鎮(zhèn)沅縣思茅松天然林空間結(jié)構(gòu)特征分析

楊啟運(yùn)，施凱澤，施俊美

(1.云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650051；2.云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院大理分院，云南 大理 671000)

林分結(jié)構(gòu)反映了林分內(nèi)部各因子的表現(xiàn)形式和規(guī)律，探討這些規(guī)律，對(duì)制訂森林經(jīng)營技術(shù)、編制經(jīng)營數(shù)表及林分調(diào)查具有重要意義。林分空間結(jié)構(gòu)可以反映出林木的位置和空間排列方式等空間結(jié)構(gòu)信息，林分未來的穩(wěn)定性、優(yōu)化的可能性和可經(jīng)營空間范圍很大程度上由其決定[1]。因此，研究林分的空間結(jié)構(gòu)特征，對(duì)挖掘天然林的全方面效益具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

思茅松(Pinuskesiya)系松科松屬常綠喬木，高可達(dá)30 m，胸徑達(dá)60 cm。思茅松樹干端直，材質(zhì)優(yōu)于云南松，供建筑、枕木，礦柱等用，樹干可采松脂，樹皮可提取烤膠，是重要的用材、產(chǎn)脂、林化工原料樹種和重要的栽植樹種，具有生長快、質(zhì)量高、產(chǎn)脂高和生長適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良特點(diǎn)[2]。針對(duì)思茅松的研究主要觸及思茅松天然林群落生態(tài)學(xué)、光合生理生態(tài)、林木育種等方面，本文運(yùn)用空間結(jié)構(gòu)參數(shù)定量研究分析思茅松天然林的空間結(jié)構(gòu)特征。

1 研究區(qū)概況

鎮(zhèn)沅彝族哈尼族拉祜族自治縣位于云南省西南部，普洱市北部，地處東經(jīng)100°21′～101°31′、北緯23°34′～24°22′，是一個(gè)集山區(qū)、農(nóng)業(yè)、民族、貧困為一體的少數(shù)民族自治縣[3]，縣域內(nèi)群山并起且山體龐大，奇峰躍起，溝谷縱橫，全縣最高點(diǎn)海拔 3 165.9 m；最低點(diǎn)海拔僅774 m相對(duì)高差 2 391.9 m，地勢(shì)高差差異奇大，主要地貌為深切割中山山地地貌，屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有雨熱同季、干濕季分明，光照時(shí)間充足的氣候特點(diǎn)。由于高原山地的海拔和地貌因素，氣候垂直變化程度非常明顯，縣城年均溫18.9℃，≥10℃活動(dòng)積溫 6 651.4℃，全年日照時(shí)間 2 064 h。

鎮(zhèn)沅縣是國內(nèi)一類林區(qū)縣，云南省重點(diǎn)林區(qū)縣，是思茅松集中分布區(qū)。據(jù)2016年鎮(zhèn)沅縣最新一輪森林資源設(shè)計(jì)調(diào)查(二類調(diào)查)成果數(shù)據(jù)，全縣土地總面積為41.45萬 hm2，其中：林地面積34.22 hm2，非林地面積7.23 hm2。全縣活立木總蓄積 3 434.12萬m3。林業(yè)部門管理的林地中，公益林面積8.59 hm2，商品林面積23.23 hm2。全縣森林面積29.84 hm2，蓄積 3 424.46萬m3，全縣森林覆蓋率71.99%。

2 研究方法

采用云南省第九次森林資源連續(xù)清查鎮(zhèn)沅縣部分共計(jì)58塊標(biāo)準(zhǔn)樣地，采用典型抽樣法，根據(jù)研究需挑選出14塊以思茅松為優(yōu)勢(shì)樹種、幾乎無人為干擾、保護(hù)較好的天然林典型樣地。調(diào)查樣地面積為28.28 m×28.28 m，編號(hào)分別為1、2、3......14。利用羅盤儀、卷尺等設(shè)備對(duì)樣地內(nèi)胸徑大于5cm的每株主干明顯的活立木或喬木化的灌木樹種進(jìn)行位置確定和記錄，以樣地西南角正東方向作為橫坐標(biāo)X軸，正北方向?yàn)榭v坐標(biāo)Y軸，確定每株檢尺樣木的相對(duì)位置，并測(cè)定每株活立木的胸徑、樹種等測(cè)樹因子，調(diào)查記錄樣地林分平均年齡、郁閉度以及相關(guān)立地因子。對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)和整理，以此作為研究思茅松天然林空間結(jié)構(gòu)規(guī)律的基本數(shù)據(jù)。樣地的基本信息見表1，圖1。

