金子山國有林場4種典型林分空間結(jié)構(gòu)多樣性特征

摘 要：【目的】以金子山國有林場4種典型林分為研究對象，分析對比不同林分空間結(jié)構(gòu)多樣性差異，確定影響林分結(jié)構(gòu)多樣性的主要因素，為實(shí)現(xiàn)區(qū)域森林可持續(xù)經(jīng)營和森林質(zhì)量的精準(zhǔn)提升提供理論基礎(chǔ)。【方法】基于常綠落葉闊葉混交天然林和杉木、柳杉、鵝掌楸3種人工林的樣地實(shí)測數(shù)據(jù)，應(yīng)用林分空間結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)法對4種典型林分進(jìn)行分析。【結(jié)果】常綠落葉闊葉混交林林分空間結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù)DFS值為0.767，結(jié)構(gòu)多樣性呈良好狀態(tài)；柳杉林為0.578、鵝掌楸林為0.565均呈中等狀態(tài)；杉木林僅為0.288，結(jié)構(gòu)多樣性整體呈較差狀態(tài)。常綠落葉闊葉混交林在水平和垂直空間上均有較好的表達(dá)，林分中最常見的結(jié)構(gòu)單元類型為參照樹周圍很密集隨機(jī)分布3～4種樹種的絕對優(yōu)勢木和劣勢木（Wi=0.5、Ui=0/0.75、Mi=0.75/1、Ci=1），結(jié)構(gòu)單元內(nèi)個(gè)體間冠層連接緊密，不同樹種不同大小的個(gè)體占據(jù)各自生態(tài)位，形成了資源合理分配的格局。而3種人工林林層結(jié)構(gòu)和樹種組成相較之下更為單一，最常見的結(jié)構(gòu)組合均為4株同種（Mi=1）個(gè)體的伴生，影響了林分空間結(jié)構(gòu)多樣性的提升。【結(jié)論】豐富的樹種多樣性和林層結(jié)構(gòu)對該地區(qū)林分形成良好的林分空間結(jié)構(gòu)多樣性具有決定作用，在今后林分可持續(xù)經(jīng)營管理中，應(yīng)著重關(guān)注樹種組成多樣性和林分垂直空間復(fù)雜性的構(gòu)建，將有利于林分健康穩(wěn)定地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：林分空間結(jié)構(gòu)多樣性；空間結(jié)構(gòu)單元；四元分布；林層數(shù)；樹種數(shù)；金子山

中圖分類號：S758.5+3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-923X（2025）03-0098-09

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃政府間國際科技創(chuàng)新合作項(xiàng)目（2023YFE0112800）。

Spatial structure diversity characteristics of four typical stands in Jinzi mountain national forest farm

XIANG Qin1，2， GUO Qiuju1， AI Xunru1， XUE Weixing3， WANG Lei1， PAN Zhaolong1， ZHANG Qiang1

（1. School of Forestry and Horticulture， Hubei Minzu University， Enshi 445000， Hubei， China； 2. College of Forestry， Southwest Forestry University， Kunming 650224， Yunnan， China； 3. College of Horticulture and Forestry Sciencess， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430000， Hubei， China）

Abstract：【Objective】Four kinds of forest in Jinzi mountain national forest farm were taken as research objects to analyze and compare the differences of spatial structure diversity of different stands， and determine the main factors affecting the diversity of stand structure， so as to provide theoretical basis for realizing the sustainable management of regional forests and the accurate improvement of forest quality.【Method】Based on the measured plot data of evergreen and deciduous broad-leaved mixed natural forest and 3 kinds of Cunninghamia lanceolata、Cryptomeria fortunei and Liriodendron chinense plantations， the stand spatial structure diversity evaluation method was used to analyze four kinds of typical stands.【Result】The spatial structure diversity index （DFS） of evergreen deciduous broad-leaved mixed forest was 0.767， and the structure diversity was in a good state. The values of the Cryptomeria fortunei forest （0.578） and Liriodendron chinense forest （0.565） were medium. Cunninghamia lanceolata forest was only 0.288， and the overall structural diversity was poor. Evergreen deciduous broad-leaved mixed forests are well expressed in both horizontal and vertical spaces. The most common structural unit type in the stands is the absolute dominant and inferior trees of 3-4 species which are densely distributed randomly around the reference trees（Wi=0.5、Ui=0/0.75、Mi=0.75/1、Ci=1）. The canopy connections among individuals within the structural units are tight， and individuals of different species and sizes occupy their own ecological niches， forming a pattern of rational resource allocation. However， the structure and tree species composition of the 3 artificial stands are more simple， and the most common structural combination is the concomitant of four individuals of the same species（Mi=1）， which affects the improvement of the spatial structure diversity of the stand.【Conclusion】It is concluded that rich tree species diversity and forest layer structure play a decisive role in the formation of good stand spatial structure diversity in this region. In the future sustainable management of stands， attention should be paid to the construction of tree species composition diversity and vertical spatial complexity of stands， which will be conducive to the healthy and stable development of stands.

