背景

正如我们所知，气候变化对生命构成巨大威胁。减轻气候的影响改变，我们需要采取激烈的行动来减少温室气体的排放量。仅仅减少温室气体排放是不够的。我们需要努力增加我们被生物圈隔离在大气中的二氧化碳储存量，或者通过机械手段，这个过程称为碳封存。生物圈将二氧化碳隔离在植物（尤其是树木等大型植物）、土壤和水环境中的二氧化碳。因此，森林对于任何减缓气候变化的努力都是不可或缺的。

森林将二氧化碳封存在活植物和树木制成的产品中包括家具、木材、胶合板、纸张和其他木制品。这些林产品在其使用寿命期间隔离二氧化碳。有的产品寿命短，有的其寿命可能超过生产它们的树木的寿命。与完全不砍伐森林的碳封存收益相比，某些林产品中封存的碳与因年轻森林再生而封存的碳相结合，有可能随着时间的推移允许更多的碳封存。

在全球层面，适当采伐在内的森林管理战略有利于固碳。 然而，过度采伐会限制碳封存。森林经营者必须在森林采伐以及让森林继续生长和固碳的价值之间找到平衡。这样做时，他们必须考虑许多因素，例如树木的年龄和类型，森林的地理、地形、效益和寿命。

森林管理者不仅限关注碳固存和森林产品。他们必须根据森林价值的多种方式做出森林管理决策。这些可能包括但不限于潜在的碳封存、保护和生物多样性方面、娱乐用途和文化考虑。

要求

国际碳管理 (ICM) 合作组织已成立，旨在为世界各地的森林管理者制定指南， 试图弄清楚如何利用和管理他们的森林。由于森林、气候、世界各地的人口、利益和价值观差异很大，因此一刀切的指导是不可能的。

1、开发碳封存模型以确定随着时间的推移，森林及其产品可以封存多少二氧化碳含量。 您的模型应该确定什么森林管理计划在封存二氧化碳方面最有效。

2、考虑到森林的其他价值方式，最适合碳固存的森林管理计划不一定是对社会最有利。 开发一个决策模型，以告知森林管理者森林的最佳利用方式。 你的模型应该确定一个平衡森林的各种方式的森林管理计划有价值的（包括碳封存）

为了更好地理解您的模型，请考虑以下一些问题，以及你自己的问题：

• 您的决策模型可能建议的管理计划范围是什么？

• 是否有任何条件会导致森林不被砍伐？

• 适用于所有森林的管理计划之间是否存在过渡点？

• 如何确定特定森林及其位置的特征，什么森林管理计划在封存二氧化碳方面最有效。

3、将您的模型应用于各种森林。确定您的决策模型建议将采伐纳入其管理计划的森林

• 这片森林及其产品在100年后会吸收多少二氧化碳？

• 应该为这片森林使用什么森林管理计划？为什么这是最好的方法？

• 假设最佳管理计划包括比森林当前做法长10 年的收获间隔时间。 通过从现有的时间线过渡到新的时间线对森林管理者和所有使用森林的人的需求敏感的方式，讨论解决问题的策略

• 有些人认为我们不应该砍倒任何树木，，然而你却发现了一片森林应该包括在其管理计划中进行收割。在报纸上写一篇一到两页的非技术性文章，解释为什么你的分析发现包括收获管理这片森林，而不是让它保持原样。最终，你的这篇文章应该让当地社区相信，这是对他们的森林最好的决定

思路分析

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本题为森林含碳量测算和森林管理的规划，主要是对这些因素进行量化。

1、以森林生物量和树种本身的林分蓄积量计算森林本身碳含量

2、以经济价值和生态价值估算本身固碳价值

3、以变动率估算砍伐的情况，制定砍伐策略

含碳量的计算：

在林业学上，可以使用生物量转换因子连续函数法计算生物量： 数据来源可以参考森林资源连续清查数据，首先需要区分经济林和乔木林，这两种的碳储量是不同的,然后区分树种，区分树种可以使用分类算法，区分后不同树种的Rj碳含量和a(生物量)，b(蓄积量)的转化系数一般有文献给出，可查得。

乔木林的生物量为：

B为林分生物量，V为林分蓄积量。A和b为参数，不同林种不同。

经济林的生物量为：

S为某树种的面积，c为平均生物量密度。

碳含量一般为B(森林生物量)* Rj(森林碳含量)，后续再计算总面积的碳含量。

固碳价值：

可以分为经济价值和生态价值： 经济价值：根据树龄和树种寻找胸径、树高等数据，胸径或者树高可以换算成材积，根据材积和可以得到的市场价格计算作为木材部分的经济价值，其他部分如生物燃料等也可以计入总的经济价值中。 生态价值：可以参考碳汇价值，包含固碳价值和释氧价值。根据国际上如瑞典的碳税率计算实际固碳价值，释氧价值可以参考氧气价格。

砍伐的策略：

含碳量与树龄有关，一般可以分为幼龄、中龄、近熟、成熟、过熟五种，其中中龄林的含碳量是最高的，砍伐完一些成熟和过熟的树木，种植一些新树，可以使得森林中龄林的数量上升。

森林产品的含碳量可以根据森林中的树种查文献确定，然后以树龄变动率、森林面积变动率、面积和森林树密度估算砍伐/种植的树木量，计算森林产品的经济价值和含碳量，其中森林产品的含碳量需要考虑产品的寿命折算到当年的碳含量。然后根据上面的公式计算整个森林的含碳量，加总得到总的森林含碳量和森林产品含碳量和生态价值。其中树龄变动率、森林面积变动率可以作为森林管理的参考依据。

100年后的碳吸收量，可以用100年后剩下的森林计算总含碳量和这100年生产的总的森林产品来测定。

在SPSSPRO中：

可以用原先计算出的每年森林含碳量和森林产品含碳量计算后100年的含碳情况。