森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真和現(xiàn)代化管理

1、森林資源源系統(tǒng)的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真與與現(xiàn)代化化管理李昀*李昀，1968年出生，博士，副教授。主要研究方向：資源與環(huán)境信息管理。Email:（北京林林業(yè)大學(xué)學(xué)信息學(xué)學(xué)院，11000083）崔賽華（北京林林業(yè)大學(xué)學(xué)信息學(xué)學(xué)院，11000083）鄭治剛（國(guó)家林林業(yè)局規(guī)規(guī)劃院，10007144）摘要本文文論述了了森林資資源系統(tǒng)統(tǒng)的計(jì)算算機(jī)仿真真理論和和方法，它是森森林資源源現(xiàn)代化化管理的的理論基基礎(chǔ)和最最主要的的系統(tǒng)方方法之一一。關(guān)鍵詞森森林資源源 模型 計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真 現(xiàn)代代化管理理1 引言言森林資源源系統(tǒng)的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真，就是借借助描述述森林資資源系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)學(xué)學(xué)模型，在計(jì)算算機(jī)上對(duì)對(duì)森林資資源系統(tǒng)統(tǒng)的

2、動(dòng)態(tài)態(tài)變化規(guī)規(guī)律和生生滅過(guò)程程進(jìn)行各各種模擬擬、試驗(yàn)驗(yàn)和計(jì)算算分析。由于計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真具有有模擬、試驗(yàn)、協(xié)調(diào)、控制、優(yōu)化、運(yùn)籌、決策等等功能，使得其其成為現(xiàn)現(xiàn)代化管管理理論論的依據(jù)據(jù)和最主主要的系系統(tǒng)方法法之一。因此，森林資資源系統(tǒng)統(tǒng)的計(jì)算算機(jī)仿真真是林業(yè)業(yè)科學(xué)工工作和系系統(tǒng)理論論工作者者研究的的熱點(diǎn)問(wèn)問(wèn)題。目前，無(wú)無(wú)論是國(guó)國(guó)外還是是國(guó)內(nèi)所所進(jìn)行的的森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真，所所使用的的數(shù)學(xué)模模型不是是經(jīng)驗(yàn)?zāi)ＤＰ途褪鞘墙y(tǒng)計(jì)模模型，并并多為常常微分方方程。它它們都不不是根據(jù)據(jù)森林資資源的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化規(guī)律和和生滅過(guò)過(guò)程而推推出的數(shù)數(shù)理方程程，這些些模型都都不能從從空間和和時(shí)間狀狀態(tài)同時(shí)時(shí)對(duì)森林林

3、資源的的“生”、“長(zhǎng)”、“死”及動(dòng)態(tài)態(tài)變化規(guī)規(guī)律作出出深刻而而準(zhǔn)確的的描述和和表達(dá)。因此，用這樣樣的數(shù)學(xué)學(xué)模型進(jìn)進(jìn)行的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真不可可能對(duì)森森林資源源的動(dòng)態(tài)態(tài)變化規(guī)規(guī)律和生生滅過(guò)程程作深刻刻、精確確的描述述和表達(dá)達(dá)，不能能對(duì)森林林資源進(jìn)進(jìn)行準(zhǔn)確確的模擬擬、試驗(yàn)驗(yàn)和分析析，用這這樣的模模型對(duì)森森林資源源進(jìn)行計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真很難難建立起起森林資資源現(xiàn)代代化管理理的計(jì)算算機(jī)仿真真理論和和技術(shù)方方法。本文論述述的森林林資源系系統(tǒng)計(jì)算算機(jī)仿真真所使用用的數(shù)學(xué)學(xué)模型是是我們?cè)谠谝淹瓿沙傻膰?guó)家家自然科科學(xué)基金金項(xiàng)目中中所推導(dǎo)導(dǎo)的描述述森林資資源動(dòng)態(tài)態(tài)變化和和生滅過(guò)過(guò)程的數(shù)數(shù)理方程程，這些些模型是是維數(shù)不不

