数学是打开科学大门的钥匙。几千年来，凡是有意义的科学理论与实践成就，无一例外地借助了数学的力量。
在东北林业大学林学院有一位数学奇人，他率先将林业学科与数学紧密结合，掀起了林学数学化的三次浪潮。在三次浪潮中撰写出有关林学数学化的《测树学》《森林经理学导论》以及《统计和生物数学模型计算》三本专著；他开发出“解析木程序”“收获调整程序”“生态效益值计算”等60多个有关林业的程序和优化模型，这些研究成果对推动林业学科的科学化和数学化，对丰富和深化林学专业理论，对科学研判和预测有关林业数据和信息具有重要价值。他曾荣获省部级科技进步二等奖3项，三等奖5项。
他就是东北林业大学林学院的林学硕士、森林经理教授、博士生导师——郎奎建。
郎奎建2008在北京
一、数学才子考上森林经理研究生
郎奎建，江苏杨州人，1941年出生在江西赣州会昌嬴坑，父亲是交通部高工。1959年，他考入北京林学院林学专业，从此，他与林业结下了不解之缘。以数学见长的郎奎建对林学有独特的见解，他认为林学有三个特点：一是林业大学的数理基础较工科浅，与数学的关系也不紧密；二是林学内命题的概念不是很严谨，以文字叙述为主；三是林学的学习以背记为主，各专业课程之间比较独立。基于此，大学期间，郎奎建除了学习专业知识之外，把更多时间用来攻读数学，后来又逐步从数学渗透到计算机软件的应用，他在数学和计算机应用的知识海洋里尽情畅游，为他未来的事业播下了数学和计算机应用的种子。
1964年，郎奎建大学毕业分配到吉林森林规划院工作。他苦练航片识别技术和试验调查技术，经过三年的刻苦磨炼，成长为规划院的技术骨干，在基层岗位上一干15年。
1978年4月，郎奎建得知“林学院开始招研究生”的消息。他报考了东北林学院森林经理研究生，因为东林的考试科目里有高等数学。在复试中，他的高等数学微分方程得了108分,以差2分就是满分的高分诠释了数学才子的功力，他也成功考取森林经理专业的研究生。他的导师是森林经理学界知名的白云庆、马建维、陈伯贤、陈霖生教授。通过三年研究生学习，丰富了森林经理理论等专业知识，完成了“航空遥感图像的材积方程”毕业论文。1981年，郎奎建研究生毕业留校，主讲“测树学”，他心中涌动着用数学语言来描绘中国林业的滚滚豪情。
二、小试牛刀，《测树学》掀起林学数学化的第一次浪潮
1984年，白云庆教授运作主写《测树学》教科书，由于身体原因不能继续写作，就委托郎奎建起草。条件十分宽松：你想怎么写，就怎么写。
机遇总是留给有准备的人。郎奎建开始放飞他梦寐以求的林学数学化的理想。他为自己撰写的《测树学》教科书设定四项要求，一要有清晰的专业概念，二要有科学的理论模型，三要有严格的逻辑推理，四要有实用的技术方法。郎奎建认为，这四项要求是《测树学》教科书的生命线，只有这样才能防止空洞化，使这门课程挺立起来，充满生命力。
郎奎建单刀直入从生长方程数学定义入手，他反复推导并证明了“罗杰斯”“单分子式”“理查兹试”三个理论生长方程的确立，因为只有通过反复地推导证明，使这些方程融化在脑子里，才能在应用时方可游刃有余。接着，他引入马尔科夫链，用状态转移方程描述林分直径结构的移动，用差分方程导入生长方程……一系列测树学数学化应用的新尝试让郎奎建醉心其中。
在撰写《测树学》教科书中，郎奎建根据资源调整的简单林学参数，巧妙地用程序生成线性规划模型，开发了两个重要程序。这两个重要程序是他在林学数学化应用的最初尝试，也是他研究出的具有创新意义的林学优化模型，通过这个模型可进入严格意义的多目标规划。