Keywords： spatial structure diversity of stand； spatial structural units； quadrivariate distribution； forest layers； tree species number； Jinzi mountain

森林結(jié)構(gòu)與森林的穩(wěn)定性、生產(chǎn)力、碳匯能力及生態(tài)功能的發(fā)揮有密不可分的聯(lián)系[1-3]。科學(xué)的森林經(jīng)營理論和實(shí)踐一般都是以林分的結(jié)構(gòu)調(diào)整為基礎(chǔ)，目前基于相鄰木關(guān)系的結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營理論被廣泛應(yīng)用于森林結(jié)構(gòu)相關(guān)研究[4-5]。該方法以林分空間結(jié)構(gòu)單元為基礎(chǔ)，結(jié)合4個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的多元聯(lián)合概率分布，從多個(gè)層次和維度呈現(xiàn)林分結(jié)構(gòu)信息，精準(zhǔn)體現(xiàn)了林分結(jié)構(gòu)特征[6]。其中林分空間結(jié)構(gòu)單元是人為劃分有效量化森林結(jié)構(gòu)的最小單位，將林木的點(diǎn)格局及其屬性的空間分布信息整合表達(dá)，4個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)：角尺度、大小比數(shù)、混交度和密集度則確切回答了個(gè)體周圍相鄰木有多少比其大或小、如何分布、是否同種、是否受到擠壓的問題[7-8]。但該方法僅呈現(xiàn)了水平空間上的結(jié)構(gòu)信息，對于林分垂直分層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)尚有欠缺，上下縱橫交錯(cuò)形成復(fù)雜的林層促進(jìn)生境的縱向異化，是森林資源利用分配的結(jié)果[9-11]。同時(shí)結(jié)構(gòu)參數(shù)混交度僅對比了參照木與相鄰木是否同種，忽視了樹種豐富度，不能完全反映樹種空間隔離程度[12-13]。近期惠剛盈等[14]深入剖析了林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)四元分布的生態(tài)意義，將林層數(shù)和樹種數(shù)2個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)納入考量，構(gòu)建了林分空間結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)法，有機(jī)整合了林分空間結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)參數(shù)和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，并指出高的林分空間結(jié)構(gòu)多樣性是高質(zhì)量林分形成的基礎(chǔ)，對于系統(tǒng)分析林分水平和垂直空間結(jié)構(gòu)特征具有重要意義。

金子山國有林場位于恩施土家族苗族自治州西南部，地處中亞熱帶北部邊緣，常綠落葉闊葉混交林是該地區(qū)山地森林植被的主體之一，由于處在常綠闊葉林和落葉闊葉林的生態(tài)交錯(cuò)帶上，孕育了豐富的生物多樣性[15]。但早期的過量采伐利用、毀林開荒致使地區(qū)資源不同程度地枯竭，2000年國家正式啟動(dòng)天保工程全面停止了天然林及其次生林的商業(yè)采伐，加之林場內(nèi)有多種人工純林和混交林的栽培，森林資源得到一定的恢復(fù)[16]。目前，針對該區(qū)域森林結(jié)構(gòu)特征的研究多采用結(jié)構(gòu)參數(shù)單層次或多層次的形式量化描述林分空間結(jié)構(gòu)特征[17-18]，但并未將林層數(shù)和樹種數(shù)深入探究，不同起源、不同優(yōu)勢樹種組成的各類森林類型其水平和垂直空間結(jié)構(gòu)具有較大異質(zhì)性，這些差異勢必會影響森林未來發(fā)展與科學(xué)經(jīng)營技術(shù)的制定，這是林分空間結(jié)構(gòu)特征分析不可或缺的部分。因此，本研究以金子山國有林場4種典型林分類型為研究對象，基于結(jié)構(gòu)參數(shù)四元分布與林分空間結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)法，旨在探究不同林分空間結(jié)構(gòu)多樣性差異，為地區(qū)森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