4、等的偏偏微分方方程，描描述了森森林資源源的狀態(tài)態(tài)空間和和時(shí)間空空間內(nèi)的的動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律、生滅滅過(guò)程和和運(yùn)動(dòng)軌軌跡。因因此，森森林資源源系統(tǒng)的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真是是屬于分分布參數(shù)數(shù)系統(tǒng)的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真。2 森林林資源系系統(tǒng)仿真真的數(shù)學(xué)學(xué)模型森林資源源是森林林的數(shù)量量和質(zhì)量量的統(tǒng)一一標(biāo)度和和表達(dá)，是森林林具有財(cái)財(cái)產(chǎn)和價(jià)價(jià)值的屬屬性部分分。目前前，森林林資源一一般是指指森林的的面積資資源和立立木蓄積積資源。森林資資源是由由森林各各種各樣樣維數(shù)不不等的數(shù)數(shù)量分布布結(jié)構(gòu)組組成，森森林的這這種數(shù)量量分布結(jié)結(jié)構(gòu)稱為為森林資資源分布布結(jié)構(gòu)。森林資資源是森森林?jǐn)?shù)量量分布結(jié)結(jié)構(gòu)的總總稱，是是各種特特定（具具體）的的

5、森林資資源分布布結(jié)構(gòu)的的集合體體，每一一種特定定的森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)表示了了一種特特定（具具體）的的森林資資源。根據(jù)森林林資源是是由許許許多多一一維、二二維n維等數(shù)數(shù)量分布布結(jié)構(gòu)組組成，并并依據(jù)森森林資源源分布結(jié)結(jié)構(gòu)的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化規(guī)律和和生滅過(guò)過(guò)程推導(dǎo)導(dǎo)出了描描述森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程的的數(shù)理方方程。(1)同同齡純林林的林齡齡面積分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)變化方方程： (1 )(2)林林木直徑徑分布結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)變化方方程： (2 )(3)林林木株數(shù)數(shù)的直徑徑樹(shù)高分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)變化方方程：(3 )(4)混混交林的的林木直直徑分布布結(jié)構(gòu)變變化方程程： (4 )(5)混混交異齡齡林的

6、林林木株數(shù)數(shù)的直徑徑林齡分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)變化方方程： (5 )(6)混混交異齡齡林的面面積按混混交系數(shù)數(shù)平均年年齡分布布的分布布結(jié)構(gòu)變變化方程程： (6 )(7)森森林資源源分布結(jié)結(jié)構(gòu)變化化方程的的一般形形式（通通式方程程） (77 )以上均為為方程的的連續(xù)型型模型。森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真就是是用上述述方程的的離散型型模型。離散型型模型一一般可用用向量的的形式或或矩陣的的形式表表示，由由于篇幅幅關(guān)系上上述方程程的離散散型模型型從略。在上述方方程中，（1）至（66）式是是描述森森林資源源某些具具體分布布結(jié)構(gòu)的的動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程的的數(shù)理方方程；（7）式式是描述述森林資資源各種種連續(xù)型型

7、、階梯梯型分布布結(jié)構(gòu)的的動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程的的數(shù)理方方程，是是通式方方程，（1）至至（6）式是（7）式式的具體體化。由由于森林林資源是是由各種種分布結(jié)結(jié)構(gòu)組成成，因此此森林資資源就得得到了描描述。上述所有有模型都都把自己己所描述述的系統(tǒng)統(tǒng)（分布布結(jié)構(gòu)）在t時(shí)的狀狀態(tài)（PP(t)），起起始狀態(tài)態(tài)（p(o)）、t時(shí)刻生生的狀態(tài)態(tài)（(t)）、死死的狀態(tài)態(tài)（(t)）、長(zhǎng)長(zhǎng)的狀態(tài)態(tài)（(t)）等有有機(jī)的連連系在一一起，充充分地表表示了它它們之間間的數(shù)量量關(guān)系，描述了了系統(tǒng)與與個(gè)體、個(gè)體與與個(gè)體之之間的相相互數(shù)量量關(guān)系及及生滅過(guò)過(guò)程的數(shù)數(shù)量關(guān)系系，深刻刻地揭示示了森林林資源系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化規(guī)律

8、和和生滅過(guò)過(guò)程，描描述了森森林資源源在時(shí)間間空間上上運(yùn)動(dòng)的的軌跡。同時(shí)這這些模型型都有解解，且解解唯一，并具有有連續(xù)依依賴變量量而變化化。這些些都為森森林資源源的計(jì)算算機(jī)仿真真提供了了可靠的的數(shù)學(xué)模模型，堅(jiān)堅(jiān)實(shí)的理理論依據(jù)據(jù)和數(shù)理理方法。3 森林林資源計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真計(jì)算算的主要要內(nèi)容森林資源源系統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真的關(guān)關(guān)鍵是對(duì)對(duì)偏微分分方程進(jìn)進(jìn)行求解解，即如如何將數(shù)數(shù)學(xué)模型型變?yōu)榉路抡婺Ｐ托?。由仿仿真模型型可以研研制適合合于森林林資源特特點(diǎn)的分分布參數(shù)數(shù)系統(tǒng)仿仿真軟件件，從而而在計(jì)算算機(jī)上實(shí)實(shí)現(xiàn)仿真真計(jì)算。本文對(duì)對(duì)如何具具體編制制仿真軟軟件不作作討論，只對(duì)如如何通過(guò)過(guò)仿真實(shí)實(shí)現(xiàn)各種種仿真目目標(biāo)進(jìn)行