圖1 樣地分布Fig.1 Location of sample plot

表1 樣地基本情況

林分空間結(jié)構(gòu)的研究可以分別從林分的空間分布格局、樹種隔離程度及林木個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)3個(gè)方面進(jìn)行描述，本文采用角尺度量化分析林分的空間分布格局，采用混交度量化并分析林分樹種隔離程度，采用大小比數(shù)量化分析林木個(gè)體的競(jìng)爭(zhēng)程度。

2.1 林分空間結(jié)構(gòu)單元的確定

林分空間結(jié)構(gòu)單元是林分內(nèi)一株樹木與其四周最近的若干株相鄰木組成的單元，單元內(nèi)中心的樹木被稱為目標(biāo)樹，而單元內(nèi)其它與目標(biāo)樹最近相鄰的若干樹木稱為最近鄰木。最近鄰木的株數(shù)是確定林分空間結(jié)構(gòu)單元大小的最重要因素，但對(duì)最近鄰木株數(shù)的選取與確定尚未形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)。確定最近鄰木的株數(shù)是構(gòu)建林分空間結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)，是研究林分空間結(jié)構(gòu)必須要解決的問題。最近鄰木株數(shù)的值應(yīng)該滿足現(xiàn)有研究需要，以花費(fèi)較少的成本在野外輕松地獲得。經(jīng)分析，研究角尺度時(shí)需要形成夾角，所以最近鄰木的株數(shù)要大于或等于2，但又要考慮到第二和第三鄰木，所以惠剛盈認(rèn)為最近鄰木的株數(shù)為4比較適合研究的需要[4]，安慧君則在研究林分空間結(jié)構(gòu)時(shí)采用4株最近鄰木獲得了不錯(cuò)的分析結(jié)果[5]。

綜上所述，本文決定用4株最近鄰木與目標(biāo)樹構(gòu)成林空間結(jié)構(gòu)單元，以此為基礎(chǔ)分析思茅松天然林分空間結(jié)構(gòu)特征。

2.2 空間分布格局

角尺度是新提出的一個(gè)林木空間分布格局指數(shù)。以目標(biāo)樹為起點(diǎn)，可以與任何2株最近鄰木形成2個(gè)夾角，其中一個(gè)小角α和一個(gè)大角β，則有α+β=360°。

角尺度Wi被定義為α角小于標(biāo)準(zhǔn)角α0的個(gè)數(shù)占所處空間結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的4個(gè)角的比例。Wi的值越小，說明目標(biāo)樹附近的4株最近鄰木分布越均勻?；輨傆韧ㄟ^對(duì)角尺度標(biāo)準(zhǔn)角的不斷驗(yàn)證與研究，最終認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)角取值為72°較為合適，即當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)角取值為72°時(shí)的結(jié)果可以用來當(dāng)做標(biāo)準(zhǔn)作為參考。角尺度Wi用下式來表示：

(1)

式中：Wi為角尺度；

(2)

Wi的取值分為5種情況，當(dāng)Wi=0時(shí)，表示4個(gè)α角都大于或等于72°，說明4株最近鄰木在目標(biāo)樹周圍分布很均勻；當(dāng)Wi=0.25時(shí)，表示1個(gè)α角小于72°，說明4株最近鄰木在目標(biāo)樹周圍分布均勻；當(dāng)Wi=0.5時(shí)，表示2個(gè)α角小于72°，說明4株最近鄰木在目標(biāo)樹周圍分布隨機(jī)；當(dāng)Wi=0.75時(shí)，表示3個(gè)α角小于72°，說明4株最近鄰木在目標(biāo)樹周圍分布不均勻；當(dāng)Wi=1時(shí)，表示所有α角小于72°，說明4株最近鄰木在目標(biāo)樹周圍分布很不均勻。

(3)

式中：N為樣地內(nèi)林木株數(shù)；Wi為第i株樹木的角尺度。

2.3 樹種空間隔離程度

混交度(Mi)可以用來描述混交林的樹種空間隔離程度，其被定義為與目標(biāo)樹組成的空間結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的4株最近鄰木中與目標(biāo)樹不是同一樹種的個(gè)體所占的比例。混交度的公式為：

