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本研究利用帽儿山天然次生林区2007年所调查的30块标准地数据,研究了次生林内几种空间结构指标,并根据多样性混交度、聚集指数、竞争指数和树冠叠加指数建立了天然次生林择伐空间优化模型,采用数学规划的思想对其求解,并应用到现实林分中。研究内容主要包括:1、本研究基于乘除法的思想,用多样性混交度、聚集指数、竞争指数和树冠叠加指数构建了天然次生林择伐空间优化模型,设计了10个与林学意义相一致的约束条件,并采用0-1整数规划的思路,用LINGO9.0软件对目标函数求得最优解。2、以M702标准地为应用实例,具体计算出了每株采伐木,经过择伐后,目标函数值按模型设计的要求发生了极大的改变,增加了5倍多,说明了最后这个解的优良性,满足了设计的要求。径阶数、树种数都保持不变,Shannon-Weiner指数增加了3.5%。约束条件中的q值减小了约6.6%,次生林的多样性混交度和聚集指数分别增加了2.5%和4.1%,竞争指数和树冠叠加指数分别减小了19.99%和50.93%。采伐量是小于林分的总生长量的,林木的蓄积减少了27.03%。目标函数的10个约束条件在经过择伐优化模型的求解后,都得到了满足,目标函数值显著的增加,在符合了设计的要求的同时,也与林分的林学意义相一致。3、本研究计算出了帽儿山地区天然次生林30块标准地的采伐强度,采伐强度介于20%-30%之间,采伐强度最小值是19.44,最大值是29.03。经过结构优化以后,林木之间不再拥挤,树冠叠加情况得以改善,林冠层的透光性增强,结构更加合理和稳定。这种相对较高强度的采伐设计有利于空间结构的改善。4、本研究所调查的帽儿山的次生林分为4种类型:蒙古栎林、杨桦林、硬阔叶林和杂木林。采伐强度分别为:蒙古栎林采伐强度为22.33%,杨桦林采伐强度为19.44%-26.31%之间,硬阔叶林采伐强度为22.73%-29.03%之间,杂木林采伐强度为20.87%-27.48之间。