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摘要:森林经营管理的目的是通过人为地对森林进行调控,以充分发挥其最大的生态效益、经济效益和社会效益;若要实现这一目的,就必须掌握林分的性质、林分空间结构分布及林分生长变化规律,便于预测林分的未来发展趋势及对即将采取的经营措施的反应。天然次生林结构复杂,物种多样,若仅依靠简单的数学模型,进行森林经营决策,具有较大的局限性。随着计算机技术的迅猛发展,通过可视化的动态模拟仿真,不仅能为森林的经营决策提供各种可靠的信息,使得森林经营管理变得简便快捷,而且对森林景观的规划设计和林业课程的直观教学具有重大的实用价值。设置于福建省建瓯市大源林业采育场的我国唯一保存完好的中亚热带典型的天然次生林长期跟踪试验样地,在1996年已完成群落本底及不同强度择伐后调查和2006年已完成自然恢复10年后复查的基础上,进行不同强度择伐自然恢复15年后的群落特征和林地生态因子的调查。利用这些长期复测数据,构建以择伐强度为主要影响因素的单木胸径生长方程、树高生长方程和树高曲线方程;利用树高曲线方程,推导出适合该地区的一元材积方程;结合所构建的单木模型为基础,进行林分的生长动态模拟。再利用Onyx TREE和3Ds MAX软件进行不同强度择伐样地各时期的林分生长状态仿真,在结合PHOTOSHOP技术制作林分生长变化的动态画面,实现林分生长变化动态的仿真,为探索中亚热带天然次生林生态采伐与更新技术提供依据。研究结果表明:以树龄为自变量的胸径和树高生长方程都以Gompertz方程精度最高,通过对不同强度择伐样地的初步模拟比较,弱度和中度择伐对于林分内大径材的培育更有利;标准树高曲线的拟合精度比普通树高曲线提高了15.8%,表明了标准树高曲线模型将比普通树高曲线模型具有更广泛的适用性;综合考虑一元材积方程和二元材积方程的优缺点,推导了精度居中的一元材积方程,在胸径和树高数据较易获取时,可采用二元材积方程;若条件受限,可选用推导的一元材积方程。通过构建具有时间序列的负指数分布模型,可预测30a内的林分直径结构,并结合利用伐后10a和15a的实测数据,探讨不同强度择伐样地林分未来发展趋势,未来弱度择样样地将以甜槠和米槠为主导,中度择伐样地将以米槠为主导,两者林分空间结构趋于稳定方向发展;强度择伐样地将以甜槠为主导,极强度择伐样地将以米槠为主导,两者林分空间结构将逐渐变劣;说明了从天然林可持续经营的角度出发,择伐强度以弱度和中度为宜。通过林分生长过程的动态仿真发现,弱度和中度择伐在经过一定时间恢复后,林分总体结构趋向稳定,且中度择伐恢复速度比弱度择伐快;强度、极强度和皆伐在经过一定时间恢复后,林分总体结构开始衰退,特别是皆伐在林分未成熟前就已开始呈现衰退趋势;未采伐在经过一段时间的自然生长成熟后,林分也将衰退;此结论进一步验证了弱度和中度择伐的优越性,将为林业生产决策部门选择合理的森林经营策略提供科学依据。