(4)

式中：Mi為目標(biāo)樹i的混角度；vij為離散變量，若目標(biāo)樹i與第j株最近鄰木不是同一樹種時(shí)，vij=1,否則，vij=0?；旖欢缺砻嫔厦枋龅氖悄繕?biāo)樹附近的最近鄰木不是同一樹種的概率，實(shí)質(zhì)反映的是樹種隔離程度。在一個(gè)林分空間結(jié)構(gòu)單元里，Mi的取值分為5種情況，分別對(duì)應(yīng)零度、弱度、中度、強(qiáng)度、極強(qiáng)度混交，其說明在此結(jié)構(gòu)單元中樹種的隔離程度，其強(qiáng)度同樣以中度級(jí)為分水嶺。具體表示：當(dāng)Mi=0時(shí)，表示相鄰木與目標(biāo)樹均為同一樹種；當(dāng)Mi=0.25時(shí)，表示有1株相鄰木與目標(biāo)樹為不同樹種；當(dāng)Mi=0.5時(shí)，表示有2株相鄰木與目標(biāo)樹為不同樹種；當(dāng)Mi=0.75時(shí)，表示有3株相鄰木與目標(biāo)樹為不同樹種；當(dāng)Mi=1時(shí)，表示有4株相鄰木與目標(biāo)樹為不同樹種。

按照上述公式得出的混交度是以某個(gè)目標(biāo)樹為特定中心的局部混交度，而對(duì)于林分則需計(jì)算平均混交度，公式為：

(5)

式中：N為樣地內(nèi)林木株數(shù)；Mi為第i株樹木的混交度。

2.4 林木個(gè)體生長競(jìng)爭(zhēng)

大小比數(shù)(Ui)可以用來描述樹木的大小分化程度，被定義成在某個(gè)林分空間結(jié)構(gòu)單元內(nèi)大于目標(biāo)樹的相鄰木株數(shù)占4株最近鄰木株數(shù)的比例。公式為：

(6)

式中：Ui為大小比數(shù)；

(7)

按照上述公式得出的大小比數(shù)是以某個(gè)目標(biāo)樹為特定中心的局部大小比數(shù)，而對(duì)林分則需計(jì)算平均大小比數(shù)，公式為：

(8)

式中：N為樣地內(nèi)林木株數(shù)；Ui為第i株樹木的大小比數(shù)。

2.5 邊緣木的處理

由于樣地邊緣的目標(biāo)樹的最近鄰木可能位于樣地之外，存在一定的邊緣效應(yīng)[8]，因此必須進(jìn)行邊緣校正。周紅敏等人的研究中，緩沖區(qū)的設(shè)定方法主要有距離緩沖區(qū)法、8鄰域平移式、8鄰域?qū)ΨQ式和第4鄰體距離判定法[9]，本研究采用8鄰域平移式的方法并設(shè)置28.28 m寬度的緩沖區(qū)，以原樣地為核心區(qū)。對(duì)核心區(qū)的每一株達(dá)到檢尺(大于或等于5 cm)的林木或喬木化的灌木均當(dāng)做目標(biāo)樹參與計(jì)算各個(gè)空間結(jié)構(gòu)參數(shù)，而緩沖區(qū)的樹木只當(dāng)作鄰近木參與計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 林木空間分布格局

3.1.1全林木空間分布格局

據(jù)統(tǒng)計(jì)的14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地?cái)?shù)據(jù)，利用Winkelmass和Excel軟件進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)思茅松天然林的林分角尺度及其分布頻率，結(jié)果見表2，圖2。

表2 林分平均角尺度及分布頻率

圖2 林分角尺度分布頻率Fig.2 Distribution of forest stand average uniform angle index

從圖2綜合14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地的角尺度分布頻率繪制的角尺度折線圖可以看出，角尺度取值為0.5的比例最大，其次是取值為0.75，其他取值頻率大小按順序分別為0.25、1和0，整個(gè)折線圖表現(xiàn)為大致的正態(tài)分布形態(tài)，且以隨機(jī)分布為分水嶺，在研究區(qū)域的樣地里，如果只從角尺度取值分布的比例上看，可以得出思茅松天然林林分內(nèi)隨機(jī)分布的林木所占比例最大，然后是聚集分布，最少的是呈絕對(duì)均勻分布的林木。在所有樣地組成的大林分里，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)計(jì)算，林分平均角尺度取值達(dá)0.53，大于[0.475-0.517]的上限，說明思茅松天然林林分空間分布主要呈聚集分布。