9、行討論。3.1森森林資源源仿真計(jì)計(jì)算的主主要目標(biāo)標(biāo)(1)模模擬森林林資源的的動(dòng)態(tài)變變化和生生滅過(guò)程程的仿真真計(jì)算描述森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)動(dòng)態(tài)變變化和生生滅過(guò)程程的連續(xù)續(xù)型模型型離散化化變?yōu)殡x離散型模模型。將將其任意意時(shí)間tt的起始始（初值值）狀態(tài)態(tài)p(0)、生的的狀態(tài)(t)、長(zhǎng)的的狀態(tài)(t)、死的的狀態(tài)(t)等值代代入方程程，可得得到系統(tǒng)統(tǒng)（森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)）在各各個(gè)不同同時(shí)間，不同的的生、長(zhǎng)長(zhǎng)、死狀狀態(tài)下的的狀態(tài)值值，從而而在計(jì)算算機(jī)上實(shí)實(shí)現(xiàn)森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)動(dòng)態(tài)度度化和生生滅過(guò)程程的模擬擬仿真計(jì)計(jì)算。森林資資源的監(jiān)監(jiān)測(cè)與預(yù)預(yù)測(cè)計(jì)算算。監(jiān)測(cè)測(cè)就是通通過(guò)各種種調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、遙感等等方

10、法和和手段，即時(shí)獲獲得各個(gè)個(gè)時(shí)間段段上系統(tǒng)統(tǒng)的造林林更新率率(t)、保存存率(t)、生長(zhǎng)長(zhǎng)率(t)、死亡亡率(t)等參數(shù)數(shù)代入方方程，計(jì)計(jì)算出各各時(shí)間段段上森林林資源（系統(tǒng)）的狀態(tài)態(tài)值，進(jìn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)態(tài)監(jiān)測(cè)。利用模模型進(jìn)行行預(yù)測(cè)計(jì)計(jì)算，其其實(shí)質(zhì)就就是對(duì)模模型的基基本函數(shù)數(shù)(t)、(t)、(t)、(t)、(t)等進(jìn)行行外推，外推值值代入方方程計(jì)算算，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)某系系統(tǒng)未來(lái)來(lái)的預(yù)測(cè)測(cè)。森林資資源現(xiàn)狀狀分析計(jì)計(jì)算。森林資資源再現(xiàn)現(xiàn)計(jì)算。有了森森林資源源現(xiàn)在的的狀態(tài)值值S（kk）和k1時(shí)到KK時(shí)的（k-11）、(k-11)、(k-11)的值就就可以計(jì)計(jì)算過(guò)去去（k-1）的的森林資資源的狀狀態(tài)值，實(shí)現(xiàn)森森林資

11、源源的再現(xiàn)現(xiàn)。計(jì)算指指標(biāo)參數(shù)數(shù)體系，對(duì)森林林資源進(jìn)進(jìn)行評(píng)價(jià)價(jià)。由于于描述森森林資源源分布結(jié)結(jié)構(gòu)的數(shù)數(shù)學(xué)模型型是數(shù)理理方程即即理論模模型，因因而所有有描述森森林資源源質(zhì)量和和數(shù)量的的指標(biāo)參參數(shù)都可可以通過(guò)過(guò)它的狀狀態(tài)函數(shù)數(shù)而計(jì)算算出來(lái)。通過(guò)模模擬仿真真計(jì)算，只要計(jì)計(jì)算出它它任意時(shí)時(shí)間后狀狀態(tài)值，就可以以計(jì)算出出相應(yīng)時(shí)時(shí)間的各各種指標(biāo)標(biāo)參數(shù)，形成指指標(biāo)參數(shù)數(shù)體系。可以實(shí)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)時(shí)隨地對(duì)對(duì)森林資資源進(jìn)行行科學(xué)的的評(píng)價(jià)。(2)對(duì)對(duì)經(jīng)營(yíng)方方案，措措施等進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化化的仿真真計(jì)算模型中的的(t)、(t)、(t)、(t)、(t)等基本本函數(shù)值值的大小小，在實(shí)實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)中和森森林資源源經(jīng)營(yíng)和和管理活活動(dòng)中的的經(jīng)

