导图社区 经理十一章
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第11章 林分空间结构调整
一、林分非空间结构随机变量分布;
林分结构(Stand structure):是指不同直径、树高和年龄的林木 在林分中的分布状态。包括:林分非空间结构和空间结构。
林分非空间结构包括:直径结构、树高结构、树种结构、年龄结构 等。
空间结构包括:林木空间分布格局、树种空间隔离度和林分竞争等
(一)频数、频率、直方图与概率分布曲线 一般很难直观地判读样地内的直径、树高的一维结构或直 径——树高的二维结构接近于那种分布。可利用直方图来形象地表 达随机变量的分布。
1、频数:是指对一组以大小顺序排列的测量值，当按一定的组 距将其分组时出现在各组内的测量值的数目。
2、频率:是指将频数除以总样本数转换成比例
3、概率:是指当观测次数趋向无穷 (或穷尽总体时)，频率就是概率。
4、直方图:是指根据频数或频率数 据画成的柱状图。
5、概率分布函数 概率分布函数是描述连续型随机变量输出值在某个确定的取值 点附近的可能性的函数。 可以通过统计分析方法进行分布的假设检验。常用X2检验法检 验一组数据是否服从假定的某个分布。
(二)随机变量的主要特征数 一个随机变量X(X可以是直径D、树高H等)可以用下列特征 数描述其一些基本性质。
1、总体平均值或数学期望(mathematical expectation,μ) 通常总体未知，这时样本均值可以作为总体数学期望的一个无偏估计。
2、总体方差(variance, σ2) 通常总体未知，这时样本方差可以作为总体方差的一个无偏估计
3、偏度(skewness, sk) 偏度表明这个随机变量分布的偏斜方向和偏斜程度。样本偏度可以作为总 体偏度的一个无偏估计。 偏度值大于零表明随机变量的分布向右偏斜，小于零则向左偏斜，等于零不偏斜(正态分布)
4、总体峰度(kurtosis,k) 通常总体未知，这时样本峰度可以作为总体峰度的一个无偏估计。
(三)一元分布模型
1、一元正态分布(monistic normal distribution)
2、一元weibull分布(monistic weibull distribution) 式中 a——位置参数，如直径分布最小径阶的下限值; b(b>0)——尺度参数，类似于正态分布中的方差，b值越 大数据越分散; c(c>0)——形状参数，决定了分布的形状。
一元weibull分布的积累分布函数: weibull分布模型具有很好的灵活性。 当a=0，c=1时， weibull分布为负指数分布; 当c=1时，为反J形分布; 当1<c<3.6时，为左偏的山状曲线分布; c≈3.6时，weibull分布近似于正态分布; c>3.6时，密度曲线由左偏变为右偏。 c=2时，为X2分布的特殊情况，即Raleigh分布; c→∞时，变为单点分布
(四)二元分布模型 1、二元正态分布 2、二元weibull分布
二、林分直径——树高的一元结构;
(一)林分直径结构和树高结构
1、林分直径结构的特点
(1)直径最容易测定，且测定精度高，所以林分直径结构最容易研究。
(2)直径与材积、生物量等呈现幂函数关系，是估算材积、 生物量最重要的变量。
(3)林分其他调查因子(如树高、断面积、干形和材积)与 直径之间有着密切关系，可依据它们的相关性，利用林分直径结 构规律，研究、推断相关因子的结构规律。
(4)林分直径结构与林分材种结构密切相关。林分直径结构 是编制林分材种出材量表的基础，同时，也是评估林分经济利用 价值及经济效益的重要依据。