金子山國有林場始建于1982年，位于湖北省利川市團(tuán)堡鎮(zhèn)，林場總面積約885.4 hm2，地理中心位置坐標(biāo)為109°02′58″E，30°17′17″N。該地區(qū)位于中亞熱帶偏北，夏季高溫多雨，冬季溫暖濕潤，全年雨量充沛，年降水量為1 350～1 600 mm，同時(shí)日照時(shí)間充足，年日照時(shí)間1 250～1 350 h，年平均溫度12.7 ℃，屬于典型的亞熱帶大陸性季風(fēng)濕潤氣候。林場地勢處于武陵山脈與巫山山脈結(jié)合部，又是云貴高原向東北延伸的部分，東西山脊相接，中部高，四周低，最高峰海拔1 767 m，最低海拔1 200 m，地貌復(fù)雜多變，因此垂直氣候分異明顯，為生物生存提供了良好的棲所。林場內(nèi)天然林植被類型主要是亞熱帶山地常綠落葉闊葉混交林，人工林主要栽培樹種包括杉木Cunninghamia lanceolata、柳杉Cryptomeria fortunei、鵝掌楸Liriodendron chinense、馬尾松Pinus massoniana等。

1.2 樣地設(shè)置與調(diào)查

2019年11月，在金子山國有林場內(nèi)根據(jù)優(yōu)勢樹種集中分布、人為干擾較少、內(nèi)部地形相對一致且地勢相對平緩等條件，建立了12個(gè)20 m×20 m永久固定監(jiān)測樣地，包含4種典型林分：常綠落葉闊葉混交林和杉木、柳杉、鵝掌楸3種人工林，樣地信息詳見表1。每個(gè)樣地用四分法連續(xù)劃分為4個(gè)10 m×10 m的樣方，16個(gè)5 m×5 m的樣方，以5 m×5 m樣方為基本調(diào)查單元，對樣地內(nèi)所有DBH≥5 cm的木本植物鑒別、每木檢尺、掛牌、刷漆，標(biāo)定樣地左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，東西方向?yàn)閄軸，南北方向?yàn)閅軸，測度個(gè)體在5 m×5 m樣方內(nèi)的相對坐標(biāo)值（x、y）。同時(shí)記錄種名、胸徑、樹高、冠幅、海拔、坡位、坡向、坡度和樣地中心點(diǎn)經(jīng)緯度等信息。計(jì)算林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，樣地四周各劃定2 m的緩沖區(qū)消除邊緣效應(yīng)，其余區(qū)域?yàn)楹诵膮^(qū)，緩沖區(qū)內(nèi)喬木僅作為相鄰木，而核心區(qū)內(nèi)的喬木可作為參照樹和相鄰木。

1.3 林分空間結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù)計(jì)算

林分空間結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù)DFS各部分的值均在0～1之間，值越大表示林分空間結(jié)構(gòu)多樣性越好，值越小表示空間結(jié)構(gòu)多樣性越差。據(jù)此，將空間結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù)DFS結(jié)果劃分為（0，0.2]、（0.2，0.4]、（0.4，0.6]、（0.6，0.8]、（0.8，1]5個(gè)區(qū)間，分別代表林分空間結(jié)構(gòu)多樣性極差、較差、中等、良好與非常好。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

每株林木的空間結(jié)構(gòu)參數(shù)Wi、Ui、Mi、Ci利用林分空間結(jié)構(gòu)分析軟件Winkelmass和R 3.6.3計(jì)算，應(yīng)用WPS 2022軟件完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，Origin 2021軟件繪制成圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林分類型空間結(jié)構(gòu)參數(shù)四元分布