12、營(yíng)措措施和經(jīng)經(jīng)營(yíng)方案案等有密密切的關(guān)關(guān)系。而而這些基基本函數(shù)數(shù)的值在在已知tt時(shí)的狀狀態(tài)值PP(t)，起始始狀態(tài)（初值）的值PP(0)及其它它基本函函數(shù)值的的情況下下，無(wú)論論是通過(guò)過(guò)方程的的連續(xù)型型模型還還是離散散型模型型都可以以求出。在實(shí)際際生產(chǎn)中中就是在在已知經(jīng)經(jīng)營(yíng)森林林資源者者所需要要的狀態(tài)態(tài)或要達(dá)達(dá)到的狀狀態(tài)P(t)，以及及目前的的狀態(tài)即即起始狀狀態(tài)P(0)，如何何從目前前的狀態(tài)態(tài)P(0)達(dá)到所所需要或或要達(dá)到到的狀態(tài)態(tài)P(t)，應(yīng)采采取什么么經(jīng)營(yíng)措措施，即即通過(guò)采采（）多少少，造（）多少少，長(zhǎng)（）多少少才能達(dá)達(dá)到所要要求的狀狀態(tài)，即即通過(guò)什什么樣的的經(jīng)營(yíng)措措施和方方案才能能達(dá)到。這些

13、都都可以通通過(guò)方程程分別求求得每一一個(gè)基本本函數(shù)的的值，該該值就是是應(yīng)該采采取的措措施值，這一完完整的經(jīng)經(jīng)營(yíng)方案案，經(jīng)營(yíng)營(yíng)措施的的優(yōu)化過(guò)過(guò)程，通通過(guò)系統(tǒng)統(tǒng)的仿真真模型編編制成仿仿真軟件件，在計(jì)計(jì)算機(jī)上上通過(guò)仿仿真計(jì)算算完全可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。并且且可以對(duì)對(duì)多個(gè)方方案，各各種可能能的經(jīng)營(yíng)營(yíng)措施進(jìn)進(jìn)行模擬擬、試驗(yàn)驗(yàn)、對(duì)比比等仿真真計(jì)算，尋求最最優(yōu)或最最佳方案案和措施施。這是是計(jì)算機(jī)機(jī)仿真的的一大優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，人人工計(jì)算算是不可可想象的的。(3)控控制的仿仿真計(jì)算算在控制論論中，許許多復(fù)雜雜系統(tǒng)的的控制問(wèn)問(wèn)題都是是利用系系統(tǒng)的仿仿真計(jì)算算而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)可控計(jì)計(jì)算和討討論，把把仿真計(jì)計(jì)算作為為實(shí)現(xiàn)可可控計(jì)算算的工具具和

14、方法法之一。同樣森森林資源源的結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整以以及森林林資源的的最優(yōu)控控制等都都可以通通過(guò)描述述森林資資源的數(shù)數(shù)理方程程在計(jì)算算機(jī)上進(jìn)進(jìn)行仿真真計(jì)算來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。森林資源源的結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整其其實(shí)質(zhì)是是森林資資源的分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整。就是由由現(xiàn)在的的一種不不合理（不理想想）的分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)狀態(tài)出出發(fā)，在在一定時(shí)時(shí)間內(nèi)或或在最短短的時(shí)間間內(nèi)通過(guò)過(guò)不斷的的調(diào)整控控制變量量，平穩(wěn)穩(wěn)過(guò)渡到到理想（合理）的結(jié)構(gòu)構(gòu)狀態(tài)，是一個(gè)個(gè)控制問(wèn)問(wèn)題。在在林業(yè)實(shí)實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)中，森森林資源源分布結(jié)結(jié)構(gòu)的調(diào)調(diào)整主要要是通過(guò)過(guò)采伐和和造林更更新達(dá)到到調(diào)控的的目的，在目前前的科技技水平下下林木的的生長(zhǎng)速速度還無(wú)無(wú)法做到到控制。森林資源源的控制制