一个是“解析木程序”，即为计算生长量样木的程序。这个程序将传统的手工运算改为计算机运算，极大地提高了运算速度和精准性。
另一个是“收获调整程序”，即为林业产量的优化决策程序。产量优化决策一直是森林经理学中未能解决的问题，也是林业生产的重要决策问题。郎奎建以择优调整模型的方式得以实现，为中国林业木材生产提供了优化方案。
“收获调整程序”为国内首创，它与美国森林经理专家戴维斯的应用规划模型有所不同。戴维斯是手工列方程，用单纯形法求解，属于线性规划应用模型；郎奎建开发的是林分机理构造的约束方程，并生成线性规划标准型，用线性规划子程序求解，属于线性优化模型范畴。
郎奎建的线性优化模型比戴维斯应用规划模型更先进更适用，是一个质的飞跃。为实现这一飞跃，郎奎建默默耕耘奋斗了近30年。30载岁月轮回，30年矢志不移、初心不改，他犹如一颗卫星，围绕着林业数学化的轨迹不停运行，从未间断。
在成功开发“解析木程序”之后，郎奎建又连续开发了60多个有关林业测树、数理统计的程序。1984年，郎奎建开发的程序开始向全国林业单位推广，受到了林业单位的极大欢迎。
1989年，郎奎建和唐守正合编《IBMPC系列程序集》正式出版发行。这是林业系统的第一本程序集，全书共549页，书中汇聚了为林业部攻关课题“天然混交林生长和演替系统”而开发的89个程序，各程序均以照相制版的形式出现，这就是林学学科数学化的第一次浪潮。
郎奎建说：“一个学科只有当它能用数学语言去描述时，才是真正意义上的学科，这句名言影响了我一生。我在自觉践行着这句名言，尝试着用数学语言来描述林业学科，我知道这是一条前人没有走过的新路，这条新路曲折又艰难，但我将乐此不疲地走下去。”
三、再露锋芒，《森林经理学导论》掀起林学数学化的二次浪潮
上世纪９０年代初，东林森林经理组的４位教授相继退休，经系主任陈伯贤教授协调，郎奎建从测树组调入森林经理组。郎奎建认为，森林经理专业发展方向就是推行森林经理学的数学化，他把数学化应用的首选目标指向“法正林”，法正林是指标准的永续利用的林分。
“实现森林资源青山不老、永续利用，这是我国林业发展的宏伟目标，我将为此而努力。”郎奎建感言。
郎奎建认为，原教科书中描述法正林的永续仅是一张图和一段文字，显得有些苍白无力。如果能建立起数学模型，寻找到一座林学与数学之间相关联的桥梁，这对“法正林”的定义表述具有重要价值 。
为了证明法正林，郎奎建需要收集天然林分40年间的微观变化数据。他几经周折，终于在林业部设在黑龙江的战备仓库找到了东北内蒙林区林业局的50－60年代的林相图，郎奎建为此兴奋得不得了。“这些资料对我们太重要了！”。
郎奎建为构建数学模型苦苦思索着，他由此及彼、由表及里、去伪留真，他将本质的、核心的、重要的列入模型中，把非本质的、次要的、相关度小的剔除掉，同时还要保证模型的简单性、可操作性，以及数据易采集性。要保证这些条件全部符合才有可能成功，其概率不到1%。
郎奎建在众多路径中寻找到一条捷径，这是数学应用于林学的重大突破。他通过求解特征根来判定“法正林”，如果特征根等于１就是永续的法正林；特征根越趋近于1，越是标准意义上的“法正林”，特征根越远离于1，越接近于零，就越是差的“法正林”。他运用数学语言为“法正林”做出清晰的数量定义。
至此，“法正林”不再只是文字的表述，可以用一个数值，用一个数量的概念来表述，这是林业理论定量研究的一个了不起的突破与飞跃。
