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近年来,计算机技术的迅猛发展为林业科学领域研究林分模拟提供了条件,怎样更真实的表达林分实际情况已是当前研究热点,本研究以福寿国有林场杉木(Cunninghamia lanceolata)生态公益林为研究对象,通过探讨林木间的竞争关系,实现林木的生长预测及林分空间结构的表达,主要研究如下：(1)W_V_Hegyi竞争指数的提出。通过分析竞争指数与胸径的相关关系,得出两者为负相关,从而确定权重因子为胸径倒数(W),对Voronoi图进行加权,确定加权后竞争单元,提出基于加权Voronoi图的W_V_Hegyi竞争指数。并将W_V_Hegyi与Hegyi.V_Hegyi进行比较分析,结果表明：1)三种竞争指数与胸径相关性强弱排序为：W_V_Hegyi>V_Hegyi>Hegyi；2)三种竞争指数与胸径均按照幂函数关系进行曲线拟合,拟合效果排序为：W_V_Hegyi>V_Hegyi>Hegyi；3)各样地竞争指数平均值排序均为：V_Hegyi>W_V_Hegyi>Hegyi。通过以上分析证明W_V_Hegyi比Hegyi.V_Hegyi能更准确的反映林木间的竞争关系。(2)基于W_V_Hegyi竞争指数的径阶生长模型的构建。分析胸径生长量与W_V_Hegyi竞争指数的相关关系构建单木生长模型。采用地统计学方法,用加权平均树高对胸径生长量进行加权,重新构建单木生长模型。对径阶竞争指数进行定量分析,利用回归分析方法构建径阶生长模型。结果表明：1)W_V_Hegyi竞争指数与胸径相关性最强；2)基于加权胸径生长量构建的单木生长模型拟合效果明显高于原始单木生长模型,说明了加权的必要性；3)基于加权胸径生长量综合考虑径阶内平均胸径、平均年龄、平均竞争指数、林木株数这4个因子构建的径阶生长模型R为0.886,回归效果显著。本文提出了一种基于加权胸径生长量与W_V_Hegyi竞争指数构建径阶生长模型的新方法,为林木从单木到林分的模拟提供了新途径。(3)林分空间结构三维模拟。基于测得的样地属性数据及空间位置信息,利用可视化软件实现林分空间结构的模拟,并与福寿国有林场实际三维地形相结合,以反映林分的实际空间结构情况。(4)基于竞争生长模型的结构优化模拟。根据提出的W_V_Hegyi竞争指数,并结合角尺度、混交度以及各林木之间的距离制定优化方法,对林分进行调整,并比较调整前后各空间结构指数的变化,利用可视化软件实现更为直观的优化前后效果对比；再基于构建的竞争生长模型实现优化前后的林分生长预测。