森林健康经营空间途径与评价系统研究

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1、ThestudyofSpaceApproachesandEvaluationSystemontheforesthealthymanagementbyZHANGJiangAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofAgriculturalinForestManagementinCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictC

2、hangshaHunan410004，P．R．CHINASupervisorProfessorLVYongMay,2014中南林业科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

3、矿、作者签名：5锄们／，。7夕膨年，厂月2扩日

4、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密匹作者签名：(请您在以上相岿伽肿‘广加摘要森林是一个复杂系统，结构与健康密切相关，影响因子繁多，涉及面广，维数多。从包含空间信息的森林结构及其优化调整研究森林健康经营的理论、方法和技术是国内

5、外林学、生态学研究的热点和难点。我国南方，特别是长江以南，南方淡水湖泊周边森林群落，多年以来，湖泊不断萎缩，周边森林面积逐年缩小，生物资源急剧减少，外来树种增多，森林群落类型正快速从原生群落向人工群落演变，使这一地区森林生态系统的服务功能遭受了严重破坏，甚至影响到长江流域经济社会的可持续发展。因此，依据系统工程结构功能关系原理，从森林空间途径研究南方森林健康及其经营，通过调整森林空间结构，恢复森林生态系统功能，维持森林健康稳定，对提高研究区森林经营水平，构建“两型社会”和低碳经济社会具有重要的理论和现实意义。森林健康影响因子众多，经营措施各异

6、，森林健康经营实际上是一个非线性多目标规划问题，国内外为对其研究也缺少系统和科学性。本文以长沙市大围山自然保护区、浏阳湖国有林场、长沙黑麇峰国家森林公园、长沙市湖南省森林植物园、沅江市龙虎山林场和湖北省崇阳县桂花林场典型阔叶混交林为研究对象，依据森林健康、生态学和系统工程等理论，从结构、功能与森林健康的关系入手，在森林生态系统尺度分析影响长沙市森林健康各因子，分析森林健康状况以及存在的问题，提出森林空间结构合理性评价标准和评价方法。应用数据挖掘、智能进化算法研究生态系统健康经营空间结构调控策略，在智能进化算法求解多目标规划问题的基础上，研究森

7、林健康经营多目标空间结构优化问题，确定目标空间结构，建立长沙市典型森林类型健康经营空间结构优化模型，在此研究基础上，并提出了相应改善措施，调整森林生态系统空间结构，制定正确的经营思想和经营目标及措施。主要研究内容和研究结论如下：(1)基于Voronoi图的林分空间结构分格局分析方法研究。以研究区大围山自然保护区、浏阳湖国有林场、望城区黑麇峰国家森林公园，湖南省森林植物园天然次生林为对象，提出基于Voronoi图的林分空间结构分格局分析方法，研究结果表明，基于Voronoi图的格局分析方法同样能有效刻画林木空间分布特征，可从不同的时空尺度上描述

8、了林分主要树种的空间格局动态。(2)基于多目标优化的森林空间结构综合评价研究。借鉴生态学有关生态系统内部均衡和均质原理，在森林生态系统(斑块)尺度，从空间结构的混交、竞争、空间分布格局三个方面分析提出森林空间综合评价方法和评价标准．林分均质性评价模型。长沙市大围山自然保护区、浏阳湖国有林场、长沙黑麇峰国家森林公园、长沙市湖南省森林植物园典型次生林林分空间结构综合评价结果表明：13个典型次生林林分平均空间结构均质性评价指数仅为O．25，均质性评价的五个等级中处于l级和2级的林分为12个，占77％，处于3级的林分只有3个，仅占23％。离理想空间结

9、构1．00差距明显，说明研究区包含有空间信息的森林结构特征中存在的不合理性因素较多。这一结论较真实地反映了研究区次生林资源现状，按照不同海拔，林分空间结构均质性特征