從表2可以看出，各標(biāo)準(zhǔn)樣地的角尺度在0.5時(shí)分布頻率均為最大，其中有11塊標(biāo)準(zhǔn)樣地的分布頻率達(dá)到了50%以上，而角尺度取值為0時(shí)頻率分布最小，只有8、11和14號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地分別為3.28%、3.08%和5.56%，其他均為0.00%。表明在思茅松林分內(nèi)大多數(shù)林木呈隨機(jī)分布，而最少的是呈絕對(duì)均勻分布的林木。在14塊標(biāo)準(zhǔn)樣地中，5、7和8號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的平均角尺度均在0.475～0.517的置信區(qū)間內(nèi)，說明這幾塊樣地的林分表現(xiàn)為隨機(jī)分布的空間分布格局；剩余的其他樣地中14號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的角尺度低于[0.475-0.517]的下限，說明14號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地構(gòu)成的林分空間分布格局整體偏向均勻分布，表示樣地內(nèi)的林木作為目標(biāo)樹時(shí)，其周圍的4株最近鄰木相對(duì)目標(biāo)樹的位置呈相對(duì)均勻分布狀態(tài)的林木數(shù)量最多；剩余的其他10塊標(biāo)準(zhǔn)樣地的角尺度均大于[0.475-0.517]的上限，表示這10塊標(biāo)準(zhǔn)地的林分整體上呈聚集分布狀態(tài)。

總之，在研究區(qū)范圍中，思茅松林分總體上呈聚集分布的空間分布格局，這與思茅松天然林分所生長的狀態(tài)相一致。

2.3 女性免疫性不孕與陰道分泌物炎性因子及血清微量元素的關(guān)系分析 Logistic分析顯示，上述陰道分泌物炎性因子及血清微量元素檢測(cè)指標(biāo)均與女性免疫性不孕有密切的關(guān)系。見表3。

3.1.2思茅松樹種空間分布格局

為進(jìn)一步分析思茅松天然林分中思茅松樹種的空間結(jié)構(gòu)，利用Winkelmass和Excel軟件進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)以思茅松為目標(biāo)樹時(shí)的角尺度及其分布頻率，結(jié)果見表3，圖3。

圖3 思茅松的角尺度及分布頻率

表3 思茅松的角尺度及分布頻率

3.2 樹種隔離程度

3.2.1林分樹種隔離程度

根據(jù)統(tǒng)計(jì)的14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地?cái)?shù)據(jù)，利用Winkelmass和Excel軟件進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)思茅松天然林分混交度及其分布頻率，結(jié)果見表4和圖4。

由表4和圖4可以看出，1、2、3、5、8、11、13、14號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的混交度取值為0時(shí)的頻率均大于45%，1、3、5、8、13號(hào)樣地甚至超過了80%，說明樣地內(nèi)目標(biāo)樹周圍4株最近鄰木為相同樹種的情況較多；7號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的混交度取值為1時(shí)的頻率達(dá)到了47%，說明樣地內(nèi)目標(biāo)樹周圍4株最近鄰木為不同樹種的情況較多；4號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的取值為0和0.25時(shí)的頻率分別達(dá)到最大，且取值為0.5和1時(shí)的頻率也基本相同；6號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的混交度取值為0.5時(shí)的頻率均大于其他取值的頻率，說明樣地內(nèi)目標(biāo)樹與周圍4株最近鄰木的種類數(shù)量相對(duì)均衡。在樣地平均混交度方面，1、3、5、8和13號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的取值為零或接近于0，說明標(biāo)準(zhǔn)樣地中林木平均樹種隔離程度幾為零度，另2、4、11和14號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的取值均接近于0.25，說明標(biāo)準(zhǔn)樣地中林木平均樹種隔離程度接近弱度，這與以上標(biāo)準(zhǔn)樣地以思茅松為優(yōu)勢(shì)樹種的純林或相對(duì)純林的事實(shí)相符合；6和10號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的取值接近0.5，說明標(biāo)準(zhǔn)樣地中林木平均樹種隔離程度接近中度；7和12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的取值接近0.75,說明標(biāo)準(zhǔn)樣地中林木平均樹種隔離程度接近強(qiáng)度，這與以上樣地樹種數(shù)相對(duì)較多的情況相契合。

