林學(xué)

基于相鄰木關(guān)系的林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)用研究

惠剛盈

摘要：目的：森林經(jīng)營是林業(yè)發(fā)展的永恒主題，其原理就是道法自然，即遵從自然規(guī)律進(jìn)行既定目標(biāo)的森林結(jié)構(gòu)調(diào)整。森林結(jié)構(gòu)可以幫助我們了解森林的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和生態(tài)系統(tǒng)將來的發(fā)展方向，已經(jīng)成為分析和管理森林生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵因子?；谙噜從娟P(guān)系的林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)角尺度、混交度和大小比數(shù)等在森林群落結(jié)構(gòu)分析中被廣泛使用，并取得了良好的效果。本文凝練了基于相鄰木關(guān)系的林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)在森林群落結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用成果，并對挖掘空間結(jié)構(gòu)參數(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域及其指導(dǎo)森林經(jīng)營方面進(jìn)行了展望。方法：對近年來國內(nèi)外發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，從林分宏觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、樹種空間多樣性、樹種優(yōu)勢度、林木競爭、林木距離分布預(yù)測及林分結(jié)構(gòu)重建、采伐木選擇等方面凝練基于相鄰木關(guān)系的林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)的應(yīng)用成果，并對其進(jìn)行了展望。結(jié)果：傳統(tǒng)林學(xué)重點(diǎn)關(guān)注森林的物質(zhì)生產(chǎn)功能，尤其是木材產(chǎn)量，相應(yīng)的變量描述多集中于群落種類的組成、樹種多樣性、生物量、冠層結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)以及直徑分布等方面，描述方法多聚焦于變量的零維、一維、二維空間分析，或變量的一元分布。定性分析或一維空間分析均不能直接反映變量本身在林地空間上的分布格局。森林的結(jié)構(gòu)主要通過空間多樣性、物種多樣性和大小多樣性來表征，在很大程度上由相鄰木的空間關(guān)系所決定。以林分空間結(jié)構(gòu)單元為基礎(chǔ)構(gòu)筑的林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括描述林木個(gè)體在水平地面上分布格局的角尺度、體現(xiàn)樹種空間隔離程度的混交度、反映林木個(gè)體競爭狀態(tài)的大小比數(shù)以及體現(xiàn)林木密集程度的密集度在林分空間結(jié)構(gòu)研究中取得了良好的效果。主要應(yīng)用成果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：林分空間結(jié)構(gòu)各參數(shù)獨(dú)立的一元分布及其均值可分析林分的宏觀結(jié)構(gòu)如林木分布格局、樹種混交狀況和個(gè)體大小的優(yōu)劣特征；雙變量聯(lián)合概率分布提供了林分微觀結(jié)構(gòu)的分析方法；樹種大小比數(shù)與相對顯著度結(jié)合表達(dá)樹種的空間優(yōu)勢度；基于交角的并以大小比數(shù)為權(quán)重的林木競爭指數(shù)可更精準(zhǔn)地確定對象木的競爭生態(tài)位；將群落中樹種的空間隔離關(guān)系考慮在內(nèi)的樹種空間多樣性指數(shù)，反映了森林結(jié)構(gòu)的差異；以分布格局為目標(biāo)函數(shù)，針對直徑分布、混交分布和大小比數(shù)分布進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)林分結(jié)構(gòu)重建；依據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能的原理，用林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)指導(dǎo)林分結(jié)構(gòu)調(diào)整。結(jié)論：與傳統(tǒng)指標(biāo)或函數(shù)相比，基于相鄰木關(guān)系的林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)不僅能同步完成森林結(jié)構(gòu)3個(gè)方面的分析，而且在解析小范圍的林分空間結(jié)構(gòu)上更具活力，至少體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。（1）研究相鄰木的空間關(guān)系有可能讓我們了解林分結(jié)構(gòu)的細(xì)微之處，而這種細(xì)微之處無論是對森林多樣性還是特殊物種生境的探索都有潛在的應(yīng)用意義。（2）研究相鄰木的空間關(guān)系有可能使森林經(jīng)營中采伐木的選擇精準(zhǔn)化和判別簡易化。挖掘空間結(jié)構(gòu)參數(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域以及對結(jié)構(gòu)參數(shù)理論體系的進(jìn)一步完善將是基于相鄰木關(guān)系的林分空間結(jié)構(gòu)研究亟待解決的首要問題；如何把林分空間結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面作為整體來分析林分空間結(jié)構(gòu)的特征與變化是未來研究的又一個(gè)重要方向。未來的研究還將聚焦于變量的三維或二元分布，即變量的“體”“面”研究，由于其可視性將成為現(xiàn)在和未來林學(xué)研究的一個(gè)重要方向。

來源出版物：北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 35(4): 1-8

入選年份：2016