森林经营的管理决策

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表10-5 经营单位期初面积龄级结构和单位面积收获表
龄级(组) 面积(hm2) 单位蓄积 （m3/ hm2）
I(幼) 13300 100
II（中） 5900 280
III（成） 4500 400
设 xij ：第 i 分期采伐第 j 龄级森林的面积。其中 i=1,2,3; j=1,2,3 ui ：第i分期更新面积。其中i=1,2,3
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根据决策人价值观和专业知识对每个方案在不同状态下的效用 进行估计，形成所谓的效用矩阵Ｒ =（ Rij），例如下表值得指 出的是，有时效用值可以用一般的收益或损失数据表示，称为 基数效用；而有时评价一个方案，很难用基数效用，比如选拔 人才的决策问题，对人才的评价就很难用某种数量指标描述， 通常采用排序（打分）的方法，被称为序数效用。 不同自然状况下不同措施的效益(元/亩)
森林经营的管理决策
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第一节
引言
一、决策的概念
*决策是人们为了实现既定目标，根据其偏好或效 用，对多个方案进行理性选择的过程。 *根据决策人的多少，决策被分为单人决策和多 人决策。而多人决策又可分为对策和群（集团） 决策对策又称博弈是指决策局中人目标相对立、 策略互动。而群决策则是指参与决策的人目标 一致，但偏好不同，如何集结个人意见，形成 集体的统一决策。 *依目标的多少，决策又被分为单目标决策和多 2 目标决策。
二、决策分析过程
决策分析过程 是为了选择而做的大量的理性分析活动，主要 包括信息收集、确定目标、制定方案和选择分析等四个环节。 1、信息收集 收集必要的信息是决策分析各个环节的基础，决策人要通过 对关键信息的分析，发现问题，从而明确决策分析的起点。 2、确定目标 目标是决策人一种主观愿望，它表述了在一定环境条件下， 决策人所希望达到的结果； 它使得人们的经营管理行为有了 目的性，反映出需求和价值趋向。 3、制定方案 人们要确定实现目标可用的资源及其约束，以及决策环境制 约 ，决策方案被表述为满足这些约束的资源分配量或使用量 的系统组合。
自然状况 纯收入(Rij) 方案 a1 a2 a3 s1 s2 s3
20
-50 -400
60
80 -200
100
130 150
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决策人选择适宜其决策风格的决策准则，对不同的方 案进行最优性选择。常用的决策准则有： ①最大最大（max max）准则 ②最大最小（max min）准则 ③折衷准则，也称赫威茨（Hurwicz）准则 ④期望值准则，这是一种处理风险决策问题的方法。
采伐面积表 x31 x32 x33
x21 +x22 +x23 x11 +x12 +x13 -x21 13300 -x11 –x22 5900 –x12-x23
x21 +x22 +x23-x31 x11 +x12 +x13 -x21 -x32 13300 -x11 –x22 -x33
x21 x11 x12 x13 x22 x23 2
20
I II III
分 期
13300 5900
13300 -x11
5900 -x12 4500 -x13 1
4500
0
2
3
1
3
方案1：xij =0 其中i=1,2,3; j=1,2,3 无人工干预，任其自然生长。可能但不符合经营规程要求。 方案2：x11 =13300；x12 =5900，x13 =4500，其它xij =0 符合经营规程要求，但不符合调整要求
由于Pt比较抽象难于理解，我们还可以用另外的形 式表示经营活动。如设xij ：第i分期采伐第j龄级 森林的面积。ui表示第i分期更新面积。

例10-2 同龄林结构调整问题 已知:一个同龄林经营单位的面积结构和收获表如表10-5。 经营规程要求：在一个分期内应采伐光最老龄（成熟）林 分（III龄级），且及时更新。试寻找一个收获调整方案， 使得在3个分期内把森林调整到理想森林结构，即第3分期 末经营单位各龄级面积均衡，并且 3 个分期木材总收获量 最大。
3．线性规划模型（Linear Programming简作LP） 比如大家都知道的定周问题：用有限长度的席子，围一个面积 最大的矩形院子。它可以被叙述成为数学规划（MP）问题。 首先，设矩形院子的长和宽分别为 x和 y。则 x 和y 是可为人控 制的因素，被称作决策变量 。由于席子长度有限，所以 x和y 取值也受到限制。不妨设席子总长为L，则x和y 满足x+y≤L/2， 这些含决策变量的数学方程式被称为 约束 。显然， x和 y取值 不同，院子的面积 xy的大小就不一样。我们的目标是寻找使 面积（xy）最大的设计方案，数学记为max z= (xy)，称z=(xy) 为目标函数（决策变量的函数）。