圖4 林分混交度及頻率分布

由表4可以看出，全林分平均混交度為0.33，全林分混交度分布在零度混交和弱度混交的2個(gè)維度上的頻率達(dá)到了62%，強(qiáng)度混交和極強(qiáng)度混交的2個(gè)維度上的頻率占28%，而中度混交的頻率僅為10%，說明林分有較低的樹種混交程度，表現(xiàn)出較低的種間相互隔離程度，同時(shí)也說明研究區(qū)域內(nèi)的相同樹種有聚集生長現(xiàn)象。

表4 林分混交度及分布頻率

3.2.2不同徑級(jí)組樹種隔離程度

根據(jù)《國家林業(yè)局森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查主要技術(shù)規(guī)定》，按以下標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本研究所測(cè)林木進(jìn)行徑級(jí)組的區(qū)分，胸徑在5～13.9 cm為小徑組，14～25.9 cm為中徑組，26 cm以上為大徑組。利用Winkelmass和Excel軟件進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)不同徑級(jí)組的混交度及其分布頻率，結(jié)果見表5、圖5、圖6和圖7。

表5 不同徑級(jí)組樹種的混交度及頻率分布

續(xù)表5

從表5和圖5可以看出，在小徑組中，混交度的頻率分布起伏較大，主要分布在兩端，且取值為0的分布最多，在14塊標(biāo)準(zhǔn)樣地中取值為0的比例超過46%的有7個(gè)，取值為1的比例相對(duì)整體要低一些，但7號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的比重達(dá)到了50%，這可能與此樣地內(nèi)的混交樹種較多有關(guān)。其次是取值為0.75的，有3個(gè)樣地的比例在30%以上，這也表現(xiàn)出一定程度的混交。最少的是取值為0.25和0.5的，而在全林分上取值為0和0.25的比例達(dá)到了60.25%，林分平均混交度取值為0.3488，說明小徑階林分呈由中度混交向弱度混交的過渡狀態(tài)。

從表5和圖6可以看出，當(dāng)胸徑取值大于14 cm時(shí)，樣地株數(shù)已減少了很多，11號(hào)樣地甚至不存在一株中徑組的樣木。而混交度取值為0的依然最多，表示以弱度但其他取值比例也并不懸殊，均在12%左右，而全林分混交度的取值為0.2933，相對(duì)于小徑組的0.3488要小，說明中徑組的樹種隔離程度有一定的減小，進(jìn)一步靠近弱度混交。

圖6 中徑組混交度頻率分布

從表5和圖7可以看出，當(dāng)胸徑進(jìn)一步提高到26cm時(shí)，林木株數(shù)急劇減少，且林分混交度的分布呈兩極分化狀態(tài)，即大徑組的樹種隔離程度存在零度混交到極強(qiáng)度混交。這可能是因?yàn)闃拥乜傮w以思茅松樹種為主，表現(xiàn)為零度到弱度混交，但個(gè)別樣地存在其他大徑階樹種，導(dǎo)致極強(qiáng)度混交的出現(xiàn)，但是零度混交仍然占據(jù)了主要部分。

圖7 大徑組混交度頻率分布

整體來看，隨著徑階組由小到大，思茅松天然林林分的混交度逐漸由高到低，表現(xiàn)出由中度混交到弱度混交再到零度混交的趨勢(shì)。

3.2.3思茅松樹種隔離程度

為進(jìn)一步分析思茅松天然林分中思茅松樹種的空間隔離程度，利用Winkelmass和Excel軟件進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)以思茅松為目標(biāo)樹時(shí)的混交度及其分布頻率，結(jié)果見表6和圖8。

由表6、圖8可以看出，1、2、3、4、5、8、10、11、13和14號(hào)10塊標(biāo)準(zhǔn)樣地表現(xiàn)為零度混交的比例均為最大，加上弱度混交占據(jù)了思茅松混交度分布頻率的69.8%，其中，中度混交占13.06%，而強(qiáng)度混交和極強(qiáng)度混交僅占17.14%的比例。綜上可以看出，思茅松樹種的隔離程度較低，主要表現(xiàn)為相同樹種聚集生長。

圖8 思茅松的混交度及分布頻率

表6 思茅松的混交度及頻率分布

3.3 林木生長競(jìng)爭(zhēng)

