基于相邻木关系的林分结构多样性研究

Structure is the basis of the function; the only reasonable structure produced the better function. Stand structure is a basic unit and an important factor in forest management and analysis. To improve the diversity and complexity of the stand structure is the basis for the maintenance of biodiversity and increased of forest ecosystem. In this study, the warm temperate oak forest and temperate broad-leaved Korean pine forest as the research object, using computer simulation technology and the construction method based on information entropy and 3D spatial point location method to study stand structure diversity. The main research contents as follow: (1) the construction and evaluation of stand structure diversity index based on the relationship between the neighboring trees. Reference tree and its recent 4 adjacent trees constitute the structural unit as the basic research object, construct stand structural diversity index which includes forest distribution pattern, species separation and size differentiation information and puts forward evaluation method;(2) the study of coupling mechanism between the stand structural diversity and composition diversity, the response of the stand structural diversity to stand structure adjustment. Using the computer technology to simulate adjustment of the forest distribution pattern, competition relation and composition to reveals the stand structural diversity on stand structure adjustment response mechanism. The research results have important significance to stand structural diversity quantitative expression and reasonable forest structure adjustment.

结构是产生功能的基础，只有合理的结构才能产生良好的功能。林分结构是森林经营和分析中的一个基本单位和重要因子，提高林分结构的多样性和复杂性，是实现森林生态系统生物多样性维持和增加的基础。本研究以暖温带栎类天然林和温带红松阔叶林等为研究对象，运用基于信息熵和三维空间点位置的多样性指数构建方法及计算机模拟技术，主要开展：（1）基于相邻木关系的林分结构多样性指数构建与评价研究。将参照树及其最近4株相邻木构成的结构单元作为基本研究对象，构建包含林木分布格局、树种分隔及大小分化等信息的林分结构多样性指数，提出评价方法；（2）林分结构多样性与组成多样性耦合机制及对林分结构调整的响应研究。运用计算机模拟林分分布格局、竞争关系、组成调整，揭示林分结构多样性对林分结构调整的响应机制。研究结果对实现林分结构多样性的量化表达和合理调整林分结构具有重要意义。

林分结构是森林经营与分析中的重要因子，提高林分结构多样性和复杂性是实现森林生态系统生物多样性维持和增加的基础。林分结构多样性的表达方法是生态学和林学学科研究的重点议题，提高林分结构多样性指数对林分结构复杂性描述和区分能力是亟待解决的问题。研究以参照树与其最近的4株相邻木构成的林分空间结构单元作为基本研究对象，将角尺度、混交度和大小比数三个参数联合，提出林分空间结构单元类型多样性的概念，并结合Shannon-Wiener指数来评价林分的空间结构单元类型的多样性。根据Shannon-Wiener指数同一总体不同独立分类的可加性原则，将林分中的树种多样性与林分空间结构多样性相结合，并以林分林木的大小变异作为系数，提出了林分结构多样性表达方法。采用不同气候区的不同森林类型和阔叶红松林不同经营采伐方式及强度对林分结构多样性表达方法进行了验证，结果表明，构建的林分结构多样性指数能够很好从林分的树种组成、林木个体的大小分化及林木的分布等三个方面来体现林分结构的多样性，此外，该指数对经营活动敏感，可以用来评价森林进行经营林分结构多样性的变化情况。项目执行期间，共发表文章10篇，其中SCI 4篇，EI 1篇，中文核心期刊4篇，授权专利1项，登记软件著作1项。