林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)的四元分布通過將W與U兩個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的可能取值組合作為X軸，M與C作為Y軸，四者交叉組合得到的相對頻率作為Z軸，得到625種不同結(jié)構(gòu)組合下的相對頻率分布，結(jié)果如圖1所示。金子山國有林場常綠落葉闊葉混交林625種結(jié)構(gòu)組合中70種結(jié)構(gòu)組合有頻率值，存在最大頻率值為4.55%，最小頻率值1.14%。不同混交度和密集度等級下隨機(jī)分布（Wi=0.5）的各優(yōu)勢度林木株數(shù)比例最高，達(dá)56.81%；不同角尺度和大小比數(shù)等級下混交良好的（Mi=0.75/1）各密集度林木株數(shù)比例最高，達(dá)67.05%。結(jié)構(gòu)單元類型集中分布在W[0.25，0.75]、M[0.5，1]區(qū)間內(nèi)，最常見的結(jié)構(gòu)單元類型為參照樹周圍很密集隨機(jī)分布3～4種樹種的絕對優(yōu)勢木和劣勢木（Wi=0.5、Ui=0/0.75、Mi=0.75/1、Ci=1）。不同角尺度和大小比數(shù)等級下林分中均不存在零度混交（Mi=0）的結(jié)構(gòu)單元類型。

柳杉人工林中共出現(xiàn)77種結(jié)構(gòu)單元類型，最大頻率值為5.38%，最小頻率值0.77%（圖2）。不同混交度和密集度等級下隨機(jī)分布的各優(yōu)勢度林木株數(shù)比例最高，達(dá)57.69%；不同角尺度和大小比數(shù)等級下零度和弱度混交的各密集度林木株數(shù)比例最高，達(dá)90.00%。林分中結(jié)構(gòu)單元類型集中分布在W[0.25，0.75]、M[0，0.25]區(qū)間內(nèi)，最常見的結(jié)構(gòu)單元類型為參照樹周圍很密集隨機(jī)分布4株同種樹種的中庸木（Wi=0.5、Ui=0.5、 Mi=0、Ci=1）；其次為很密集隨機(jī)分布4株同種樹種的劣勢參照木（Wi=0.5、Ui=0.75/1、Mi=0、Ci=1）占總株數(shù)比例為4.61%。林分中絕對均勻分布（Wi=0）結(jié)構(gòu)單元類型僅有1種，強(qiáng)度混交（Mi=0.75）結(jié)構(gòu)單元類型僅有2種。

杉木人工林中共出現(xiàn)71種結(jié)構(gòu)單元類型，最大頻率值為3.19%，最小頻率值1.06%（圖3）。不同混交度和密集度等級下隨機(jī)分布的各優(yōu)勢度林木株數(shù)比例最高，達(dá)61.70%；不同角尺度和大小比數(shù)等級下零度混交的樹冠密集分布的林木株數(shù)比例最高，達(dá)27.66%。林分結(jié)構(gòu)單元類型分布直觀表現(xiàn)無突出特征，株數(shù)占比最高的4種結(jié)構(gòu)單元類型均為零度混交（Mi=0）。林分中絕對均勻分布（Wi=0）結(jié)構(gòu)單元類型數(shù)僅有1種，極不均勻分布（Wi=1）結(jié)構(gòu)單元類型數(shù)有2種。

鵝掌楸人工林顯示僅出現(xiàn)63種結(jié)構(gòu)單元類型，最大頻率值為5.88%，最小頻率值1.18%（圖4）。不同混交度和密集度等級下隨機(jī)分布的各優(yōu)勢度林木株數(shù)比例最高，達(dá)65.88%；不同角尺度和大小比數(shù)等級下零度混交的樹冠密集分布的林木株數(shù)比例最高，達(dá)35.29%。林分中結(jié)構(gòu)單元類型集中分布在W[0.25，0.5]、M=0區(qū)間內(nèi)，林分中最常見的結(jié)構(gòu)單元類型為參照樹周圍很密集隨機(jī)分布4株同種樹種的絕對劣勢木（Wi=0.5、Ui=1、Mi=0、Ci=1）。林分中絕對均勻分布（Wi=0）結(jié)構(gòu)單元類型數(shù)僅有1種，不均勻分布（Wi=0.75）結(jié)構(gòu)單元類型數(shù)有3種。