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幼 幼 幼
中 中 中
成 成 成
中 中 中
成 成 成
幼 幼 幼
伐成、植幼、生长
成 成 成
幼 幼 幼
中 中 中
Hale Waihona Puke Baidu
图10-1 理想森林结构及其永续利用（一个轮伐期）示意图
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中 中
幼 中
幼 幼
中 幼
幼 幼
成
幼
成
幼 中
成
成 成
伐成、植幼、生长
成
中
中
成
成
成
幼
中
中
图10-2 非理想森林结构及其经营过程（一个轮伐期）示意图
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根据经营规程要求，表10-6 列出了该经营单位森林结构 （保留面积表—含更新面积）、变化表和经营活动（采伐面 积表）。其中，第i分期的更新面积ui = xi1 +xi2 +xi3 （i=1,2,3）。 表10-6 保留面积与采伐面积表
初始 龄级
初始 面积
保留面积表 x31 +x32 +x33
x11 +x12 +x13
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2．森林结构与森林经营的数学描述 图10-1是一种直观图示模型，却无法用它做准确的定量化分 析。同龄林结构的数学描述很简单。 1）首先，设同龄林经营单位应该包含n个龄级。如图10-1所 示 同龄林经营单位有3个龄级，即n=3。同时，经营活动被分 在m个分期进行（通常1个分期等于1个龄级）。如图10-1 所示1个轮伐期（m=3个分期）。 2）其次，记ai (t)表示t分期第i龄级森林因子（如面积）数， 其中，i=1,2,…,n。则向量a(t)=( a1(t), a2(t),…, an(t))T表示t分 期 的 森 林 结 构 。 如 下 面 例 1 0 - 2 中 a(0)=（13300，5900， 4500）T 就表示同龄林经营单位期初的面积龄级结构（不 均衡）。 3）最后，用Pt表示t分期内的森林经营活动（含采伐、更新、 抚育等），则第t分期的森林结构变化可表示为如下形式： a(t+1)= Pt [a(t)]，即森林结构a(t)经过t分期经营活动Pt 变 成了新的森林结构a(t+1)。 17
69(Rd)
从表的计算可见，采用最大最大准则选择的是收益最大的方 案a3，其最优值Ra=150，即迹地干净且不用投入，体现出决策 人对自然状态的乐观估计和冒险精神（少投入多产出）。相反， 采用最大最小准则选择了方案 a1，即从最坏情况（s1）出发找 一个最好的方案,其最优值Rb=20。反映了决策人比较稳妥保守。 期望值准则是一个较理性的方法，它在掌握自然状态信息的基 础上，进行概率意义上的最优化，最终选择的是方案a2，其最 优值为Rd=69。应该指出：期望值准则决策的效果取决于状态 7 概率准确与否。
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一、同龄林结构调整模型
1．森林调整 同龄林是人们组织经营森林的一种模式，它的集中作业 （整地、选苗、造林、抚育和皆伐等）方式既经济、方便 又便于机械化和管理。 *同龄林结构比较简单而易于控制，其核心就是：寻求理 想稳定的龄级（面积或蓄积等）结构，并籍此持续经营 （采伐、更新、生长），最终获得均衡的木材收获。 图10-1 和图10-2 示意出2种不同的同龄林经营单位及其 经营过程。
从决策的内容上看，它实际上主要是编制一种土地利用规划， 解决不同产业的土地资源分配问题和制定土地开发、利用政策， 是整个森林资源管理的前提和基础。这个层次的宏观决策问题 主要由中央政府负责解决。属于国家级森林资源宏观管理。
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（三、森林资源经营管理的层次与决策分类 ）
2、在国家的法规、政策和规划的基础上，地方政府中的 林业主管部门将根据其自身的资源、经济情况，制定相 应的林业规划──确定林业发展战略、规模、布局及相关 政策，协调各级林业部门的资源分配和利益冲突，以实 现区域经济的宏观目标。地方政府的宏观管理行为主要 体现为协调、控制、服务。管理上追求经济行为的有序 性、资源配置与利益分配的公平性和资源发展的均衡与 可持续性而资源利用的效率性原则，将由市场机制和市 场竞争主体企业来主要承担。这便形成了森林资源宏观 管理的另一个层次。