3.3.1全林分林木生長競(jìng)爭(zhēng)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)的14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地?cái)?shù)據(jù)，利用Winkelmass和Excel軟件進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)思茅松天然林分大小比數(shù)及其分布頻率，結(jié)果見表7，圖9。

從表7和圖9可以看出，14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地胸徑大小比數(shù)分布頻率均在10%～35%之間浮動(dòng)，從表7可以看出，14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地的胸徑平均大小比數(shù)的下限為 0.454 1，而上限也僅達(dá)到 0.547 9，說明所有樣地中的林木胸徑大小不盡相同，但從總體上看，基本都在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，表現(xiàn)相對(duì)均衡，該情況符合該研究區(qū)域思茅松天然林分同齡林生長的一般規(guī)律?？傊?，研究區(qū)內(nèi)以思茅松為優(yōu)勢(shì)種的天然林分胸徑大小比數(shù)在各點(diǎn)的分布比較均勻。

表7 林分大小比數(shù)及頻率分布

從圖9可以得出，8、12和14號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地中目標(biāo)樹在4株最近鄰木組成的空間結(jié)構(gòu)單元中的生態(tài)位表現(xiàn)為中庸的比例最大，且絕對(duì)優(yōu)勢(shì)木和絕對(duì)劣汰木所占的比例相差不大，其中8號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地和14號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)木居其次，12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的絕對(duì)劣汰木居其次，這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地的平均胸徑大小比數(shù)分別為 0.495 9、0.505 7、0.458 3，均表現(xiàn)為中庸態(tài)勢(shì)；1、7、10和13號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的胸徑大小比數(shù)為0的所占比例均為最大，即表現(xiàn)為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)木的數(shù)量最多，其中1、7和10號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的胸徑大小比數(shù)為0和0.75的所占比例相同，且7號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的胸徑大小比數(shù)也同于為0.25時(shí)所占比例，說明以上幾個(gè)樣地中的樹木大小分化程度相對(duì)均衡，樣地平均大小比數(shù)分別為0.464 3、0.484 4、0.470 6 和 0.487 5，均表現(xiàn)為中庸態(tài)勢(shì)；6和11號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的胸徑大小比數(shù)為1的所占比例均為最大，即表現(xiàn)為絕對(duì)劣汰木的數(shù)量最多，但同時(shí)其他取值的比例也相對(duì)均衡，所以樣地的平均胸徑大小比數(shù)并未拉開太大差距，分別達(dá)0.547 9 和 0.503 8，即標(biāo)準(zhǔn)樣地中目標(biāo)樹在4株最近鄰木組成的空間結(jié)構(gòu)單元中的生態(tài)位表現(xiàn)為中庸態(tài)勢(shì)；而2、3和9號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的胸徑大小比數(shù)為0.25的所占比例均為最大，樣地的平均胸徑大小比數(shù)相對(duì)較低但依然偏向于中庸態(tài)勢(shì)；另外，5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地的胸徑大小比數(shù)為0.75的所占比例均為最大，但比起最低為0.25的所占比例僅多出4%，綜合各樣地，平均胸徑大小比數(shù)為 0.503 4，依然表現(xiàn)為中庸態(tài)勢(shì)。在全林分胸徑大小比數(shù)上，表現(xiàn)為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)和亞優(yōu)勢(shì)的比例為41%，而表現(xiàn)為絕對(duì)劣汰和劣汰的比例為38%，兩者相差不大，最終全林分胸徑大小比數(shù)為 0.485 8，表現(xiàn)為中庸態(tài)勢(shì)。

圖9 林分大小比數(shù)及頻率分布

3.3.2思茅松樹種林木生長競(jìng)爭(zhēng)

為進(jìn)一步分析思茅松天然林分的空間結(jié)構(gòu)，利用Winkelmass和Excel軟件進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)以思茅松為目標(biāo)樹時(shí)的大小比數(shù)及其分布頻率，結(jié)果見表8，圖10。

由表8和圖10可以看出，1、4、6、7、9、10和12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地以思茅松為目標(biāo)樹時(shí)，大小比數(shù)取值為0時(shí)的比例均為最大，且12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地與取值為1時(shí)的比例相同，11號(hào)標(biāo)準(zhǔn)樣地取值為1的比例最大，取值為0.25、0.5和0.75的比例相差不大。在全林分平均大小比數(shù)方面，以思茅松為目標(biāo)樹，與最近相鄰木組成的空間結(jié)構(gòu)單元中的生態(tài)位表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)和亞優(yōu)勢(shì)的總比例為45.76%，表現(xiàn)為劣汰和絕對(duì)劣汰的總比例為34.74%，兩者約有11%的差距，但綜合各樣地，思茅松的平均大小比數(shù)為0.5089，依然表現(xiàn)為中庸態(tài)勢(shì)。

