一种基于截留能力的油松林动态密度调控方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于截留能力的油松林动态密度调控方法及系统。
【背景技术】
[0002] 林分密度是直接影响森林发挥固碳释氧、涵养水源、保护生物多样性等生态功能 的关键因素之一。森林的水源涵养功能主要表现在森林具有调节径流量、削减洪峰、净化水 质以及减缓土壤侵蚀等功能。林冠层将大气降水分配为林冠截留、树干茎流和林内降水三 部分。大气降雨进入森林生态系统后首先通过林冠层进行水量分配。生长繁茂的林冠枝叶 表面积大，而且枝叶形成多层次的林冠结构。
[0003] 油松喜阴耐瘠薄，适应性强，生长良好，材质优良，是华北山地重要造林树种，主要 分布于太行山、太岳山、吕梁山、五台山、恒山、中条山等，在涵养水源、保持水土、维护地区 生态平衡和林业生产等方面起着重要作用。造林密度的大小对林木的生长、发育、产量和质 量均有重大影响，进而影响油松林的水源涵养功能。因此合理调控油松林密度对最大化发 挥森林的生态功能具有重要意义。目前多以传统造林目的来调控造林密度，而缺少进行密 度调控的技术，如何合理调控以水源涵养功能为导向的油松林密度就是迫切需要解决的实 际问题。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种根据森林截留能力最大值对应的最优林分密度对油松林进行动 态调控，从而实现调控后的油松林可以达到最佳水源涵养功能的基于截留能力的油松林动 态密度调控方法。
[0005] 本发明还提供一种基于截留能力的油松林动态密度调控系统。
[0006] -种基于截留能力的油松林动态密度调控方法，包括：
[0007] 获取待调控油松林的优势树高平均值、基准年龄、实际林龄、林分密度、用户输入 的可修改林分密度、叶面积指数和森林最大截留能力之间的转化系数；
[0008] 根据优势树高平均值、基准年龄、实际林龄、林分密度、用户输入的可修改林分密 度、叶面积指数和森林最大截留能力之间的转化系数通过预知模型计算与所述实际林分密 度及可修改林分密度分别对应的森林截留能力；
[0009] 按照所述森林截留能力的最大值所对应的林分密度对油松林进行密度调控。
[0010] 优选的，所述预知模型为油松林截留能力、优势树高平均值、基准年龄、实际林龄 和林分密度的关系模型。
[0011] 优选的，所述根据立地指数、优势树高平均值、基准年龄、实际林龄、林分密度、用 户输入的可修改林分密度、叶面积指数和森林最大截留能力之间的转化系数通过预知模型 计算与所述实际林分密度及可修改林分密度分别对应的森林截留能力步骤具体包括以下 子步骤：
[0012] 根据优势树高平均值、基准年龄和实际林龄计算油松标准地的立地指数；
[0013] 根据油松林截留能力与立地指数、林分密度的关系模型计算所述实际林分密度和 可修改林分密度分别对应的森林截留能力。
[0014] 优选的，所述油松林截留能力与立地指数、林分密度的关系模型为
[0016] 其中，Y为森林截留能力，SI = H平均· [l-EXP(-b · t基准）]7[l-EXP(-b · t实际）]c， SD为林分密度，为基准年龄，为实际林龄，X为叶面积指数和森林最大截留能力之 间的转化系数，dl、d2、d3、d4、d5、d6及b均为常数。
[0017] 优选的，所述基准年龄为大于等于年最大平均成长量对应的林龄中能被5或10整 除的任一数值。
[0018] -种基于截留能力的油松林动态密度调控系统，所述系统包括：
[0019] 获取单元，获取待调控油松林的优势树高平均值、基准年龄、实际林龄、林分密度、 用户输入的可修改林分密度、叶面积指数和森林最大截留能力之间的转化系数；
[0020] 计算单元，根据优势树高平均值、基准年龄、实际林龄、林分密度、用户输入的可修 改林分密度、叶面积指数和森林最大截留能力之间的转化系数通过预知模型计算与所述实 际林分密度及可修改林分密度分别对应的森林截留能力；和
[0021] 调控单元，按照所述森林截留能力的最大值所对应的林分密度对油松林进行密度 调控。
