基于龄组结构的森林蓄积的灰色关联分析

【前言】基于龄组结构的森林蓄积的灰色关联分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。二、研究方法及数据来源 灰色关联分析是基于灰色系统分析的主要内容之一,它是在不完全的信息中,对所要分析研究各因素,通过一定的数据处理,在随机的因素序之间,找出它们的关联性,发现主要矛盾,找到要特性和主要影响因素。 为了更好地反映我国森林资源的质量,本文采用各...

摘要:随着环境的变化,森林资源的质量越来越受到人们的重视。森林蓄积量的变化受到多种因素的影响。文章运用灰色系统理论,基于历次全国森林资源清查数据,计算了不同清查时期我国森林龄组结构蓄积的的灰色关联度,并得出相关结论提出相关建议。

关键词:森林;林龄;单位蓄积;灰色关联

一、引言

据2000年IPCC发展的报告估计:森林每生长1立方米木材,约吸收1.83吨二氧化碳,释放1.62吨氧气。由此可以看出,森林对于减缓当今日益加剧的气候变暖的趋势具有极其重要的作用。可是我国的森林资源质量却不高。据第七次森林资源清查数据显示:我国森林蓄积1336259.46立方米,乔木林每公顷蓄积量为85.88立方米,,只有世界平均水平的78%,人均森林蓄积为10.151立方米/人,位于世界第112位,远远落后于全球平均水平的68.542立方米/人。

当前学术界开展的以“森林蓄积”为题的相关研究主要集中在两个方面:一是对森林蓄积变动的外部影响因素的研究,如王兰会从自然状况、经济增长、土地利用状况等外部因素详细分析了森林蓄积变动的影响因素并进行了数量经济分析;李明艳等应用数量化Ⅰ模型分析了森林蓄积与坡度、坡向、海拔、郁闭度、可及度等环境因子的关系;翟建文等借助回归分析方法,研究了温度、降水对森林生长的影响。二是估测森林蓄积量方法的研究,如赵宪文、李崇贵、游先祥、杨燕琼、李春干等的航天遥感数据的多元估测方法等,而且此类研究文献巨多。可是,影响森林资源质量的内部因素是什么,如何采取有关措施人为地主动提高我国森林蓄积量等问题是诸多研究文献的缺失。本论文以此为突破口,以历次森林资源清查的林龄面积和蓄积量为基础数据,利用灰色关联分析研究因龄组结构的单位蓄积变化对我国森林资源蓄积量变化的影响,并从龄组结构方面提出合理的建议。

二、研究方法及数据来源

灰色关联分析是基于灰色系统分析的主要内容之一,它是在不完全的信息中,对所要分析研究各因素,通过一定的数据处理,在随机的因素序之间,找出它们的关联性,发现主要矛盾,找到要特性和主要影响因素。

为了更好地反映我国森林资源的质量,本文采用各林龄的单位面积蓄积量来反映其与森林资源单位蓄积量的关系。根据七次全国森林资源清查资料,各林龄的单位面积蓄积量如表1所示。

设总森林单位蓄积量为母系列X0,幼龄林单位蓄积量X1、中龄林单位蓄积量为X2、近熟林单位蓄积量X3、成熟林单位蓄积量X4、过熟林单位蓄积量X5为子序列,则X1、X2、X3、X4、X5与X0的关系可以按照以下步骤计算:

第一,对母序列、子序列的数据按下列公式进行初始化处理。

X′i=Xi/χi(1)=(χ′i(1),χ′i(2),χ′i(3),χ′i(4),χ′i(5));i=1,2,3,4,5

第二,计算母序列同子序列在同一时刻的绝对差。

Δi(k)=x′0(k)-x′i(k);i=1,2,3,4,5

第三,求两极差。

X0(k)-Xi(k)X0(k)-Xi(k)

第四,计算关联系数。一般取ρ=0.5,则关联系数为:

η(k)=[min min|X0(k)-Xi(k)|+ρ max max|X0(k)-Xi(k)|]/[|X0(k)-Xi(k)|+ρmax max|X0(k)-Xi(k)|]

第五,计算关联度:γ0i=ηi(k)

第六,用均值标准化进行检验:对原始数据X0(k)与Xi(k)分别进行均值标准化处理:x′=x,其中x′为均值化数据,x为原始数据,为某一因素的平均值。

三、结果与分析

按照上述步骤计算的关联度为:

γ04(0.8389)>γ03(0.7792)>γ01(0.7206)>γ05(0.6966)>γ02(0.6870)