2、同龄纯林直径结构: 同龄纯林直径结构一般呈现为以林分算术平均直径 为峰点、中等大小的林 木株数占多数、向其两端径阶的林木株数逐渐减少的单峰山状曲线，近似正态分 布。同龄林直径分布曲线的形状随着林分年龄的增加而变化，即幼龄林平均直径 较小，直径正态分布曲线的偏度(sk)为左偏;其峰度为正值;这种左偏直径分 布属于截尾正态分布。随着林分年龄的增加，林分算术平均直径逐渐增大， 直径正态分布曲线的偏度由大变小，峰度也由大变小(由正值到负值)，林分直径分布逐渐接近于正态分布曲线(正态分布曲线的偏度值及峰度值均为零)
3、异龄纯林直径结构: 在林分总体特征上，异龄林与同龄林有着明显的不同。异龄林分 中较常⻅的情况是最小径阶的林木株数最多，随着直径的增大，林 木株数开始时急剧减少，达到一定直径数量后，株数减少幅度渐趋 于平缓，而呈现为近似双曲线形式的反“J”形曲线。 有的异龄林呈现明显的层次(林层)，每个林层的林木类似一个 同龄林(又称为复层异龄林)，复层异龄林中每个林层的直径结构 都是一个单峰分布，接近正态分布，若把不同林层的直径结构放在 一起，则成了多峰分布。因此，异龄林分直径分布有的时候还呈现 为不对称的单峰或多峰山状曲线。
(二)同龄纯林直径和树高结构
1、同龄纯林直径结构拟合
2、同龄纯林树高结构拟合
(三)异龄林直径和树高结构拟合
三、林分直径——树高的二元结构;
(一)林木直径与树高的关系
1、林木高与直径之间存在着正相关关系，趋势上直径越大，树高越高。
2、在生⻓的早期，直径与树高生⻓都比较快，接近直线关系， 过了这个阶段直径保持较快的生⻓速度，树高生⻓开始变慢，再后 来直径保持缓慢生⻓，树高则基本停止生⻓。
3、对于同龄纯林林分，每个径阶范围内，林木株数按树高的分 布也大致呈单峰曲线，近似于正态分布，反过来也大体如此。
4、株数最多的树高接近于该林分的平均高。 树高和直径的关系只是概率意义上的相关关系，用直径来估计 树高，必定会损失很多信息。这说明，树高含有独立于直径的很多 信息，所以研究直径——树高的二维结构是有现实意义的。
(二)林分直径与树高的二维结构拟合
四、其他方法、结构及因子间关系;
(一)其他非空间结构简介
1、年龄结构 同龄林的年龄结构简单，方差小，甚至为零。 异龄林分中年龄小的林木要多于年龄大的林木，其年龄分布曲线呈倒“J”形，与异龄林的直径分布结构类似。 如果异龄林直径结构和树高结构呈现多峰，即复层林，这时年龄结构也呈多峰。
2、树种结构 先锋树种喜光，一般都是强阳性树种，比如:杨树、桦树;耐荫树种能够耐荫，比如:红松、云杉、冷杉。
先锋树种与耐荫性树种的良 性搭配，可以形成复层林，充 分利用营养空间。
(二)不同因子结构间关系
1、直径结构与树高结构之间的关系 如果树高与直径的关系是根据h=adb建立的，直径d服从weibull分 布，则树高也服从weibull分布。
2、直径结构与材积结构之间的关系 如果材积与直径的关系是根据v=adb建立的，直径d服从weibull分 布，则材积也服从weibull分布。
3、直径结构与断面积结构之间的关系 如果断面积与直径的关系是根据g=πd2/4建立的，直径d服从 weibull分布，则断面积也服从weibull分布。
4、胸高形数与树高结构之间的关系
5、算术平均直径、断面积平均直径和材积平均直径三者之间的 关系
五、林分空间结构 林分空间结构:是指林分中林木及其属性在空间上的分布。
1、林木空间分布格局。它是反映林木个体垂直投影到二维水平面上的分布状况;
2、树种空间混交结构。它是反映不同树种的林木在二维平面上的隔离状况;
3、林木(树种)空间竞争结构。它是反映林木个体之间或树种之间的竞争状况。
(一)数据获取
1、样地拆解法
2、极坐标法
(二)边缘校正
1、平移式八邻域大样地边缘校正法
2、缓冲区校正法
3、加权校正法
(三)林木空间分布格局
林木空间分布格局:是指林木个体在空间上的分布特征，一般可 分为规则分布、聚集分布和随机分布。 规则分布(或均匀分布):是指林木个体在水平面上呈规则排列 人工植苗造林林分的早期多属于这种情况; 聚集分布:是指林木个体呈现明显的团状特征; 随机分布:是指林木个体随机地出现在二维平面上。