2.2 結(jié)構(gòu)單元中的樹種數(shù)及其分布

不同林分類型結(jié)構(gòu)單元樹種數(shù)及其分布如表2所示。常綠落葉闊葉混交林中沒有樹種數(shù)等于1的結(jié)構(gòu)單元，即樣地內(nèi)沒有5株樹均為同種的情況，樹種數(shù)為3或4的結(jié)構(gòu)單元數(shù)占比最高，達(dá)30.68%。人工林情況則相反，柳杉、杉木和鵝掌楸3種人工林分，樹種數(shù)等于5的結(jié)構(gòu)單元數(shù)均為0。柳杉林中僅存在樹種數(shù)為1和2的結(jié)構(gòu)單元，同一樹種結(jié)構(gòu)單元比例占比達(dá)65.38%；杉木林中同一樹種結(jié)構(gòu)單元比例達(dá)45.74%，僅有2.13%的結(jié)構(gòu)單元有4種樹種混交；鵝掌楸林中也以同一樹種結(jié)構(gòu)單元比例最高，多種樹種混交比例較低。林分平均樹種數(shù)常綠落葉闊葉混交林3.40最高，高于杉木林（1.73）和鵝掌楸林（1.69），柳杉林樹種數(shù)最低，為1.35。

2.3 林分空間結(jié)構(gòu)多樣性

通過對不同林分進(jìn)行結(jié)構(gòu)單元類型數(shù)、樹種數(shù)、林層數(shù)統(tǒng)計(jì)，分別得到各林分空間結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)指標(biāo)，如表3所示。從水平結(jié)構(gòu)多樣性來看，4種林分結(jié)構(gòu)單元均勻度僅柳杉林稍差，結(jié)構(gòu)單元豐富度相差無幾，但結(jié)構(gòu)單元樹種豐富度常綠落葉闊葉混交林值為0.760，遠(yuǎn)高于3種人工混交林，其中柳杉林僅為0.186。因此，結(jié)構(gòu)單元的樹種豐富度也直接影響了金子山林場不同林分在水平空間上的結(jié)構(gòu)多樣性，常綠落葉闊葉混交林水平結(jié)構(gòu)多樣性優(yōu)于其他林分。從垂直結(jié)構(gòu)多樣性來看，常綠落葉闊葉混交林最豐富，柳杉人工林次之，杉木人工林最差，這也是各林分結(jié)構(gòu)單元平均林層數(shù)差異的直接體現(xiàn)。總體來說，常綠落葉闊葉混交林DFS值0.767，高于其余3種林分，結(jié)構(gòu)多樣性在水平和垂直空間上均有較好的表達(dá)呈良好狀態(tài)；柳杉人工林樹種豐富度最低，這與四元分布呈現(xiàn)的零度和弱度混交株數(shù)比例達(dá)90.00%結(jié)論相一致，其林分空間結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)與鵝掌楸林均呈中等狀態(tài)；杉木林DFS值僅為0.288，結(jié)構(gòu)多樣性整體呈較差狀態(tài)。