按均值标准化进行检验并进行平移后,其结果如图1所示。

(一)对于灰色关联分析

从上述计算结果可以看出,我国森林资源单位面积蓄积量与成熟林单位面积蓄积量的关联度最大,其次是近熟林;而与幼龄林单位面积蓄积量的关联度最低。

出现以上情况的原因主要有:

第一,我国近几年林业科技贡献率逐渐加大,加快森林生长速度,提高了成熟林质量。依靠科技进步振兴林业,是实现我国林业现代化的一项重要发展战略,特殊是在世界范围内科学技术迅速发展的今天,林业科技进步更是决定林业经济发展和与国民经济协调发展的关键因素。虽然长期以来,我国林业缺少依靠科技进步来改善林业生产状况,林业产业的整体素质不高,林业经营方式粗放,但近几年来林业科技进步贡献率不断提高。据有关数据显示:2002年我国林业科技进步贡献率仅为27%,2006年达到35.4%,而截至2009年已达到39.1%,增长速度较快。这些科技进步成就的取得为合理利用林业资源,提高林龄组内资源的合理分配提供了强有力的技术保障和科学支持。

第二,营林投入逐年增多,投资来源多样化,为森林资源的发展提供了可靠的资金保障。根据历年《中国林业统计年鉴》的数据整理得出:从1984年以来,我国营林投资每年以24.26%的速度增加。建立健全的造林、抚育、保护、管理、补贴等制度,全面加强森林经营工作营林投资的加大,为林业的可持续发展提供了资金保障,促进森林资源的生长更新,利于提高成熟林的比重。

第三,林业六大工程的实施保证了成熟林数量的供应。天然林保护、风沙源治理、防护林建设、野生动植物及自然保护区建设、速生丰产林建设等六大工程建设的内容,都能够促进森林资源的增长,降低森林资源的消耗,发挥森林资源的多种效益。六大工程在21世纪前10年将造林11.4亿亩(0.76亿公顷),工程总投资将达几千亿元,其投资之巨,建设规模之大、覆盖面之广都是空前的,在世界上引起了广泛关注。六大工程的建设促进了我国森林资源的保护更新,从而使成熟林质量上升,对我国森林资源的影响较大。

(二)建议

经过对森林蓄积的龄组结构分析,为了提高我国森林蓄积质量,现从以下几方面提出政策性建议:

第一,制定合理的采伐制度,改善龄组结构比例。法正林理论是森林资源永续利用的核心理论,该理论基础为森林生长量与采伐量的长期稳定,从而保持稳定的蓄积量,准确林龄或龄级结构的稳定状态。而且,法正林龄级分配要求:全林从一年生起到轮伐期U年生为止,具备各个龄阶(agegraduation)的林分,而且各龄阶面积相同,即各龄阶面积之和等于轮伐期的面积(即经营单位内某一经营类型的总面积)。

据相关资料可知,虽然近年来我国幼龄林面积处于我国森林资源的幼龄林、中龄林面积比例较大,而近熟林、成熟林的面积则偏小。因此,应该采取合理的改善措施,采取科学有效的方法促进森林的生长发育,提高近熟林、成熟林的面积比例,保持我国森林资源各龄组结构的合理比例,从而提高总的森林资源蓄积量。

第二,及时采伐更新过熟林,提高过熟林的土地利用效率。大量的过熟林得不到及时采伐更新,必将造成林业资源的浪费。过熟林的大量存在会使土地得不到循环利用,林木得不到及时更新,林分蓄积增长处于停滞状态,对病虫害的抵抗能力降低,极易感染病虫害,降低了树木的使用价值。同时,从上述分析中可以看出,过熟林单位面积蓄积量对于森林资源总的单位面积蓄积量的关联度处于第四位,贡献率较低。因此,及时对现有的成过熟林进行合理的更新采伐势在必行而且具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。从历次的森林资源清查数据来看,虽然我国的过熟林面积比例始终徘徊在6%左右,但是及时合理利用森林,防止其转变为过熟林,是有效利用森林资源,提高林业生产效率的一个有效途径。

第三,加强幼中龄林的培育和改造,提高林分质量。历年以来,我国幼中龄林的面积比例很大。尤其是近年来实施天保工程和退耕还林工程以及新一轮集体林权制度的改革,增加了人们植树造林的面积,增加了大量的后备资源。同时,为了满足社会对木材的亟需,每年进行过度的采伐,减少了过熟林面积,特别是用材林资源十分有限,近期可采资源严重不足,因此,加强幼中龄林的抚育,提高林分的质量,使其尽快转变为近熟林和成熟林已迫在眉睫。同时,结合各大工程,对立地条件好、单位产量低的有林地、疏林地进行改造,充分发挥土地的作用。

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(作者单位:北京林业大学经济管理学院)