圖10 思茅松的大小比數(shù)及分布頻率

表8 思茅松的大小比數(shù)及頻率分布

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

以位于云南省鎮(zhèn)沅縣以思茅松為優(yōu)勢(shì)樹種的14塊標(biāo)準(zhǔn)典型樣地為研究對(duì)象，采用林分角尺度、林分混交度和林分大小比數(shù)等空間結(jié)構(gòu)指標(biāo)，對(duì)思茅松林分樹種組成、各樹種及優(yōu)勢(shì)樹種的空間分布格局、樹種隔離程度和樹木競(jìng)爭(zhēng)等進(jìn)行綜合分析，以探究思茅松天然林分空間結(jié)構(gòu)規(guī)律，為改善思茅松天然林分結(jié)構(gòu)以及提高林分質(zhì)量提供新的途徑。

2)通過對(duì)思茅松天然林混交度的分析，結(jié)果表明，研究區(qū)域內(nèi)思茅松天然林分的空間隔離程度在零度混交到弱度混交之間，林分內(nèi)思茅松占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，各標(biāo)準(zhǔn)地混交度的分布頻率有一定起伏，但整體呈下降趨勢(shì)。思茅松單個(gè)樹種混交度的頻率分布呈現(xiàn)兩極分化，零度混交和弱度混交占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，說明樹種混交程度相對(duì)較低，種間相互隔離程度也較低，存在相同樹種聚集生長的現(xiàn)象。隨著徑階組由小到大，思茅松天然林分的混交度逐漸由高到低，表現(xiàn)出由中度混交到弱度混交再到零度混交的趨勢(shì)。

3)通過分析思茅松天然林大小比數(shù)，結(jié)果表明，各標(biāo)準(zhǔn)地胸徑大小比數(shù)的分布總體上均較為均勻，思茅松天然林的林木在胸徑上主要呈現(xiàn)中庸?fàn)顟B(tài)，該情況符合該研究區(qū)域思茅松天然林分現(xiàn)狀。當(dāng)以思茅松為目標(biāo)樹，與最近相鄰木組成的空間結(jié)構(gòu)單元中的生態(tài)位表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)和亞優(yōu)勢(shì)的總比例要大于表現(xiàn)為劣汰和絕對(duì)劣汰的總比例，但綜合各樣地，思茅松的平均大小比數(shù)依然表現(xiàn)為中庸態(tài)勢(shì)。

4.2 討論

1)研究區(qū)域位于云南省鎮(zhèn)沅縣，通過對(duì)思茅松天然林分角尺度、混交度、大小比數(shù)的研究，進(jìn)一步驗(yàn)證了這些參數(shù)在林分結(jié)構(gòu)中的作用，也對(duì)調(diào)整和優(yōu)化思茅松天然林分的空間結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)森林定向經(jīng)營和有力保護(hù)提供新的途徑。然而，混交度等空間結(jié)構(gòu)參數(shù)的最新研究中，對(duì)參數(shù)的擬合程度還有一些爭(zhēng)論，這是下一步需要研究和改進(jìn)的方面。

2)本文的數(shù)據(jù)來源于第九次森林資源連續(xù)清查鎮(zhèn)沅縣部分，此次調(diào)查只實(shí)測(cè)了每株樹的胸徑因子，但為了能夠完整地、全面地掌握一個(gè)林分的空間結(jié)構(gòu)信息，還需進(jìn)一步研究諸如樹高、冠幅等因子的相關(guān)情況，以達(dá)到分析的全面性。

3)在設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣地時(shí)，不可避免地會(huì)存在邊緣木，由于角尺度、大小比數(shù)、混交度等空間結(jié)構(gòu)參數(shù)是量化分析，必須要去除邊緣木對(duì)相關(guān)參數(shù)的干擾，以保證林分空間結(jié)構(gòu)分析的準(zhǔn)確性。因此，必須根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的邊緣木處理方法，本文采用了8鄰域平移式的方法，該方法的好處是能夠有效地去除樣地的邊緣效應(yīng)，但在一定程度上忽略了樣地周邊的真實(shí)狀況。