数学模型72

6.5.3　种源选择排序计算72

7.1.1　生长曲线的描述81

第七章　杉木人工林地位指数评价81

7.1　杉木人工林地位指数曲线及实用公式81

7.1.2　杉木生长导向曲线的推导82

7.1.3　杉木地位指数曲线84

7.1.4　评定林地地位指数的实用公式85

7.1.5　预测不同地位指数、不同年龄的杉木优势木平均高公式85

7.2　杉木人工林地位指数Sloboda模型85

7.2.1　Sloboda树高生长方程86

7.2.4　Sloboda多形地位指数模型与Richards多形地位指数曲线比较87

7.2.3　Sloboda多形地位指数模型精度验证87

7.2.2　杉木人工林Sloboda多形地位指数模型的遗传算法拟合87

7.3　杉木地位指数曲线预报有效性的计算机检验88

7.3.1　模型和计算机模拟的原理88

7.3.2　数据和计算机模拟89

7.3.3　地位指数预报有效性检验90

7.3.4　结论90

第八章　杉木人工林立地控制92

8.1　立地控制的意义92

8.2　计算机辅助造林设计系统简介93

8.3　在约束条件下造林规划设计问题的提法94

8.4　在约束条件下小班造林设计的0-1规划法95

8.5　在约束条件下造林设计实际应用97

8.6　在约束条件下造林规划设计方法的改进98

8.6.1　模拟退火法99

8.6.2　模拟退火法优化约束条件下造林规划设计实例100

8.7　立地控制有关问题分析105

第九章　杉木人工林林分结构特征107

9.1　林木胸径结构特征研究概况107

9.2.2　对数正态分布109

9.2.1　正态分布109

9.2　林分胸径结构研究方法109

9.2.3　Г分布110

9.2.4　β分布110

9.2.5　Weibull分布110

9.2.6　K．Pearson分布系111

9.2.7 以偏中指标和密度指数为参数的胸径结构预测模型112

9.2.8　林分胸径结构预测的L-PRM方法112

9.2.9　林分胸径结构预测的G-PRM方法113

9.2.10　林分胸径结构预测的G-L-PRM方法114

9.3　杉木人工林胸径分布的Weibull模型115

9.3.1　Weibull分布的最优拟合116

9.3.2　Weibull分布参数预估方程的建立117

9.4　杉木人工林胸径分布的L-PRM预测117

9.4.1　Logistic方程表征林分胸径分布的效果117

9.4.2　Dg与XF＝0.5、XF＝0.9之间关系118

9.4.3　L-PRM之应用118

9.6.1　G-Logistic方程表征林分直径分布的效果121

9.6　G-L-PRM在杉木人工林中的应用121

9.5.3　闽北杉木人工林G-PRM的应用121

9.5.2　？与xF＝1/3、xF0. 9之间关系121

9.5.1　Gompertz方程表征林分胸径分布的效果121

9.5　杉木人工林胸径分布的G-PRM预测121

9.6.2　？与xF＝0.333，xF＝拐点，xF＝09之间的关系122

9.6.3　G-L-PRM法之应用检验123

第十章　杉木种群空间格局与年龄结构125

10.1　杉木种群空间格局126

10.1.1　分布格局测定方法126

10.2.1　生命表中数据的处理127

10.2　杉木种群生命表的编制127

10.1.3　杉木种群空间格局的形成机制127

10.1.2　杉木种群空间格局127

10.2.2　生命表的编制128

10.2.3　杉木种群生命表的编制129

第十一章　杉木人工林生长的气候响应132

11.1　研究概况132

11.2　杉木胸径生长与气候关系134

11.2.1　年轮宽度测量134

11.2.2　年轮资料计算134

11.2.5　杉木生长与气候的关系135

11.2.3　年轮指数135

11.2.4　气候因子的选择135

11.2.6　检验与分析138

11.3　全球气候异常对杉木生长的可能影响139

11.3.1　全球气候异常资料139

11.3.2　厄尔尼诺事件对杉木人工林胸径生长的影响140

11.3.3　南方涛动与杉木人工林胸径生长的关系141

11.3.4　南方涛动指数的主成分分析142