[0022] 优选的，所述预知模型为油松林截留能力、优势树高平均值、基准年龄、实际林龄 和林分密度的关系模型。
[0023] 优选的，所述计算单元，
[0024] 根据优势树高平均值、基准年龄和实际林龄计算油松标准地的立地指数；
[0025] 根据油松林截留能力与立地指数、林分密度的关系模型计算所述实际林分密度和 可修改林分密度分别对应的森林截留能力。
[0026] 优选的，所述油松林截留能力与立地指数、林分密度的关系模型为
[0027] 其中，Y为森林截留能力，SI = H平均· [l-EXP(_b · t基准）]7[l_EXP(-b · t实际）]c， SI为立地指数，SD为林分密度，tss为基准年龄，为实际林龄，X为叶面积指数和森林 最大截留能力之间的转化系数，山、d2、d3、d4、d5、(1 6及b为常数。
[0028] 优选的，所述基准年龄为大于等于年最大平均成长量对应的林龄中能被5或10整 除的任一数值。
[0029] 由上述技术方案可知，本发明基于所述森林截留能力于林分密度的关系，从而根 据森林截留能力获取最优的林分密度，并以该最优林分密度对油松林进行动态调控，从而 实现调控后的油松林可以达到最佳水源涵养功能。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明一实施例提供的基于截留能力的油松林动态密度调控方法的流程 图；
[0031] 图2为图1中根据第一预知模型计算与所述实际林分密度及可修改林分密度分别 对应的森林截留能力的子流程图；
[0032] 图3为本发明一实施例中基于截留能力的油松林动态密度调控系统的框图。
[0033] 附图标记说明
[0034] 获取单元1计算单元2调控单元3。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0036] 图1示出了本发明一实施例提供的一种基于截留能力的油松林动态密度调控方 法的流程图，该方法包括：
[0037] Sl、获取待调控油松林的优势树高平均值、基准年龄、实际林龄、林分密度、用户输 入的可修改林分密度和叶面积指数和森林最大截留能力之间的转化系数；所述可修改林分 密度是根据经验人为选取较适合的几个林分密度。
[0038] S2、根据优势树高平均值、基准年龄、实际林龄、林分密度、用户输入的可修改林分 密度、叶面积指数和森林最大截留能力之间的转化系数通过预知模型计算与所述实际林分 密度及可修改林分密度分别对应的森林截留能力；
[0039] S3、按照所述森林截留能力的最大值所对应的林分密度对油松林进行密度调控。
[0040] 本发明基于所述森林截留能力于林分密度的关系，从而根据森林截留能力获取最 优的林分密度，并以该最优林分密度对油松林进行动态调控，从而实现调控后的油松林可 以达到最佳水源涵养功能。
[0041] 本文下面将多处用到理查德模型，理查德模型的原型为
[0042] y = A · [1-exp (~b · (1-m) · t)]1/(1 m)
[0043] 式中，A为叶面积指数最大值，b为常数，m为常数，t为林龄，为理查德模型进行相 应要素替代得到下面基于理查德模型的各种模型。
[0044] 本发明通过下述方法获得立地指数模型：
[0045] 1)以待调控油松林自由生长未受损的优势木的优势高度和林龄建立油松林立地 指数的导向曲线模型；
[0046] 所述立地指数的导向曲线模型为优势木的优势树高随林龄的增长而变化的中央 曲线。
[0047] 选取以下7个常用模型进行拟合：
[0048] H = a+b X Int (1)
[0049] H = a+b X t+c X Int (2)
[0050] H = a XEXP(-b/tc) (3)
[0051] H = α XEXP[-b/(t+c)] (4)
[0052] H = α X [l-EXP(_bXt)]c (5)
[0053] H = α +bXEXP(-cXt) (6)
[0054] H = α /[l++bXEXP(-cXt)] (7)
[0055] 式中：H为优势树高；t为林龄；a、b和c为常数。
[0056] 运用统计软件对上述模型（1)-(7)进行拟合，结果