3 討 論

本研究對金子山國有林場4種典型林分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)參數(shù)四元分布分析，在625種結(jié)構(gòu)組合中，柳杉林結(jié)構(gòu)單元類型最豐富擁有77種，天然林次之。這可能與林分密度相關(guān)，柳杉林樣地中結(jié)構(gòu)單元個(gè)數(shù)高于其余3種林分，間接提高了結(jié)構(gòu)單元類型的豐富度。四元分布的最大頻率值代表了林分中最常見的結(jié)構(gòu)組合，是林分典型結(jié)構(gòu)特征的體現(xiàn)，常綠落葉闊葉混交林最常見的結(jié)構(gòu)單元類型為參照樹周圍很密集隨機(jī)分布3～4種樹種的絕對優(yōu)勢木和劣勢木，結(jié)構(gòu)單元內(nèi)個(gè)體間冠層連接緊密，不同樹種不同大小的個(gè)體占據(jù)各自生態(tài)位，形成了資源合理分配的格局，體現(xiàn)了天然林物種豐富、多樹種混交、多世代共存且林木隨機(jī)分布的特點(diǎn)[14，19]；相較之下，3種人工林最常見的結(jié)構(gòu)組合均為4株同種個(gè)體的伴生，結(jié)構(gòu)單元類型分布也集中在M[0，0.25]區(qū)間內(nèi)，切實(shí)體現(xiàn)了人工林樹種單一的特點(diǎn)[20]，混交度差異是3種人工林區(qū)別常綠落葉闊葉混交林的重要特征；而4種林分共同的特點(diǎn)體現(xiàn)在占比最多的結(jié)構(gòu)組合幾乎均為隨機(jī)分布，且不同混交度和密集度等級下隨機(jī)分布的株數(shù)比例達(dá)57%以上，雖然人工造林之初采用規(guī)則式種植，林木均勻分布，但隨著林木生長林分演替，一些個(gè)體因自疏或?yàn)?zāi)害死亡，整體的水平空間分布逐漸趨向隨機(jī)，這也間接證實(shí)了結(jié)構(gòu)單元隨機(jī)體是自然條件下最為普適的鄰體配置[21]。

結(jié)構(gòu)參數(shù)四元分布全面量化了林分結(jié)構(gòu)4方面的特征，是森林群落水平空間結(jié)構(gòu)特征的詳細(xì)可視化解譯[22]，但缺少對林分垂直方向上層次關(guān)系的呈現(xiàn)，因此Zhao等[23]和惠剛盈等[14]基于生物多樣性概念分別提出了林分空間結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)方法，一致認(rèn)為天然林林分空間結(jié)構(gòu)多樣性高于人工林。本研究基于金子山不同起源林分的結(jié)構(gòu)參數(shù)四元分布，結(jié)合空間結(jié)構(gòu)多樣性綜合指標(biāo)進(jìn)行分析與驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)常綠落葉闊葉混交林結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)處于良好狀態(tài)，無論是在水平還是垂直方向上均優(yōu)于3種人工林分，3種人工林處于中等、較差的狀態(tài)，尤其是柳杉林，樣地內(nèi)的結(jié)構(gòu)單元幾乎沒有5株樹均為不同種的情況，且林層數(shù)均低于常綠落葉闊葉混交林。不同林分的結(jié)構(gòu)多樣性的差異主要體現(xiàn)在樹種豐富度和平均林層數(shù)上。這與惠剛盈等[14]對銳齒櫟天然林、紅松闊葉林和側(cè)柏人工林的空間結(jié)構(gòu)多樣性對比研究結(jié)果相一致。天然林在生長過程中，林分空間利用發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，在有限的空間內(nèi)個(gè)體占據(jù)各自生態(tài)位資源利用率高，而人工林樹種多樣性與物種豐富度低，垂直空間資源利用率低，林下植被稀少，因此水平空間結(jié)構(gòu)與垂直空間結(jié)構(gòu)異質(zhì)性低[23]，林分天然更新能力與穩(wěn)定性較差，未能形成復(fù)雜多樣的林分結(jié)構(gòu)[24]。相比經(jīng)典的結(jié)構(gòu)參數(shù)的特征描述，林分空間結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù)DFS對研究區(qū)4種不同林分的評價(jià)結(jié)果客觀地反映了森林空間結(jié)構(gòu)多樣性的現(xiàn)狀，進(jìn)一步證實(shí)了2個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)對林分空間結(jié)構(gòu)特征的契合，其中樹種數(shù)在混交度基礎(chǔ)上更豐富呈現(xiàn)了樹種多樣性，林層數(shù)影響著林分幼苗更新和物種多樣性指數(shù)[25-26]，突出了不同林分垂直空間資源利用率差異。