11.3.5　南方涛动主分量与杉木人工林胸径生长的关系143

11.4.1　太阳黑子与杉木生长145

11.4　太阳黑子对杉木生长的可能影响145

11.4.2　分析方法146

11.4.3　预测模型的建立146

11.4.4　预测模型的拟合检验146

11.4.5　预测模型的预报检验147

11.5　改进的人工神经网络方法预报太阳黑子的可能研究147

11.5.1　预测因子的筛选147

11.5.2　改进的人工神经网络方法148

11.5.4　太阳黑子预测预报人工神经网络模型的建立149

11.5.3　预测因子的确定149

11.6　杉木人工林生长的气候响应有关问题探讨153

第十二章　杉木人工林自疏机制158

12.1　森林自疏研究概况158

12.2　杉木人工林自疏过程密度变化与环境因子关系的数量分析161

12.2.1　杉木人工林自然稀疏调查技术162

12.2.2　数量化Ⅰ模型方法162

12.2.3　杉木人工林自疏过程密度变化与环境因子数量化模型的建立163

12.2.4　杉木人工林密度控制模型的建立165

12.3.1　试验设计方法166

12.3　杉木人工林自疏过程密度变化分析新方法166

12.3.2　二次正交旋转组合设计方法与参数优化原理167

12.3.3　杉木人工林自疏过程密度变化规律模型的建立及优化168

12.3.4　模型适用性检验169

12.3.5　模型的解析169

12.4　植物种群自然稀疏规律新模型170

12.4.1　模型的推导171

12.4.2　新模型的意义172

12.4.3　模型的验证173

12.5　杉木林自疏过程密度调节规律174

12.4.4　模型应用174

12.5.1　森林自疏规律模型的构建175

12.5.2　森林自然稀疏过程密度调节规律模型的验证177

12.5.3　杉木林自疏过程密度调节规律模型的建立178

12.5.4　模型分析179

12.6　基于改进单纯形法的神经网络及其在杉木林自疏规律研究中的应用180

12.6.1　BP算法180

12.6.2　用于优化BP网络参数改进单纯形法181

12.6.3　BP-MSM混合算法在森林自疏规律研究中的性能分析183

12.6.4　BP-MSM混合算法在杉木林自疏规律建模中的应用187

12.7.1　自疏机制3/2法则190

12.7　杉木人工林自疏有关问题讨论190

12.7.2　杉木自疏机制的讨论191

第十三章　杉木人工林生长规律197

13.1　林木生长与生长方程198

13.1.1　生长的基本成分198

13.1.2　生长方程199

13.1.3　生长方程与计算机模拟200

13.2　杉木人工林生长的起伏型时间序列预测200

13.2.1　起伏型时间序列法201

13.2.2　杉木人工林生长的起伏型时间序列模型203

13.2.3　杉木人工林生长的起伏型时间序列分析204

13.3　杉木生长的多维时间序列分析205

13.3.1　多维时间序列模型205

13.3.2　突变预测模型206

13.3.3　杉木人工林生长的多维时间序列模型208

第十四章　杉木人工林密度及立地效应213

14.1　概述213

14.2　杉木人工林密度及立地效应研究方法216

14.2.1　杉木人工林密度效应规律216

14.3.1　V＝αNβ1Hβ2密度效应模型217

14.2.2　杉木人工林立地效应217

14.3　杉木人工林密度效应及经济评价217

14.3.2 V＝a1Hb1—a2Hb2N密度效应模型218

14.4　杉木人工林立地效应220

第十五章　杉木人工林生物量与生产力223

15.1 影响杉木林生物量与生产力的因素223

15.1.1　地貌因素影响223

15.1.2　地形因素影响223

15.1.3　立地条件影响223

15.1.7　年龄的影响224

15.1.8　管理措施的影响224

15.1.4　经向的影响224

15.1.6　密度的影响224

15.1.5　纬向的影响224

15.2　不同区域杉木林乔木层生物量随年龄变化规律模拟225

15.3　中国杉木人工林生产量与生产力226

第十六章　杉木林凋落物动态230

16.1　我国森林凋落物研究概况230

16.2　杉木林凋落物动态模拟230