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几种常见的决策准则计算及其在上例中的应用
自然状态 纯收入Rij 方案 a1
a2 a3
s1
s2
s3
MAXj 100
130 150*
MINj 20*
-50 -400
EVi 64
69* -135
20
-50 -400
60
80 -200
100
130 150
MAX
Pj 0.2 0.5 0.3
150(Ra)
20(Rb)
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（三、森林资源经营管理的层次与决策分类 ）
3、林业企业要根据效率优先的原则和自身各方面的条件， 制定企业的发展规划或经营方案。主要包括森林资源利 用规划，即分析资源承载力，予测资源消长趋势和市场 与非市场需求情况，制定相应的资源经济发展目标，寻 求实现这些目标的途径，即分析资源及企业环境约束、 确定经营活动时序和相应的投入。由于森林资源本身的 时空特性，这些规划通常是中、长期的，带有明显的宏 观管理的性质，与地方行政上的森林资源管理成互补关 系。其次，分解、落实企业经营方案，制定、实施具体 的作业计划等等。
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第2节 木材生产决策
传统的森林经理学（Forest Management）是以木材永续 利用为主要内容的。相对于近期发展而来的森林多资源永续 利用（Multiple-use）和现代森林资源经营管理（森林可持续 经营或森林生态系统经营），传统森林经理学实际是用材林 经理学（Timber Management）。尽管人们现在比较强调森林 多资源利用和可持续经营，然而木材生产仍然是林业主业之 一。 二次世界大战以后现代管理科学（运筹学）和计算机技 术在各行各业中广泛应用，人们开始用现代数学方法更科学 地揭示和描述了森林资源动态，并根据需要建立了大量决策 模型，以解决日益复杂的木材生产决策问题。其中，以数学 规划方法（含线性规划、目标规划等）应用得最为广泛和成 熟。
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4、选择分析 决策分析人员根据价值准则体系，对多方案进行评价和比较， 指出各备选方案对目标的贡献，最终提供给决策人拍板选择。
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（第一节
引言）
三、森林资源经营管理的层次与决策分类
1 、国家要根据其国民经济的整体发展战略，制定行 业或产业政策，明确林业行业或产业的地位、作用及 发展原则，进而框定全国范围内的林业区划，从而确 定了森林资源宏观管理的对象、权限及管理机制。
方案编号 a1 措施 火烧加喷药 单位成本（元/亩） 140
a2
a3
火烧
不处理
60
0
3
另外则是人们无法或难于控制的因素,或称客观条件。自然界中 的许多因素（如气象等）。在例 1中，根据常识我们知道皆伐 迹地的自然状况可能有 3种（ s1,s2,s3），称它们为决策的自然 状态，所有自然状态构成了所谓的状态集，记为 S(State)。例 下表的状态集包括 3 个可能的状态 {s1,s2,s3}。人们可以利用各 种知识或信息，估计每一个状态发生的可能性，数学上用一个 概率值 (P) 表示。比如用 p1=0.2,p2=0.5,p3=0.3 分别表示 s1,s2,s3 可能发生的概率。当人们对状态发生的可能性一无所知的时候， 决策被称之为不确定型决策；当人们完全掌握状态发生信息时， 决策被称之为确定型决策。当人们对状态发生不完全肯定或只 能作出概率估计时，决策被称为风险决策或统计决策。从某种 意义上讲，对决策自然状态了解的多与少，决定着决策的成败。 状况编号 S1 S2 S3 自然状况 杂草丛生 一些杂草 比较干净
在这个典型的决策问题中，有两类因素影响人们决策：可控因 素和不可控因素。 可控因素顾名思义是指可以被人改变的那些因素，在管理上通 常是指人、财、物、时间、技术等。它们可以被人们选择、安 排或改变。如例下表中的措施（ a1,a2,a3），我们称它们为方 案。所有的可行方案构成了决策的方案集，记为 A（Action）。 例方案集包含 3 个方案即 A={a1,a2,a3}。决策就是在 2 个以上的 多个方案中进行比较,最终抉择。