15、就是通通過(guò)可控控制變量量的取值值范圍和和大小進(jìn)進(jìn)行調(diào)控控，在使使得路徑徑最短（最優(yōu)）或時(shí)間間最短（最優(yōu)）或結(jié)構(gòu)構(gòu)最佳等等的情況況下由目目前的狀狀態(tài)過(guò)渡渡到理論論或要求求的狀態(tài)態(tài)。這一一討論和和分析過(guò)過(guò)程同樣樣也可以以通過(guò)仿仿真計(jì)算算而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。例如如森林資資源的可可持續(xù)發(fā)發(fā)展的定定量描述述只有通通過(guò)描述述森林資資源的數(shù)數(shù)理方程程而建立立的控制制理論和和方法、仿真理理論和方方法才能能建立和和完成。同樣，森林資資源與環(huán)環(huán)境和人人類社會(huì)會(huì)關(guān)系的的協(xié)調(diào)、平衡和和發(fā)展及及其實(shí)現(xiàn)現(xiàn)也只有有通過(guò)森森林資源源的控制制理論和和方法與與森林資資源的仿仿真理論論和方法法才能建建立和實(shí)實(shí)現(xiàn)。(4)運(yùn)運(yùn)用森林林資源的的計(jì)

16、算機(jī)機(jī)仿真替替代傳統(tǒng)統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)營(yíng)方案編編制森林經(jīng)理理學(xué)（森森林的經(jīng)經(jīng)營(yíng)和管管理的科科學(xué)）的的主要研研究?jī)?nèi)容容之一是是編制施施業(yè)案或或稱經(jīng)營(yíng)營(yíng)方案等等。過(guò)去去編制經(jīng)經(jīng)營(yíng)方案案是根據(jù)據(jù)森林的的現(xiàn)狀（靜態(tài)）和林分分的狀況況及地形形、土壤壤、氣候候等因素素，并且且根據(jù)編編制人員員理論和和經(jīng)驗(yàn)而而確定森森林資源源今后55年或110年或或更長(zhǎng)時(shí)時(shí)間對(duì)經(jīng)經(jīng)營(yíng)的目目的（要要達(dá)到目目標(biāo)），應(yīng)采取取的措施施如撫育育、間伐伐等編制制一個(gè)實(shí)實(shí)施方案案。這樣樣編制出出的方案案是一個(gè)個(gè)靜態(tài)、一成不不變的東東西，是是憑人的的某種主主觀意識(shí)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)而編制制的。而而森林資資源及其其環(huán)境時(shí)時(shí)刻都在在變化，其中很很多因素素是人無(wú)無(wú)

17、法控制制和預(yù)知知的。因因此，用用一個(gè)既既定的方方案去要要求一個(gè)個(gè)分復(fù)雜雜而不斷斷變化著著的系統(tǒng)統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)預(yù)先的的目標(biāo)，這是很很難想象象的。事事實(shí)上生生產(chǎn)中幾幾乎所有有編制的的經(jīng)營(yíng)方方案都無(wú)無(wú)法實(shí)踐踐，都行行不通。借助森森林資源源的數(shù)理理模型，在計(jì)算算機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)森林資資源系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)變變化和模模擬仿真真，從而而達(dá)到制制定各種種最佳方方案并加加以實(shí)施施，做到到時(shí)時(shí)掌掌握森林林資源系系統(tǒng)的變變化情況況以及發(fā)發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)。因此此，用建建立森林林資源計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真計(jì)算算和決策策支持系系統(tǒng)代替替經(jīng)營(yíng)方方案及其其編制完完全可能能和可行行。3.2 森林資資源仿真真的輔助助計(jì)算為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)各種仿仿真計(jì)算算的目標(biāo)標(biāo)，需要

18、要進(jìn)行仿仿真的輔輔助計(jì)算算，以滿滿足仿真真計(jì)算所所需的參參數(shù)，指指標(biāo)、數(shù)數(shù)據(jù)及處處理數(shù)據(jù)據(jù)的技術(shù)術(shù)方法，使得仿仿真計(jì)算算有較好好的效果果。其內(nèi)內(nèi)容主要要有基本本參數(shù)的的提取，參數(shù)的的延伸、指標(biāo)參參數(shù)體系系的計(jì)算算，將nn階轉(zhuǎn)移移矩陣變變?yōu)橐浑A階轉(zhuǎn)移矩矩陣的計(jì)計(jì)算等。(1)基基本參數(shù)數(shù)的提取取的計(jì)算算在進(jìn)行森森林資源源的計(jì)算算機(jī)仿真真計(jì)算時(shí)時(shí)，需要要基本參參數(shù)即郁郁閉成林林率(t)，生長(zhǎng)長(zhǎng)率(t)，死亡亡率(t)才能進(jìn)進(jìn)行各種種模擬計(jì)計(jì)算。這這些參數(shù)數(shù)的獲取取主要是是通過(guò)森森林資源源的各種種調(diào)查資資料如連連續(xù)定位位調(diào)查的的材料；各種圖圖面材料料；遙感感的衛(wèi)片片或航片片；森林林資源的的各種檔檔案等

