2022年美赛 ICM E题森林固碳思路分享

Posted 2022-02-23 热心网友俣先生

每年美赛E题都是最简单的一道，也是最适合新手小白的一道，这就导致E题会有很多很多人选择。今年来看，E题应该也是六个题目中最适合新手的题目。题目要求我们建立模型，试图找出如何利用和管理森林。因为世界各地的森林、气候、人口、兴趣和价值观各不相同，所以我们建立的模型要具有很好的普适性，不能存在一刀切的指导。因此，这就需要我们收集森林的各项数据（地点、气候、人口）进行全方位的分析。对于这种题目虽然感觉起来很难，但是他需要收集的数据在你自己。这种题目并不是根据我们的需求寻找数据（这虽然是正确的做法，但他并不适用于仅有四天时间的建模比赛），而是我们能够收集到各个森林的什么数据根据这些数据进行处理分析。

虽然听上去很难，但是数据是自己查找的，这就导致每个队伍都会有很大差距。那最后评比时，比的就是谁的数据处理方式更好，模型更能具有普适性。目前来看，我依旧认为E是比较简单的一道题目。该问题应该是一个优化模型和评价模型的复合模型。

这里我与大家分享一下我对于E题的思路，仅限参考。

问题

问题一 开发一个碳封存模型，以确定一个森林及其产品在一段时间内预计会封存多少二氧化碳。你的模型应该确定什么样的森林管理计划在吸收二氧化碳方面最有效。

E题作为一个比较注重数据收集的题目，数据收集是第一步，也是最重要的一步。在解题思路后面，我会与大家分享一些查找数据的网站，以及我现在找到的一些相关数据。对于问题一要求我们开发一个碳封存模型来计算封存的二氧化碳。我认为模型的计算过程应该分为两个部分，一个是为森林本身固碳的数据进行计算，二是根据其从树木中产生的产品的固碳数据。将这两种不同的固碳方式进行分类计算。至于具体的计算过程，这就与自己收集的数据有关了。对于这种收集数据的问题，并不是我们根据我们想要的收集数据，这样会很被动，一旦找不到我们想要的数据就会导致模型行不通。而是，我们直接就去查找数据，利用找到的数据进行建模。

问题二 考虑到森林价值的其他方式，最有利于固碳的森林管理计划不一定是最有利于社会的计划。开发一个决策模型，告知森林管理者森林的最佳利用。你的模型应该确定一个森林管理计划，平衡森林价值的各种方式（包括碳吸收）。

为了更好地理解你的模型，考虑下面的一些问题，以及你自己的问题：

1、您的决策模型可能建议的管理计划范围是什么？

2、是否存在导致森林未被砍伐的条件？

3、适用于所有森林的管理计划之间是否存在过渡点？

4、如何利用特定森林及其位置的特征来确定管理计划之间的过渡点？

对于问题二，其实本质上就是在问题一的延申。在问题一计算固碳量后再引入了其他社会因素，需要我们综合考虑。面对不同的森林制定不同的森林管理计划。即问题一相当于根据我们收集的数据进行的数据处理，问题二即我们根据问题一的计算结果以及其他社会因素（经济收益、土壤利用率等）建立的一个评价与决策模型。对于其他社会因素的选取，也要从我们收集的数据出发。

问题三 将模型应用于各种森林。确定你的决策模型建议将采伐纳入其管理计划的森林。

1、100年后，这片森林及其产品将吸收多少二氧化碳？

2、该森林应采用何种森林管理计划？为什么这是最好的方法？

3、假设最佳管理计划包括两次收获的间隔时间，比森林中目前的做法长10年。讨论从现有时间线过渡到新时间线的策略，以对森林管理者和所有使用森林的人的需求敏感的方式。

问题三中第一问就是对问题一模型的一种延申，将问题一的模型延伸成时间预测模型。我的想法还是将吸收二氧化碳分为两类进行计算，一类是本身固碳量，还有一类就是从树木中产生的产品的固碳量。对两种固碳量分列进行时间序列预测。

第二问、第三问我认为是对建立模型的一种灵敏度分析，对我们模型的一些数据比如问题中的收获时间等进行改变，从而得出新的结果，对新的结果进行语文建模。

问题四 一些人认为我们不应该砍伐任何树木，但你确定了一个森林，应该在其管理计划中包括采伐。在报纸上写一到两页的非技术性文章，解释为什么你的分析发现，在管理这片森林时包括采伐，而不是保持原样。最终，你的文章应该让当地社区相信，这是对他们的森林最好的决定。

问题四要求我们根据我们前三问中得出的种种结论，在报纸上写一到两页的非技术性文章。对于这种开放性的题目我们只要合情合理，讲述的与我们所得出的结论相关即可。这里我认为可以多学习一下报纸上的文章写法，争取让评委老师眼前一亮，在都内容之前就获得老师的好感。这就需要各位的语文建模能力了。

我还为大家收集一些参考文献、代码、数据分享给大家。里面也刚添加了一些数据查询网站，大家可以自己试一试。

链接：https://pan.baidu.com/s/18o5UedfM5cQdh-Fd9EzULw

提取码：sxjm

--来自百度网盘超级会员V3的分享

同时，我也为大家汇总了更多的资料，大家可以了解一下。

完整版资料（数据不断补充）​mianbaoduo.com/o/bread/Ypebl5hy

稍后，我们继续完善收集的文献、数据。

大家一直问我数据怎么找，我给大家推荐一下网站放在作品里，大家可以自行查找的。

思路是刚刚想出来的，很多地方应该是存在缺陷的，希望大家多多指正，后续我也会不断改进思路的。

我把一些参考文献里面的数据提取出来，对中午的数据进行补充，已经放在作品里面了。方便大家更好的建模。

稍后，我们继续完善收集的文献、数据。

大家一直问我数据怎么找，我给大家推荐一下网站放在作品里，大家可以自行查找的。

思路是刚刚想出来的，很多地方应该是存在缺陷的，希望大家多多指正，后续我也会不断改进思路的。

我把一些参考文献里面的数据提取出来，对中午的数据进行补充，已经放在作品里面了。方便大家更好的建模。

找到了一些统计年鉴由于数据集过大，只能网盘分享。又补充了一些参考文献和其他数据，希望能帮到大家。

下午找到了一个森林检测很好的网站，有很多不错的数据以及一些可以用在论文上的示意图，大家可以浏览一下。个人感觉会有很大帮助。

应大家要求，补足了大部分的数据来源。同时也帮大家找到了全球各地区各年份的碳储量

预祝大家美赛多能赛的愉快，取得好成绩。