4 結(jié) 論

金子山國有林場的4種典型林分：常綠落葉闊葉混交林、柳杉林、杉木林和鵝掌楸林，各林分水平空間分布均以隨機(jī)分布為主，林分結(jié)構(gòu)單元均勻度、豐富度相近，但人工林結(jié)構(gòu)單元組合多為4株同種個(gè)體，同一批次栽植，不僅生物多樣性低且垂直空間資源利用率差，各林分空間結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)分別呈良好、中等、較差和中等的狀態(tài)，常綠落葉闊葉混交林在水平、垂直方向上結(jié)構(gòu)均優(yōu)于3種人工林分。金子山國有林場典型林分結(jié)構(gòu)多樣性的差異主要體現(xiàn)在樹種豐富度和平均林層數(shù)上，豐富人工林樹種多樣性和林層結(jié)構(gòu)是形成高質(zhì)量林分的關(guān)鍵。因此，在今后林分可持續(xù)經(jīng)營措施中，建議從樹種組成多樣性、林木大小差異化著手，采用合理的經(jīng)營撫育技術(shù)，構(gòu)建多樹種異齡林結(jié)構(gòu)，提升水平和垂直方向上的結(jié)構(gòu)多樣性和復(fù)雜性，促進(jìn)林分健康穩(wěn)定地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] FORRESTER D I， BAUHUS J. A review of processes behind diversity productivity relationships in forests[J]. Current Forestry Reports，2016， 2（1）：45-61.

[2] ZHANG W W， LU Z T， YANG K， et al. Impacts of conversion from secondary forests to larch plantations on the structure and function of microbial communities[J]. Applied Soil Ecology， 2017，111：73-83.

[3] AUSSENAC R， BERGERON Y， GRAVEL D， et al. Interactions among trees： a key element in the stabilising effect of species diversity on forest growth[J]. Functional Ecology， 2019，33（2）：360-367.

[4] POMMERENING A. Evaluating structural indices by reversing forest structural analysis[J]. Forest Ecology and Management， 2006，224（3）：266-277.

[5] 陳明輝.結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營對吉林蛟河闊葉紅松林林分狀態(tài)的影響[D].北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院，2023. CHEN M H. Effects of structure-based forest management on forest state of broad-leaved Korean pine forests in Jilin Jiaohe[D]. Beijing： Chinese Academy of Forestry，2023.

[6] 張崗崗.甘肅小隴山3種典型天然林空間結(jié)構(gòu)特征研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2016. ZHANG G G. Spatial characteristics of three kinds of typical natural forests In Xiaolong mountains， Gansu Province[D]. Yangling： Northwest A F University，2016.

[7] 惠剛盈.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[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（4）：1-8. HUI G Y. Studies on the application of stand spatial structure parameters based on the relationship of neighborhood trees[J]. Journal of Beijing Forestry University，2013，35（4）：1-8.

[8] 惠剛盈，GADOW K V.結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營原理[M].北京：中國林業(yè)出版社，2016. HUI G Y， GADOW K V. Principles of structure-based forest management[M]. Beijing： China Forestry Publishing House，2016.

[9] 袁士云.甘肅省小隴山現(xiàn)有林分經(jīng)營模式評價(jià)研究[D].北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院，2010. YUAN S Y. Study on evaluation of existing forest stand management model in Xiaolongshan， Gansu Province[D]. Beijing： Chinese Academy of Forestry，2010.

[10] KOVáCS B， TINYA F P ó. Stand structural drivers of microclimate in mature temperate mixed forests[J]. Agricultural and Forest Meteorology， 2017，234：11-21.

[11] 武秀娟，奧小平，姚麗敏，等.油松天然林林分空間結(jié)構(gòu)特征[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2024，44（2）：83-90. WU X J， AO X P， YAO L M， et al. Stand spatial structure characteristics of Pinus tabuliformis natural forest[J]. Journal of Central South University of Forestry Technology，2024，44（2）： 83-90.

[12] 湯孟平，周國模，陳永剛，等.基于Voronoi圖的天目山常綠闊葉林混交度[J].林業(yè)科學(xué)，2009，45（6）：1-5. TANG M P， ZHOU G M， CHEN Y G， et al. Mingling of evergreen broad-leaved forests in Tianmu mountain based on Voronoi diagram[J]. Scientia Silvae Sinicae，2009，45（6）：1-5.