19、，從它們們當(dāng)中進(jìn)進(jìn)行提取取、統(tǒng)計(jì)計(jì)而獲得得。因此此形成了了較為完完整的參參數(shù)提取取方法。(2)基基本函數(shù)數(shù)值外延延的計(jì)算算利用數(shù)學(xué)學(xué)模型對(duì)對(duì)森林資資源進(jìn)行行預(yù)測(cè)，其實(shí)就就是對(duì)模模型的基基本函數(shù)數(shù)(死)、（生）、（長(zhǎng)）等進(jìn)行行外推。根據(jù)這這些基本本函數(shù)的的物理意意義、特特點(diǎn)和規(guī)規(guī)律可以以從許多多外推的的數(shù)學(xué)方方法中選選取適合合于基本本函數(shù)的的特點(diǎn)和和需要的的外推方方法進(jìn)行行外推計(jì)計(jì)算。其其方法一一般有平平均法、曲線擬擬合法、參數(shù)辯辯識(shí)法、時(shí)間序序列法等等等。(3)指指標(biāo)參數(shù)數(shù)體系的的計(jì)算在森林資資源仿真真計(jì)算時(shí)時(shí)，不僅僅需要計(jì)計(jì)算出森森林資源源的狀態(tài)態(tài)值而且且需要計(jì)計(jì)算出許許多評(píng)價(jià)價(jià)森林資資源質(zhì)

20、量量和數(shù)量量的各種種指標(biāo)參參數(shù)，而而每一項(xiàng)項(xiàng)指標(biāo)參參數(shù)是從從某一方方面和某某一角度度定量的的刻畫(huà)系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化規(guī)律和和特點(diǎn)。而所有有的各種種指標(biāo)參參數(shù)構(gòu)成成了指標(biāo)標(biāo)參數(shù)體體系，指指標(biāo)參數(shù)數(shù)體系是是從各個(gè)個(gè)方面較較完整地地描述了了系統(tǒng)數(shù)數(shù)量和質(zhì)質(zhì)量的特特點(diǎn)。對(duì)對(duì)各種指指標(biāo)參數(shù)數(shù)的計(jì)算算給出公公式或計(jì)計(jì)算方法法并編成成軟件，在森林林資源仿仿真計(jì)算算時(shí)可隨隨時(shí)調(diào)用用。(4)將將n階轉(zhuǎn)移移矩陣變變?yōu)橐浑A階轉(zhuǎn)移矩矩陣的計(jì)計(jì)算在進(jìn)行森森林資源源系統(tǒng)分分析中，特別是是在林業(yè)業(yè)資源預(yù)預(yù)測(cè)或監(jiān)監(jiān)測(cè)中，怎樣將將步長(zhǎng)為為n年的的轉(zhuǎn)移頻頻率矩陣陣變?yōu)橐灰荒甑钠狡骄D(zhuǎn)移移頻率矩矩陣，以以便達(dá)到到逐年對(duì)對(duì)森林資資源

21、進(jìn)行行系統(tǒng)分分析以及及預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)整和其其它用途途的目的的，是一一項(xiàng)經(jīng)常常遇到的的重要實(shí)實(shí)際問(wèn)題題和技術(shù)術(shù)方法。目前我我國(guó)的森森林資源源調(diào)查都都有一定定的間隔隔期，一一般是每每五年進(jìn)進(jìn)行一次次或更長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間，由此得得到的各各種轉(zhuǎn)移移矩陣其其步長(zhǎng)為為5年或或更長(zhǎng)。而生產(chǎn)產(chǎn)中需要要對(duì)森林林資源的的變化進(jìn)進(jìn)行每年年的分析析，這就就需要如如何將步步長(zhǎng)為nn年的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移矩陣陣變?yōu)椴讲介L(zhǎng)為11年的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移矩陣陣。有了了這樣的的計(jì)算公公式及其其軟件就就能順利利進(jìn)行森森林資源源計(jì)算機(jī)機(jī)仿真中中的各種種數(shù)值的的年度計(jì)計(jì)算。4 森林林資源的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真在在森林資資源中的的作用由于森林林資源仿仿真具有有模擬、試

