指数成长曲线模型中参数怎么求

如题所述

第1个回答  2022-09-23
以现实林分蓄积的生长量作为收获的基础,以法正蓄积(见法正林)作为调整目标的一种森林收获量计算与调整的方法。本法的基本思想是以现实森林经营单位中各不同年龄林分的总蓄积量与相应的法正蓄积进行比较,然后把现实森林调整成符合森林永续利用条件的法正蓄积进行比较,再把现实森林调整成符合森林永续利用条件的法正蓄积。由于是用数式进行森林收获量的计算,所以也称为数式法。法正蓄积法常用来检查其他方法计算的收获量是否正确。属于这一类森林收获量调整的方法很多,择其有代表性的介绍如下:

较差法

本法为法正蓄积法中最早的一种。以奥国的卡莫拉尔塔克斯(Kameraltaxe)法为最著名。1788年奥国曾用来作为评价的标准,故又名奥国式。以后经海耶尔(C.Heyer,1841)加以修改,成为森林经理工作中森林收获量调整的方法之一。其基本公式为:

式中 E为森林年收获量;Z为现实森林伐期总平均生长量或连年生长量;Vw为现实蓄积量;Vn为法正蓄积量;a为调整期。式中Z与Vw通过实际测算求得,而则由收获表查定。最初Z用现实林的伐期总平均生长量来代替,即用各地位级(或指数)林木面积(f1,f2,f3,…fn)与现实伐期平均生长量(Z1,Z2,Z3,…Zn)的乘积,即Z=f1Z1+f2Z2+f3Z3+…+fnZn

Vw为各林木单位面积之伐期平均生长量与年龄及面积的乘积和,即

Vw=f1Z1a1+f2Z2a2+f3Z3a3+…+fnZnan

按照本法的宗旨,整个森林经营类型如果呈法正状态,即Vw=Yn,则森林收获量等于全林的生长量;若Vw>Vn即将过剩的蓄积分配于调整期a内,以增加其收获量,然后再逐步调整成法正状态;若Vw>Vn,则森林收获量要小于生长量,使蓄积不断增加,那么经过一个调整期后,也构成法正状态。

由上可知,如何在一个森林经营单位内调整生长量、蓄积量和森林收获量之间的相互关系。所以本法属于广义的生长量法,不仅适用于皆伐作业的同龄林,也适用于择伐作业的异龄林。

本法立论正确,但在计算方法上有一定的缺陷。例如,以总平均生长量代替全林一年的生长量,其本意应当是连年生长量(近年来随着林木测算技术的发展,已有可能正确查定连年生长量)。此外,假若在一个经营单位内,林分的龄级分配不均匀,就会发生偏差。例如,设全部林分为U/2年生,虽然也可以构成VW=Vn,E=Z,但实际上并无成熟林可采。再如,若现实蓄积小于法正蓄积而又多成熟木和过熟木时,就不宜马上减少采伐,而应在老林木采伐之后,所以森林收获量还要根据实际情况来确定。法正蓄积量法作为检查现实蓄积接近法正蓄积的状态,能明确预定可以达到法正蓄积的时期,并能根据经济上的需要,选用适当的调整期,故作为计算森林收获量的方法,至今仍被许多国家所采用。

利用率法

1787年由波尔逊(C.Paulsen)提出,并在实际中应用,1821年德国学者洪德斯哈根(J.C.Hundeshagen)在不知道此法的情况下命名为学理法。所以这种方法也叫Paulsen—Hundeshagen法。其计算公式为

式中 Ew为标准森林收获量;Vw为现实蓄积;En为法正森林收获量;Vn为法正蓄积量。Vn可从收获表中查得,En用收获表的伐期林分材积,即法正林各龄级连年生长量之和。Vw从现实林中测定,利用率En/Vn为定值,Vw则随着施业的进行而年年改变。严格讲,需要年年计算森林收获量,而洪德斯哈根法按10年检查修订一次。本法的宗旨也是以收获调整达到法正蓄积为目的。与较差法不同点是,后者直接以林木蓄积的生长量作为确定森林收获的基础,而前者之利用率与法正生长率相当,以此生长率乘蓄积所得之值也是生长量,所以是一种间接生长量法。

由于在法正林条件下,各龄级林分的年生长量之和等于年收获量(ΣZ=Vn),现实蓄积量等于法正蓄积量(Vw=Vn)所以年森林收获量就等于法正的森林年收获量(Ew=En);如果Vw>Vn,那么Ew>En。同理,Vw<Vn,则Ew<En。按照这种关系,可以调整森林收获量,使其逐渐构成法正蓄积状态。正因为本法是基于Ew∶En=Vw∶Vn,所以当林分按龄级分配不均匀时,此前提不成立。因而在理论与实际的结合上有距离,这也是本法的缺陷。