1、 聚集指数 聚集指数:是指林分中最近邻单株距离的平均值与随机分布状态下的期望平均距离之比。
2、 Ripley`s K(d)指数 Ripley`s K(d)指数:是把林分中每株树木看成二维平面的一个点，以树木的点图为基础进行格局分析，又称为点格局分析
3、O-ring函数
4、⻆尺度
(四)林木物种空间隔离度
林木物种空间隔离度:是指不同树种在空间分布上的 相互关联性。
1、树种混交度指数
2、树种多样性混交度
(五)林木竞争
定义:林木竞争被定义为由于林木为争占有限营养空间， 使竞争林木生⻓，幼树更新等能力减弱的个体间相互作用。
常用指标:非完备型竞争指数类、简单竞争因子类、生⻓空 间重叠类、有效生⻓空间类和树种耐荫性竞争指数
1、竞争指标优劣的衡量标准
(1)竞争指标的构造具有一定的生理和生态学依据;
(2)对竞争状态的变化反应灵敏，并具有适时可测性 或可估性;
(3)能准确地说明生⻓的变差
(4)构成因子容易测量
(5)竞争指标的计算尽量简单。
2、林木竞争指标分类
(1)非完备型竞争指数类
(2)简单竞争因子类
(3)生⻓空间重叠类
(4)有效生⻓空间类
(5)树种耐荫性竞争指数
3、竞争木选择方法
4、确定最优竞争指标和搭配竞争木选择方法
六、林分空间结构优化调整
1 林分空间结构优化的概念
林分空间结构优化就是通过择伐或更新等措施，调 整林分空间结构，以维持最佳林分空间结构与功能关系。
2 同龄林空间结构优化调整
3 异龄林空间结构优化调整
顶极群落具有如下特征:
(1)物种组成和数量比例相对稳定;
(2)群落结构复杂，层次较多;
(3)生物多样性高，各物种都占据着不同的空间，能最充分最有 效地利用资源;
(4)优势种能很好地适应地区的气候条件; (5)总生物量变化趋向于一个平均值。
第10章 森林经营决策方法与技术
一、决策概述
(一)决策含义
决策就是对各种决策问题提出一套在进行决策时所必须的推理方法、逻辑步骤和科学手段，并根据所能提取的信息对各种替代方案在各种不同的客观 状态下，作出科学的分析和定量的计算，以此供决策人员在决策过程中对要采用的替代方案作出合理的抉择。 比如:战争是否发起、行业发展战略、企业研发一种产品、个人重要节点 选择。
(二)决策类型
决策类型可以从不同的⻆度进行决策分类。
1、确定型决策 未来环境完全可以预测，人们知道将来会发生什么情况，可以获得精确、可靠的数据 作为决策基础。如:在计划经济体制下，任务统一分配，企业管理者是在确定环境下决 策。
确定型决策分析一般具备4个条件:
(1)存在着决策人希望达到的一个目标;
(2)只存在1种确定的自然状态;
(3)存在着可供决策人选择的2个或2个以上的行动方案;
(4)不同行动方案在确定的自然状态下，其益损值可以通过估算定量地表示出来。
2、不确定型决策 未来环境出现某种状态的概率难以估计，甚至连可能出现的状态和相应的后果都不知道。如开发尚未经过用户考验的全新产品往往属于这种环境。又如设立跨国公司，外国的政治、法律、经营环境等都和国内截然不同，决策者处于不确定的环境下作判断。
(2)存在着2种或2种以上不以决策人的主观意志为转移的自然状态;
(4)不同行动方案在不同的自然状态下，其益损值可以通过估算定量地表示出来;
(5)处在2种以上自然状态中，未来究竟出现哪种自然状态决策人无法决定。
3、⻛险型决策 未来环境有几种可能的状态和相应后果，可以观测每种状态和后果出现的概率。林业 ⻛险包括:政策⻛险、自然灾害⻛险、市场⻛险和技术⻛险等。
(1)存在着决策人希望达到的一个目标
(2)存在着2种或2种以上不以决策人的主观意志为转移的自然状态
(5)处在2种以上自然状态中，未来究竟出现哪种自然状态决策人无法决定，但对自然状态出现的可能性(即概率)，决策人可以通过一定的方法或渠道事先得到有关信息 或估算出来。
(三)决策过程
二、德尔菲法
三、层次分析法
