发明名称 一种森林最优择伐模型的方法
摘要 一种森林最优择伐模型的方法,其特征在于:在成熟林中合理确定采伐木,以便保证择伐后的林分具有良好的生态环境,以利于保留木的生长;同时,使择伐林木根据市场条件实现最优化的造材;首先计算林分中某一树种的年度生长量,然后建立最优择伐模型的目标函数,根据林分的可持续经营目标来设置两个约束条件:(1)择伐量不宜超过年度生长量,(2)所选取的择伐木生长率最小;由此确定出最优择伐木。
申请公布号 CN105354625A 申请公布日期 2016.02.24
申请号 CN201510653764.5 申请日期 2015.10.12
申请人 北京林业大学 发明人 冯仲科;于东海;邱梓轩
分类号 G06Q10/04(2012.01)I 主分类号 G06Q10/04(2012.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种森林最优择伐模型的方法,其特征在于:在成熟混交异龄林中合理确定采伐木,以便保证择伐后的林分具有良好的结构,以利于保留木的生长;同时,使择伐林木根据市场条件实现最优化的造材;确定某一树种的林分蓄积量的数学模型①为:<img file="FSA0000121906030000011.GIF" wi="431" he="102" />式中,n<sub>ij</sub>为林分i树种中的j径阶的密度、d<sub>ij</sub>为此i树种中第j棵的胸径、a<sub>i</sub>,b<sub>i</sub>为方程系数;因此,可以得出确定树木年度生长量的数学模型②为:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>&Delta;</mi><mi>M</mi><mo>=</mo><msub><mi>M</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>M</mi><mi>t</mi></msub><mo>=</mo><msubsup><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></msubsup><msub><mi>n</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>a</mi><mi>i</mi></msub><msubsup><mi>d</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow><mrow><msub><mi>b</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><msub><mi>&Delta;d</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FSA0000121906030000012.GIF" wi="1016" he="101" /></maths>式中,Δd<sub>ij</sub>为胸径的增长量;要建立森林最优择伐模型,首先要建立目标函数,使得择伐木数目最少,即满足数学模型③:<img file="FSA0000121906030000013.GIF" wi="505" he="91" />式中,<img file="FSA0000121906030000014.GIF" wi="79" he="89" />为所选取的最优择伐木;然后根据林分的可持续经营目标来设置约束条件,一般有两个约束条件:1)择伐量ΔV不宜超过年度生长量ΔM,要求ΔV≤ΔM,即满足数学模型④:<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mo>&Sigma;</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>n</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msubsup><mi>n</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow><mn>0</mn></msubsup><mo>)</mo></mrow><msub><mi>a</mi><mi>i</mi></msub><msubsup><mi>d</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow><msub><mi>b</mi><mi>i</mi></msub></msubsup><mo>&le;</mo><mi>&Delta;</mi><mi>M</mi><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FSA0000121906030000015.GIF" wi="620" he="120" /></maths>2)所选取的择伐木生长率最小,使其满足数学模型⑤:<img file="FSA0000121906030000016.GIF" wi="406" he="135" />根据树木生长方程<img file="FSA0000121906030000017.GIF" wi="350" he="105" />推导得到计算树木胸径增长量的数学模型⑥:<maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&Delta;d</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>d</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msup><mi>e</mi><mfrac><mi>t</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></mfrac></msup><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FSA0000121906030000018.GIF" wi="543" he="121" /></maths>式中t为树木年龄;当同时满足约束条件1)和约束条件2)时,根据目标函数,可确定所要择伐林分中哪类树种哪种径阶的树木作为最优择伐木,即<img file="FSA0000121906030000019.GIF" wi="102" he="88" />
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