本法有100余年的历史,在经营单位的龄级结构均匀时,应用本法较为适宜。例如,在德意志民主共和国至今还应用此法计算森林收获量。在中国也有采用此法计算森林收获量,但需根据龄级结构及蓄积结构乘上一个调整系数。

修正系数法

1855年勃利曼(Breymann)提出用生长量乘一个修正系数即得年森林收获量。其公式为

式中 En为法正林的年森林收获量,也等于法正生长量;U/2为法正平均年龄;A为现实林分的平均年龄,即各龄级林分的面积加权平均年龄。

本法的指导思想是蓄积的增长随年龄成一定比例,即Vw∶Vn=A∶U/2,由于Ew∶En=Vw∶Vn(根据洪德斯哈根法所以),Ew∶En=A∶u/2。这里A/U/2就成为龄级系数,也就是修正系数。假设A>U/2,也就是老龄林分多时,Vw>Vn,所以Ew>En;反之,A<U/2,即幼龄林分多时,Vw<Vn。同理,Ew<En。用这样的方法,即把林龄用来作为调整蓄积的手段,使蓄积接近标准值。如果龄级分布不均匀,可以用修正系数来确定年伐面积,即F/U根据A/U/2的比值来决定。如A>U/2,则A/U/2>1,那么年伐面积应大于F/U。反过来也是这样。可在U/2年内调整成标准状态。

这类方法实质上是洪德斯哈根法的变形,而洪德斯哈根法立论根据不足,即假设不够正确;法正蓄积的平均年龄不与面积平均年龄相同,在U/2年时,依树种、地位级、轮伐期的不同,或是高于,或是低于面积平均年龄。但是本法以龄级分配关系作为决定收获量的因素,查定手段简便,可以作为一种计算与调整森林收获量的方法与其他方法相比较。

以上列举出的三类法正蓄积法还有多种变形,其目的都是以法正蓄积作为调整目标,而在具体方法上各有特色。但是它们的共同点是:①导向法正蓄积的方法是数式法;②直接或间接依蓄积与生长的关系确定收获量;③仅仅预定收获量,而采伐地点不预先规定,由经营者来选定;④收获调整的单位是材积,经理期一般为10年。法正蓄积法依据蓄积和生长的关系来定收获量,达成法正蓄积的目的,适用于龄级分配比较均匀的林分。又因为此法以法正蓄积为重心,考虑现实收益不多,因而不能为单纯追求永续作业只从数式上推理来应用。本法为纯量的规定,重在时间上的控制,而对空间上不作规定。

参考书目

周桢编著:《森林经理学》,正中书局,1967。

北京林学院主编:《森林经理学》,中国林业出版社,1983。

范济洲(1912~ )

(陈燕芬)

中国现代林学家、林业教育学家。祖籍山东栖霞县。1912年4月15日生于奉天省安东县(今辽宁省丹东市)。1928~1932年在奉天安东甲种森林职业学校学习,1932~1936年就读国立北平大学农学院森林系。毕业后相继在国立北平大学、西北联合大学、国立西北农学院任森林经理学教师。1945~1947年留学美国,专攻森林经理学,曾完成《林木生长曲线模型的分析》论文,获美国华盛顿大学林学院硕士学位。回国后曾在国立西北农学院、国立英士大学任教授。1949年任河北农学院教授兼系主任,自1952年至今任北京林学院即现北京林业大学教授,曾兼任副教务长、系主任等职。

1951年中国林学会成立后,范济洲历任一至五届常务理事,现任中国林学会顾问、中国林学会森林经理学会名誉理事长、中国林学会林业教育学会顾问组组长、中国林业区划研究会副会长、北京林学会理事长。并担任北京市科协荣誉委员及北京市人民政府专业顾问团林业组组长。

范济洲在森林经理学、测树学及林价算法等方面有高深造诣。1962年、1984年两度主编全国高等林业院校统编教材《森林经理学》,近年来又为研究生开设《高级森林经理学》讲座。他还经常深入林区,从事森林经理的调查研究工作,探索和解决中国森林经理的实际问题,提出《实用综合森林测尺的设计》,先后开展了“北京地区白榆林和刺槐林的生长量研究”、“秦岭主要树种生长量的研究”。范济洲主持的“我国杉木地位指数的研究”,其成果已在中国南方集体林区产生了经济效益和社会效益。曾参加编纂《林业词典》、《德汉林业名词》,翻译过美国胡什著的《测树学》等。
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