16.2.1　杉木单优群落凋落物动态231

16.2.2　天然杉木混交林凋落物动态232

16.2.3　杉木林凋落物起伏型时间序列模型与其他模型的比较233

第十七章　杉木人工林资源优化管理235

17.1　森林资源管理的意义235

17.2　杉木人工林资源管理的Logistic模型235

17.2.1　资源自然增长的数学模型235

17.2.2　资源阻滞增长的数学模型236

17.2.3　杉木人工林资源利用的阻滞增长模型237

17.3　收缩扩张算法（C—E算法）优化杉木人工林资源管理的Logistic模型237

17.3.1 收缩扩张算法（C—E算法）238

17.3.2 收缩扩张算法优化的杉木人工林资源管理Logistic模型240

17.3.3　优化的Logistic模型的应用240

17.4　杉木人工林资源管理的人工神经网络模型241

17.4.1　杉木人工林资源管理的人工神经网络模型的建立241

17.4.2　BP模型与Logistic模型的比较242

第十八章　杉木人工林林分收获建模244

18.1　收获建模资料的处理244

18.2　方法与原理245

18.2.1　二次正交旋转组合设计245

18.3.1　用二次正交旋转组合设计建立方程246

18.3　杉木人工林林分收获模型的建立246

18.2.2　改进的单纯形最优化法246

18.2.3　林龄指数法246

18.3.2　改进单纯形优化247

18.3.3　林龄指数计算248

18.4　模型检验248

18.5　模型的实际应用249

18.6　经济效益分析250

18.7　小结250

第十九章　杉木人工林密度控制技术252

19.1.1　原理和方法253

19.1　三次设计与杉木人工林密度控制253

19.1.2　三次设计最优控制实例254

19.1.3　三次设计最优控制分析256

19.2　杉木人工林计算机辅助经营系统256

19.2.1　模型的建立256

19.2.2　模型的检验258

19.2.3　财务分析259

19.2.4　系统设计与功能259

19.3.1　离散阶段连续状态的动态规划方法261

19.2.5　实际应用261

19.3　杉木人工林密度控制的连续状态动态规划261

19.3.2　应用举例262

19.4　杉木人工林经营过程密度控制的遗传算法决策263

19.4.1　离散阶段连续状态的动态规划的数学模型264

19.4.2　遗传算法的基本原理264

19.4.3　遗传算法优化密度控制决策的应用举例264

第二十章　杉木材积方程优化267

20.1　一元材积方程优化267

20.2.2　用三次设计法编制地径一元材积表268

20.2　杉木高精度地径材积表的编制268

20.2.1　问题的提出268

20.2.3　用改进单纯形法编制地径一元材积表272

20.2.4　编制的地径一元材积表的适用性检验274

20.2.5　结论275

第二十一章　杉木人工林序列林价及其应用278

21.1　杉木人工用材林林价分析279

21.1.1　杉木人工用材林立木价值的构成和计量单位279

21.1.2　杉木立木价值的形成过程280

21.1.3　林价构成因素的分析281

21.2　杉木人工林序列林价282

21.2.1　资料的收集与整理282

21.2.2　杉木人工林序列林价分析的基本原理283

21.2.3　杉木人工林序列林价分析284

21.3　杉木人工林序列林价的应用287

21.3.1　杉木人工林最优经济轮伐期的确定287

21.3.2　在森林资源资产评估中的应用290

21.3.3　在森林保险中的应用290

22.1　杉木生态型栽培模式的序列综合—专家咨询法选择293

第二十二章　杉木人工混交林模式优化293

22.1.1　数学方法和原理294

22.1.2　应用实例296

22.2　不同混交模式林分土壤团粒结构分形特征298

22.2.1　分形模型298

22.2.2　不同杉木混交模式土壤团粒结构数据的收集299

22.2.3　不同杉木林混交模式土壤团粒体结构分形特征299

22.3　杉木—柳杉混交林竞争关系301

22.3.1　杉木—柳杉混交林生长301

22.3.2　杉木—柳杉混交林竞争关系302