22、驗(yàn)、控制、協(xié)調(diào)、優(yōu)化、決策等等功能和和作用，因此，在森林林資源的的現(xiàn)代管管理中具具有重要要的理論論意義和和十分廣廣泛的用用途。其其作用如如下：(1)森森林資源源的現(xiàn)代代化管理理提供了了理論依依據(jù)通過(guò)森林林資源的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真可可以隨時(shí)時(shí)隨地的的模擬和和掌握森森林資源源的動(dòng)態(tài)態(tài)變化規(guī)規(guī)律和生生滅過(guò)程程，這為為森林資資源的科科學(xué)（定定量）管管理提供供了理論論依據(jù)。通過(guò)森林林資源仿仿真的控控制計(jì)算算，可以以實(shí)現(xiàn)隨隨時(shí)隨地地控制森森林資源源的變化化速度和和方向，滿足各各種經(jīng)營(yíng)營(yíng)目的的的要求和和需要。因此它它是森林林資源各各種管理理的理論論基礎(chǔ)和和依據(jù)。通過(guò)仿真真計(jì)算可可以制定定經(jīng)營(yíng)和和管理森森林資源源

23、的各種種方案和和措施，并可進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化化，這是是實(shí)踐森森林資源源現(xiàn)代化化管理的的關(guān)鍵，同時(shí)也也是各種種管理活活動(dòng)的依依據(jù)和憑憑證。用計(jì)算機(jī)機(jī)仿真代代替森林林經(jīng)營(yíng)方方案，給給方案帶帶來(lái)了科科學(xué)性和和信息化化，為森森林資源源的科學(xué)學(xué)管理，信息化化管理提提供了依依據(jù)?？傊至仲Y源的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真可可以為森森林資源源的許多多管理理理論和活活動(dòng)提供供可靠的的理論依依據(jù)。(2)為為森林資資源現(xiàn)代代化管理理提供重重要的系系統(tǒng)方法法由于森林林資源的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真可可以模擬擬森林資資源的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化和生滅滅過(guò)程，因而它它為森林林資源的的監(jiān)測(cè)與與預(yù)測(cè)，森林資資源的再再現(xiàn)和狀狀態(tài)分析析等提供供了具體體的計(jì)算算方法。

24、通過(guò)森森林資源源的各種種模擬、試驗(yàn)及及優(yōu)化等等的仿真真計(jì)算，為確定定森林資資源整體體結(jié)構(gòu)目目標(biāo)、整整體功能能目標(biāo)及及發(fā)展戰(zhàn)戰(zhàn)略目標(biāo)標(biāo)等提供供了具體體的計(jì)算算方法。通過(guò)模模擬仿真真計(jì)算為為計(jì)算森森林資源源的各種種評(píng)價(jià)指指標(biāo)參數(shù)數(shù)提供了了具體計(jì)計(jì)算方法法和技術(shù)術(shù)。各種種指標(biāo)參參數(shù)不僅僅能從各各個(gè)方面面對(duì)森林林資源的的數(shù)量和和質(zhì)量進(jìn)進(jìn)行評(píng)價(jià)價(jià)，為決決策服務(wù)務(wù)，也為為森林資資源信息息系統(tǒng)的的信息反反饋等提提供了具具體的途途徑。通過(guò)模型型的基本本函數(shù)（生）、（死）等的模模擬、試試驗(yàn)、優(yōu)優(yōu)化等仿仿真計(jì)算算，將為為各種經(jīng)經(jīng)營(yíng)和管管理森林林資源的的方案、措施的的試驗(yàn)、對(duì)比、優(yōu)化等等提供了了具體的的計(jì)算方方法；

25、為為森林資資源管理理制定多多方案以以及最佳佳經(jīng)營(yíng)方方案和措措施提供供了具體體分析和和計(jì)算的的方法，以計(jì)算算機(jī)仿真真替代傳傳統(tǒng)的經(jīng)經(jīng)營(yíng)方案案及其編編制將提提供較為為完整的的方法和和技術(shù)。森林資源源的仿真真和控制制計(jì)算，不僅為為隨時(shí)隨隨地了解解和掌握握森林資資源的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化規(guī)律和和生滅過(guò)過(guò)程，而而且為時(shí)時(shí)時(shí)處處處能控制制森林資資源的變變化速度度和方向向等提供供了具體體計(jì)算理理論和方方法，是是森林資資源實(shí)現(xiàn)現(xiàn)可控計(jì)計(jì)算最主主要的途途徑之一一，為森森林資源源的結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整、森林資資源的各各種控制制（如時(shí)時(shí)間、過(guò)過(guò)程、路路徑、結(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化化等控制制及其復(fù)復(fù)合控制制）提供供了具體體試驗(yàn)、分析、計(jì)算的的具體方

