森林经营管理学的概念
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中图分类号:S711文献标识码:A
摘要:森林是地球陆地生物圈的重要支持系统之一,它除了为人类提供木材及其林副产品外,还提供多种生态功能。其经营管理必然要建立在森林数字地球的框架上,海量的森林资源数据是数字林业的主要信息源,所以森林经营管理学可看成森林资源与环境地理信息系统的空间分析技术。
关键词:森林经营管理学;数据;特点
森林经营管理学又称为森林经理学(ForestManagement),200年前出自德国,以日文引入我国也已有近百年历史”。森林经营管理学发展到今天,已由最初的森林资源永续的经营管理发展成森林资源与环境可持续的、全方位的计算机信息管理。
森林经营管理是在森林资源空间数据(包括森林资源的特征类型数量和分布)的基础上,以森林资源与生态环境的可持续发展为森林经营目标,以3S(遥感RS、地理信息系统CIS、全球定位系统GPS)技术为手段,对森林资源与生态环境进行森林调查、空间查询、资源监控、收获调整、信息管理(包括资源管理)和森林经营规划决策等空间分析技术的总称。
森林是地球陆地生物圈的重要支持系统之一,它除了为人类提供木材及其林副产品外,还提供多种生态功能。单从森林具有净化大气的功能,有人就把森林看成地球的肺。森林经营管理学在监控全球森林资源与环境的可持续发展中起着重要的作用,这种经营管理必然要建立在森林数字地球的框架上,海量的森林资源数据是数字林业的主要信息源,所以森林经营管理学可看成森林资源与环境地理信息系统的空间分析技术。
一、森林经营管理学的特征
森林经营管理学的空间数据基础是包括国家、省市(区)、县(旗),乃至林业企业的森林资源空间分布及其森林特征属性的时间序列集合,显然是海量数据,因此具有下述三个特性。
1、数据的空间性
数据的空间性是指森林资源的空间分布位置及各图元的关联关系(称拓扑关系)。通常以坐标的形式表示森林的空间位置,这些坐标数据必需建立在地球的参考大地水准面上,是按高斯一克吕格投影建立的笛卡尔平面坐标系的空间位置,这就是森林资源分布的图形数据,这些数据是森林资源空间数据的一类重要数据,它们是林业数字地球的地理基础和数字基础。一般CIS都可进行上述地理数据的坐标系统转换。
2、数据的特征属性
数据的特征属性在I类森林资源清查和森林经理类调查中就是调查因子集,它是森林资源空间数据的另一类重要数据。在G15中,它们可存储在一个项目(或工程)文件(夹)中,图形数据和属性数据是一致的。无论是I类森林资源清查,还是森林经理Ⅱ类调查,甚至森林Ⅲ类作业设计调查,都有一个森林资源的空间分布图形和与它相对应的森林调查因子属性序列的集合。它们共同构成各类森林资源调查数据的完备集。
3、数据时间性
森林经营管理学的图形数据和属性数据是随着时间的变化而变化的。例如,森林的采伐和造林会不断地改变森林资源的结构,显然这种空间数据的时间序列(包括遥感图象)对于监控国家的森林资源与环境具有重要意义。
具有上述三种特征的森林资源数据称为森林经理的空间数据,这就是森林经营管理学的数据基础,也是其他林学二级学科与之相区别之处。
二、森林经营管理学的实质
1、森林经营管理的特点
(1)森林经营管理的双向性
森林经营管理包括具有直接使用价值的木材生产性任务和非生产性森林生态效益的保护任务,二者不可偏废。
(2)林业生产经营周期的长期性
森林生态系统经营主要靠林木的自然生长,但是林木的成长期很长,少则几十年,多则要走过100年,这就导致林业生产具有较长的生产周期。森林资源一旦遭到破环,恢复则需相当长的时间,特别是森林生态环境的恢复则需更长的时间。所以必须从长远的角度管理它,切不可急功近利。
(3)森林经营管理面积的辽阔性
一个林业经营单位,如林业局(场),其经营面积少则几千公顷,多则几十万,甚至上百万公顷。在这辽阔的地域范围内,森林的自然类型和其他客观条件往往具有很大差异,特别森林经营管理在我国南北方均存在差异。
(4)森林经营管理的宏观决策性
由于森林经营周期相当长,因此决定了森林经营管理具有宏观的规划决策性,而不是具体地研究森林的经营技术。这是它有别于森林经营学之处。
(5)森林生态资源的可持续性和再生性
森林资源是一种可再生资源,只要我们能够合理组织经营决策,在空间和时间上合理组织调整,最终可以达到可持续生产的目的。
(6)密集的高技术性
为实现对地球森林资源与环境的宏观监控,必须采用包括地球资源卫星、全球定位系统、图象处理系统等多项技术。
2、森林经营管理学的实质
面对林业的种种特点,对森林进行科学经营,以便促使森林资源持续增长并发挥森林的多种效益,就必须进行一系列的森林经营管理工作。
首先必须利用强大的3s手段,包括利用实时的遥感图像作为森林资源的主要空间信息源,采用GPS作为地面控制点的手段,而地理信息系统作为森林资源的空间数据管理的核心,对某一区域的森林进行调查分析,即对该区域进行森林资源的空间分布数据的采集和动态分析。
然后在准确的森林资源空间分布数据的基础上,以森林生态资源的可持续发展为目标,进行森林生态资源的分析,确定合理的经营周期,对合理经营和生态采伐技术进行规划设计,编制森林经营利用方案。这一系列工作称为CIS森林空间数据的分析,简称空间分析。这就是森林经营管理(Forestmanagement)的核心和实质。森林经营管理工作是紧密联系长期生产过程的数种多环节的完整体系。随着3S技术的发展,特别随着GIS技术的发展,为森林经营管理工作提供了更广阔的空间。
3、森林经营管理学的数学模型
所谓森林经营管理学的数学模型(Forest Management Model)可描述为U=F(S,A,T)(1―1)式中U――森林经营变量;
s――空间信息,通过大地坐标系统和位置坐标来确定,该坐标系统是一个欧氏平面,即用x、Y轴相互垂直的一个平面;
T――时间信息,了轴与X、Y轴垂直;
A――属性信息。
在空间信息中,其中空间位置是核心,空间位置决定了空间尺寸、形状、分布、拓扑关系等方面。属性信息可以分为林业属性和环境属性。F(S,A,T)就是建立在属性信息上的森林经营管理学的数学模型,可做出森林资源与环境空间分布的可视化表达,在林学中它们有广泛的应用前景,这就是数量森林经营管理。当然森林经营管理应该向这个方向发展、完善。