林分结构是指一个林分的树种组成、树高分布、年龄分布、直径分布和林分空间配置等指标的描述[30],这些指标参数与林分的结构和功能有着密切的关系,从数量和群体结构上表征了林分的重要特征等信息,也是传统森林资源调查的主要内容,对森林经营管理和优化决策具有重要的意义,在国内外森林经营管理中已取得了共识。林分树种组成反应了森林生态系统的稳定性和潜在物种多样性的高低。王震洪等[31]对常绿阔叶次生林植物多样性和群落结构研究表明,植物多样性与群落个体密度间呈正相关,与植物个体平均高呈负相关;同时研究还表明,为了提高种间竞争能力,植物通过自我数量增加来改变群落结构。Sari Pitkänen[32]用不同分类方法(DCA,GNMDS,LNMDS和HMDS)结合TWINSPAN分类法对芬兰林分结构和地被物生物多样性之间的关系进行了研究,结果表明林龄小且土壤肥沃的林分物种多样性最高,树高分布状态决定着林下植被、出材量等因子的变化。王军等[33]用Weibull分布密度函数对冀北山区典型森林树木树高分布规律进行了研究,Weibull分布密度函数在一定程度上反映了林分的树高分布规律。林分年龄可以用来描述森林的演替阶段、判断立地质量和确定经营措施的有效生态参数。对美国北迈阿密原始阔叶混交林结构研究表明,大多数树种年龄分布呈倒“J”型分布。因树高和年龄实测困难,而直径测定相对便利,直径分布对森林经营方案和模拟未来林分的收获预测具有重要的理论和实际操作意义而被广泛关注。如斯瓦洛夫[34]对苏联远东地区松树、落叶松和云杉林分的直径结构研究发现,直径结构呈不规则的山状曲线,表明该林分是异龄林。近年来Weibull直径分布模型被广泛应用,Sarkkola等[35]应用该模型对欧洲赤松的林分结构变化进行了研究,表明其具有很好的实用性。
树种组成、树高分布、年龄分布等指标参数的调查不受林分位置的限制,被称为非空间结构,把林木位置考虑进去的混交、竞争和林木分布格局三个方面的结构参数被称为空间结构[36]。Gadow等[37]对森林混交的量化提出了混交度的概念,即任意一个树的最近相邻木为非同种的概率。惠刚盈[38]是国内最早介绍混交度的国内学者,他提出了用“结构四组法”对林分空间结构进行分析。物种生长过程中涉及的竞争活动关乎生态系统的稳定性、生产力的形成、物种多样性等生态结构和过程[39]。国内对林木竞争能力的量化也是惠刚盈等提出的大小比数,该结构参数量化了参照树与其相邻木的关系,是对相邻木关系大小分化度的完善和补充[40]。林分空间分布格局是树种生长受到光照、干扰、微生境、地形、竞争、单株林木生长特征等综合作用的结果[39],其在植物生态学领域备受重视。目前国际上研究林木空间分布格局主要采用双相关函数,基于Ripley’s K(d)[41],Yasuhiro等[42]对日本针阔混交林林木空间结构研究分析表明,大多数树种呈聚集分布格局。惠刚盈[43]和郝云庆等[44]综合利用混交度、大小比数、角尺度对柳杉间伐前后空间结构变化进行了预测分析,为柳杉林分空间结构优化提供了科学依据。(www.xing528.com)
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