26、方法；同同時(shí)仿真真的控制制計(jì)算為為優(yōu)化提提供了具具體計(jì)算算手段，是各種種方案、措施的的試驗(yàn)、對(duì)比、優(yōu)化等等提供了了具體計(jì)計(jì)算和分分析的方方法；森森林資源源仿真的的控制計(jì)計(jì)算將為為森林資資源的可可持續(xù)發(fā)發(fā)展的定定量描述述有可能能提供具具體分析析、計(jì)算算的方法法和手段段；為森森林資源源與生態(tài)態(tài)環(huán)境和和人類關(guān)關(guān)系的協(xié)協(xié)調(diào)等提提供具體體計(jì)算的的方法?？傊至仲Y源的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真為為森林資資源的科科學(xué)管理理、信息息管理、動(dòng)態(tài)管管理、優(yōu)優(yōu)化管理理、系統(tǒng)統(tǒng)管理、綜合管管理、目目標(biāo)管理理、數(shù)字字化管理理以及科科學(xué)決策策、定量量決策、動(dòng)態(tài)決決策、目目標(biāo)決策策等現(xiàn)代代化管理理提供各各種實(shí)踐踐的具體體方法和和手段

27、。5 結(jié)論論通過(guò)前面面的論述述，有了了描述森森林資源源動(dòng)態(tài)變變化及生生滅過(guò)程程的數(shù)理理方程，通過(guò)將將數(shù)理模模型變?yōu)闉榉抡婺ＤＰ?，則則完全可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真計(jì)算算，并可可建立起起森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真理論論和方法法。有了了森林資資源的計(jì)計(jì)算仿真真，就可可以對(duì)森森林資源源動(dòng)態(tài)變變化和生生滅過(guò)程程進(jìn)行模模擬計(jì)算算；可以以為森林林資源的的戰(zhàn)略發(fā)發(fā)展，林林業(yè)方針針政策，各種經(jīng)經(jīng)營(yíng)措施施、林業(yè)業(yè)規(guī)劃方方案等的的制定和和決策等等提供依依據(jù)；通通過(guò)仿真真可以對(duì)對(duì)各種策策略、方方案、決決策、措措施等進(jìn)進(jìn)行種種種試驗(yàn)，優(yōu)化等等，可找找出其中中最“佳”，最“優(yōu)”、最“合適”的策略略、方案案、

28、措施施等；有有了森林林資源的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真則則可進(jìn)行行各種控控制計(jì)算算，使森森林資源源的結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整成成為可能能。這些些為森林林資源的的各種現(xiàn)現(xiàn)代化管管理提供供了理論論依據(jù)和和具體實(shí)實(shí)踐的方方法和技技術(shù)。森森林資源源的計(jì)算算仿真是是森林資資源現(xiàn)代代化管理理最主要要的系統(tǒng)統(tǒng)方法之之一。由由于森林林資源管管理的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真包括括的內(nèi)容容很多，面很廣廣，同時(shí)時(shí)森林資資源是一一個(gè)巨大大的復(fù)雜雜系統(tǒng)，因此它它們的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真也是是很復(fù)雜雜的，本本文只能能作極為為簡(jiǎn)單的的概述。參考文獻(xiàn)獻(xiàn)李留瑜, 鄭冶冶剛. 論森林林的數(shù)量量分布結(jié)結(jié)構(gòu). 系統(tǒng)工工程理論論與實(shí)踐踐, 119966, 116(44)鄭冶剛,

29、 周蜀蜀林. Dedducttionn off thhe ttrannsfoormaatioon eequaatioons of nummeriicall diistrribuutioon sstruuctuuress off thhe fforeest. Syysteems Sciiencce aand sysstemms eengiineeerinng (ICSSSS93), IInteernaatioonall Accadeemicc Puubliisheers鄭冶剛, 崔賽賽華. Theeoreeticcat annd thcchnootoggy forr fforeest yeesouurcees moddernn maanaggemeent. woord man