接着，郎奎建的林学数学化应用在其他方面也取得了新进展。
他利用国家自然基金支持的“天然林可持续特征方程的研究”项目，根据测树学中林龄枯死概率呈递增型的规律，成功地解释了林龄转移滞后的机理，这个解释并为“天然混交林生长和演替系统”的计算机模拟所证实。
他应用数学模型定义了森林生态效益和它的性质。他引入了“市场逼近系数”这一新概念，“市场逼近系数”是指现实的与理想的接近程度值，是一个小于“1”的系数，越趋近于“1”，说明生态环境越好，这一定义为准确衡量生态环境提供了依据。
他还利用模型计算出“生态效益值”，开创了用数量值衡量生态效益的先河。这是在生态理论数学应用上的巨大突破，对评价衡量生态效益具有重大意义。这个模型发表在2000年的《东林学报》上，2014年被哈尔滨工业大学全盘接受，开发成“中国寒地森林生态环境价值评价系统（FSeeves）”公布于世。
他紧密联系林业实际，开发出“森林资源统计表”程序生成系统，该程序用一个母程序可生成20多个子程序，具有很强的科学性和适用性，极大地节省了计算时间，提高了运算的准确性，深受林业企业的欢迎。
编制过数学模型的人都有同感，“建立数学模型太难，它的难度难以想象。”在建立数学模型的探索中，郎奎建经受了人们难以想象的艰辛，他在众多不可能中寻找少而又少的可能，如果这种可能成立就会成功走出，如果这种可能不成立，将一切从头再来，要想找到一条成功的路径简直如大海捞针，难上加难。
经过10年森林经理教学与科研实践的积累，郎奎建写出“森林经理学导论”一书。该书主要解决森林经理学的数学化，对林学的定义有一个全新的表述，对林学数学化应用作了全新的探索，对促进林业发展起到了积极的作用。
郎奎建感言：“我研究出的这些成果及理论，当下并不被人们所接受和认识，这是正常的，因为这些理论都是超前的。我的研究是面向中国林业未来的，是在为推进中国林业数学化和科学化的进程而努力。”
四、问鼎高峰，通力协作掀起数学化应用的三次浪潮
第三次浪潮是由郎奎建教授配合唐守正院士发起的。唐守正是中国林业科学研究院资源信息研究所名誉所长、研究员、博士生导师、中国林科院首席科学家，是森林调查、森林经理、森林数学及计算机数学模型技术应用的领军人。
第三次浪潮的主要标志是，由唐守正、郎奎建和李海奎三人共同完成的《统计和生物数学模型计算》一书和相关软件。三个专家都是学科的专家，都是数学的奇才，都是将数学应用到林学等学科的领头人。他们应用数学和计算机的语言来诠释中国林业等学科，书中提出的多个拓宽了统计模型程序，是计算机技术应用的典范，修正了国内外正盛行的01规划的算法，在“全林分模型和生态模型”中引入了联立方程组，整体清晰刻画出林分生长的机理，其研究的深度和难度均达到了当代之最，是引领新时代潮流的精品之作，是数学模型应用于林业等多个学科的高峰之作。涵盖了测树学、生态学、遗传学、森林保护学、森林培育学等学科的数学化应用的前沿内容。可以说，《统计和生物数学模型计算》一书是目前国内数学应用软件开发最全面、最前沿的专用书，是国家科研项目研发的结晶。该书于2009年由科学出版社出版。
为完成这本精品专著，郎奎建重塑了自己的专业结构，从书店里买来了几乎所有的遗传学、生态学的书籍，利用一年多时间，孜孜不倦地汲取专业营养，不知疲倦地为林学数学化筑基。
郎奎建感言：“数学是一种语言，是一种科学的共同语言，是打开科学大门的钥匙。任何一种科学只有使用了数学，才成为一门科学。”
郎奎建教孙女奥数
