林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)二元分布的研究.pdf

1、空間結(jié)構(gòu)對(duì)于描述林分及其狀態(tài)的改變有特別重要的意義。量化不同林分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系可以幫助簡(jiǎn)化測(cè)量、了解和管理森林結(jié)構(gòu)的整個(gè)過(guò)程。林分尺度上可量化的結(jié)構(gòu)要素很多，各要素之間常常保持著緊密的聯(lián)系。許多描述林分結(jié)構(gòu)的指標(biāo)或多或少都與相鄰木有關(guān)，它們中的一些指標(biāo)描述的是林分空間結(jié)構(gòu)，而另一些指標(biāo)描述的卻是非空間結(jié)構(gòu)，并且各指標(biāo)之間的理論基礎(chǔ)和表達(dá)方式不同，缺乏必然聯(lián)系。這些方法的共同特征是它們只能刻畫單方面或整體的結(jié)構(gòu)特征（宏觀結(jié)構(gòu)），而無(wú)法同時(shí)

2、提供兩個(gè)或多個(gè)方面的林分結(jié)構(gòu)信息。為了解決這一難題，本研究提出一種新的基于最近4株相鄰木空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的微觀結(jié)構(gòu)分析方法——結(jié)構(gòu)參數(shù)二元分布分析，它包含3種不同形式的結(jié)構(gòu)組合，即混交度和大小比數(shù)的二元分布、混交度和角尺度的二元分布以及大小比數(shù)和角尺度的二元分布。
　　 為檢驗(yàn)這種新方法分析不同水平層次林木結(jié)構(gòu)的能力以及它在森林經(jīng)營(yíng)中的可能應(yīng)用，在中國(guó)東北地區(qū)典型的植被類型紅松闊葉林建立了6塊面積大小均為100m×100m的標(biāo)準(zhǔn)固定

3、樣地，其中3塊(a、b、c)作為結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營(yíng)示范，另外3塊（d、e、f）作為對(duì)照樣地。同時(shí)在西北秦嶺北坡的天然松櫟混交林中建立了2塊面積均為70m×70m的標(biāo)準(zhǔn)固定樣地(h、i)，1塊作為結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營(yíng)示范(h)，而另1塊則作為照樣地(i)。采用結(jié)構(gòu)參數(shù)二元分布分析了紅松闊葉林林分、種群以及種群內(nèi)不同直徑林木的空間結(jié)構(gòu)特征，還分析了兩類經(jīng)營(yíng)林分中第一次經(jīng)營(yíng)時(shí)獲得的采伐木的空間結(jié)構(gòu)特征。此外，還將它擴(kuò)展應(yīng)用到結(jié)構(gòu)化經(jīng)營(yíng)中采伐木的優(yōu)先性選

4、擇中。主要結(jié)果如下:
　　 (1)林分水平上，天然紅松闊葉林的大部分林木同時(shí)處于強(qiáng)度混交和隨機(jī)分布狀態(tài);不同優(yōu)劣態(tài)勢(shì)的林木多數(shù)與其他樹種伴生;隨機(jī)分布的林木其周圍一般都是其他樹種;中庸?fàn)顟B(tài)的林木在林分中的分布格局為隨機(jī)分布。
　　 (2)種群水平上，水核林的3個(gè)主要種群水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)、核桃楸(Juglans mandshurica Maxim.)和暴馬丁香(Syringa

5、amurensis Rupr.)多數(shù)個(gè)體同時(shí)處于高度混交和隨機(jī)分布狀態(tài)，只有少數(shù)處于團(tuán)狀或均勻分布;同一種群中，處于團(tuán)狀或均勻分布的林木數(shù)量基本相等，并且具有相似的混交度和優(yōu)劣態(tài)勢(shì);暴馬丁香種群在林分中處于中庸或劣勢(shì)狀態(tài)，而大部分水曲柳和核桃楸處于優(yōu)勢(shì)狀態(tài)，但核桃楸的優(yōu)勢(shì)更明顯。
　　 (3)種群內(nèi)，水曲柳的小樹和大樹常被其他樹種包圍，小樹多為隨機(jī)分布的非優(yōu)勢(shì)木，而大樹為偏規(guī)則分布的優(yōu)勢(shì)木;核桃楸的小樹和大樹的周圍通常是其他樹種

6、并且這些相鄰木隨機(jī)地圍繞在它們的周圍，但小樹多為亞優(yōu)勢(shì)木，而大樹呈典型的優(yōu)勢(shì)木;暴馬丁香的小樹和大樹也常被其他樹種包圍，它的小樹為隨機(jī)分布的劣勢(shì)木，而大樹中僅有少部分為優(yōu)勢(shì)木且整體偏向規(guī)則分布。
　　 (4)紅松闊葉林的采伐木廣泛地分布在林分各空間層次中，既有被壓木、中庸木，也有優(yōu)勢(shì)木，但整體屬于中小徑木，多數(shù)個(gè)體同時(shí)處于高度混交和隨機(jī)分布狀態(tài)。相對(duì)而言，松櫟混交林的采伐木分布較為集中，幾乎均勻地分布在各徑階中，多數(shù)采伐木屬于高

7、度混交或隨機(jī)分布的優(yōu)勢(shì)木;伐后兩類林分的結(jié)構(gòu)特征向原始林更加靠近。
　　 (5) M-U疏伐優(yōu)先性指數(shù)表明樣地a中優(yōu)先采伐的是不同混交的劣勢(shì)木和絕對(duì)劣勢(shì)木，樣地b中優(yōu)先采伐的是高度混交的優(yōu)勢(shì)木和劣勢(shì)木，樣地c中優(yōu)先采伐的是不同優(yōu)勢(shì)的高混交林木，而樣地h中優(yōu)先采伐的是中度混交的亞優(yōu)勢(shì)木和高度混交的優(yōu)勢(shì)木;M-W疏伐優(yōu)先性指數(shù)表明4塊經(jīng)營(yíng)樣地中優(yōu)先采伐的是同時(shí)處于高度混交和隨機(jī)分布狀態(tài)的林木;U-W疏伐優(yōu)先性指數(shù)表明樣地a中優(yōu)先采伐

8、的是處于隨機(jī)分布的劣勢(shì)木，樣地c中優(yōu)先采伐的主要對(duì)象是不同優(yōu)勢(shì)的隨機(jī)分布林木，而樣地b和h中優(yōu)先采伐的是隨機(jī)分布的優(yōu)勢(shì)木和亞優(yōu)勢(shì)木。
　　 結(jié)構(gòu)參數(shù)二元分布充分利用了角尺度、混交度和大小比數(shù)在表達(dá)結(jié)構(gòu)上的頻率優(yōu)勢(shì)，同時(shí)從兩方面刻畫不同水平層次林木的空間結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)一步細(xì)化了它們的空間結(jié)構(gòu)特征，可提供比結(jié)構(gòu)參數(shù)一元分布或傳統(tǒng)單一指標(biāo)更加豐富、直觀的有效信息。這些信息可能對(duì)恒續(xù)林經(jīng)營(yíng)中擇伐木的選擇和林分模擬與重建具有指導(dǎo)作用，亦可能