本研究以永安市森林生态系统为研究对象,结合大量前人研究,采用主成分分析法和BP神经网络,对永安市森林生态系统做了全面的健康评价。为了能得到准确、客观的结果,本研究从乔木林、竹林及灌木林三方面入手,多指标、多角度地进行健康评价分析。考虑到森林生态系统是一个动态系统,本研究将2010年的永安市森林健康评价结果与2016年的进行对比分析,确定了永安市森林健康的整体发展趋势,为今后的营林工作提供参考。研究主要结论如下:(1)本研究提出在指标体系构建上应当遵循以下原则:科学性原则;系统性原则;主导性原则;可操作性原则;可持续性原则。根据上述原则,结合永安市二类调查的数据结果,初步确定研究所需的指标。定量指标进行标准化处理,定性指标进行量化赋值。应用主成分分析法,根据因子载荷矩阵,对指标进行进一步筛选,最终确定研究所需指标。由于乔木林、竹林及灌木林在二类调查数据上有较大差异,共用一组指标会导致评价结果不准确,故将其指标体系分开建立。根据主成分分析的结果,最终确定乔木林取7个主成分,14项评价指标,分别为平均胸径、平均树高、每亩蓄积量、郁闭度、土层厚度、腐殖质层厚度、灌木层高、灌木覆盖度、草本层高、草本覆盖度、近自然度、起源、群落结构、龄组。竹林取7个主成分,1 1项评价指标,分别为平均胸径、平均高、土层厚度、腐殖质层厚度、灌木覆盖度、草本覆盖度、海拔、土壤类型、立地质量、坡位、起源。灌木林取4个主成分,8项评价指标,分别为郁闭度、灌木层高、灌木覆盖度、草本层高、草本覆盖度、土层厚度、腐殖质层厚度、起源。将主成分分析的方差贡献率看作是主成分权重,根据因子载荷和主成分方差贡献率来确定各指标的权重,并对权重进行归一化处理。(2)本研究评价模型采用健康综合指数模型,将森林健康等级划分为5类。健康综合指数在[8,10]的为优质,[6,8)为健康,[4,6)为亚健康,[2,4)为不健康,[0,2)为病态。(3)BP神经网络是一种高效、准确的评价方法。应用MATLAB建立BP神经网络模型,输入层为健康评价的指标,神经元个数等于指标个数,隐含层神经元经多次试验后确定为6,输出层神经元为小班健康综合指数,神经元个数为1。随机取500个乔木林小班,350个做训练样本,150个做测试数据;300个竹林小班,210个做训练样本,90个做测试数据;120个灌木林小班,84个做训练样本,36个做测试数据。分别带入建立好的BP神经网络中,最终得到的三个系数R均接近1。说明拟合效果非常好,结果是可信的。(4)永安市共39759个小班,面积为2716001亩。健康小班和亚健康小班占据多数。其中健康小班16817个,面积1204240亩,占全部小班的42.30%,占总面积的44.34%;亚健康小班14989个,面积928018亩,占全部小班的37.70%,占总面积的34.17%。永安市森林生态系统整体处于健康和亚健康状态。小班平均健康综合指数 6.13。乔木林小班共35620个,面积为2564856亩。健康小班和亚健康小班占据多数。其中健康小班15860个,面积1172037亩,占全部小班的44.53%,占总面积的45.70%;亚健康小班12589个,面积842094亩,占全部小班的35.34%,占总面积的32.83%。竹林小班共3576个,面积为119187亩。亚健康小班和健康小班占据多数。其中亚健康小班2139个,面积72060亩,占全部小班的59.81%,占总面积的60.46%;健康小班898个,面积29932亩,占全部小班的25.11%,占总面积的25.11%。灌木林小班共563个,面积为31958亩。亚健康小班和不健康小班占据多数。其中亚健康小班261个,面积13864亩;不健康小班176个,面积11656亩。整体处于亚健康和不健康状态。小班平均健康综合指数4.42。(5)2010年至2016年间永安市森林生态系统整体发展良好。优质森林面积占比保持稳定,健康森林增加,亚健康森林减少,不健康和病态森林减少不明显。乔木林的健康变化趋势与总体的变化趋势基本吻合。竹林在各个健康等级上的变化均是向最优方向发展,发展前景非常好。灌木林的各个健康等级的变化均向较差的方向发展,发育并不理想。