摘要
森林生态系统是陆地生态系统的主体。保障森林生态安全，对于推进森林资源保护和发展、全面筑牢祖国生态安全屏障具有深远的意义。山西省同朔地区地处黄土高原北部东侧，毛乌素沙漠东部前沿，是“三北”防护林建设工程、京津风沙源治理工程和环京津冀生态安全屏障建设工程实施的重要区域。由于该区域油松人工林的管理缺乏科学系统的经营管理理念以及经营技术管理水平，导致林分质量差异变大、林分生态发展缺乏稳定性。建立科学林分密度理论，运用合理密度技术，可以充分发挥现有森林资源的潜力，推动改善林木生长环境，提高该区域森林质量，提升森林生态系统稳定性。 本研究以山西省同朔地区的93块油松人工纯林为研究对象，结合密度效应规律，利用R软件，通过构建树高生长模型、胸径生长模型、地位指数模型等来分析油松生长的规律，同时构建并拟合等树高线、等直径线、等疏密度线、最大密度线、自然稀疏线等数学模型，并对应用进行了研究，建立了基于Excel的林分密度控制决策支持工具。本研究旨在为山西省同朔地区油松人工林的科学营造和合理经营管理提供参考。主要研究结果与结论如下: (1)分析了油松生长规律。根据最小二乘法原理，利用R软件，分析油松人工林树高、胸径与年龄的关系，构建并拟合了树高生长模型、胸径生长模型以及地位生长曲线，并进行了模型评价与检验。结果表明，树高、胸径生长均随年龄的增加呈现增长趋势，并在30a时，生长速率逐渐减小。同时，利用地位指数表，可以查出山西省同朔地区油松人工林的地位指数级，用于预测不同林分的生产潜力，制定相应的林分经营措施。 (2)研制了山西省同朔地区油松人工林林分密度控制图。以密度效应规律为基础，利用R软件，分别构建并拟合等树高线、等直径线、最大密度线、等疏密度线和自然稀疏线的数学模型，构建了山西省同朔地区油松人工林林分密度控制图。林分密度控制图直观的反应了蓄积量与林分密度、树高、胸径的关系，其中:等树高线和等直径线表示为单位面积蓄积量均随密度的增加递增的曲线;最大密度线和等疏密度线表示单位面积蓄积量随林分密度增加而下降的曲线;自然稀疏线表示未经抚育采伐的林分在自然稀疏过程中，单位面积蓄积量随林分密度增加而递减的曲线。 （3）林分密度控制图的实际应用。利用绘制的林分密度控制图，可以应用于资源调查、生长预测、抚育采伐等方面，利于掌握林木生长规律，从而推进油松人工林全周期抚育管理，对森林经营决策的制定具有参考价值。 （4）建立了人工林林分密度决策支持工具。基于Excel办公软件，建立了人工林林分密度决策支持工具，实现地位指数查询、树高查询、林分信息查询、抚育采伐措施查询等查询目标，可方便快捷应用于林分因子查询、生长预测、抚育采伐等操作中。使用林分密度控制决策支持工具操作简便、运行良好，能较好地满足查询的各项需求，有效提高了查询效率，为林业生产实践提供了辅助决策工具。
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