[13] 湯孟平，唐守正，雷相東，等.兩種混交度的比較分析[J].林業(yè)資源管理，2004（4）：25-27. TANG M P， TANG S Z， LEI X D， et al. Comparison analysis on two minglings[J]. Forest Resources Management，2004（4）：25-27.

[14] 惠剛盈，趙中華，胡艷波，等.基于4株相鄰木關(guān)系的林分空間結(jié)構(gòu)多樣性測度方法研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，45（7）： 18-26. HUI G Y， ZHAO Z H， HU Y B， et al. Research on the measurement method of forest spatial structure diversity based on 4 neighborhood tree relationship[J]. Journal of Beijing Forestry University，2023，45（7）：18-26.

[15] 黃偉.金子山常綠落葉闊葉混交林大樣地主要優(yōu)勢種空間分布格局分析[D].恩施：湖北民族學(xué)院，2018. HUANG W. Analysis of the spatial distribution pattern of the dominant species of evergreen-deciduous mixed broadleaved forest in Jinzi mountain[D]. Enshi： Hubei University for Nationalities，2018.

[16] 湯景明.鄂西南山地常綠落葉闊葉混交林恢復(fù)研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)， 2008. TANG J M. Study on restoration of montane mixed evergreen and deciduous broad leaved forests in southwest Hubei[D]. Beijing： Beijing Forestry University，2008.

[17] 向欽，郭秋菊，艾訓(xùn)儒，等.林分空間結(jié)構(gòu)與物種多樣性隨空間尺度變化的規(guī)律研究[J].林業(yè)科學(xué)研究，2022，35（3）： 151-160. XIANG Q， GUO Q J， AI X R， et al. Variations on stand spatial structure and species diversity in different spatial scales[J]. Forest Research，2022， 35（3）：151-160.

[18] 陳斯.金子山亞熱帶常綠落葉闊葉混交林群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性[D].恩施：湖北民族學(xué)院，2018. CHEN S. Community structure and species diversity of subtropical evergreen-deciduous mixed broad-leaved forest in Jinzi mountain[D]. Enshi： Hubei University for Nationalities，2018.

[19] DEL RíO M， PRETZSCH H， ALBERDI I， et al. Characterization of the structure， dynamics， and productivity of mixed -species stands： review and perspectives[J]. European Journal of Forest Research，2016，135（1）：23-49.

[20] 彭舜磊，王得祥，趙輝，等.我國人工林現(xiàn)狀與近自然經(jīng)營途徑探討[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23（2）：184-188. PENG S L， WANG D X， ZHAO H， et al. Discussion the status quality of plantation and near nature forestry management in China[J]. Journal of Northwest Forestry University，2008，23（2）： 184-188.

[21] ZHANG G Q， HUI G Y， ZHAO Z H， et al. Composition of basal area in natural forests based on the uniform angle index[J]. Ecological Informatics，2018，45：1-8.

[22] 張崗崗.天然林結(jié)構(gòu)解譯及林分狀態(tài)綜合評價(jià)[D].北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院，2022. ZHANG G G. Natural forest structure interpretation and forest state comprehensive evaluation[D]. Beijing： Chinese Academy of Forestry，2022.

[23] ZHAO Z H， HUI G Y， LIU W Z， et al. A novel method for calculating stand structural diversity based on the relationship of adjacent trees[J]. Forests，2022，13（2）：343.

[24] 莫永俊，曹小玉，趙文菲，等.基于結(jié)構(gòu)方程模型的杉木林林分結(jié)構(gòu)多樣性評價(jià)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2024，44（2）：1-12. MO Y J， CAO X Y， ZHAO W F， et al. Evaluation of stand structure diversity of Cunninghamia lanceolata forest based on structural equation modeling[J]. Acta Ecologica Sinica，2024，44（2）： 1-12.

[25] 樓一愷，范憶，戴其林，等.天目山常綠落葉闊葉林群落垂直結(jié)構(gòu)與群落整體物種多樣性的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報(bào)， 2021，41（21）：8568-8577. LOU Y K， FAN Y， DAI Q L， et al. Relationship between vertical structure and overall species diversity in an evergreen deciduous broad-leaved forest community of Tianmu mountain natural reserve[J]. Acta Ecologica Sinica，2021，41（21）：8568-8577.

[26] 黃萍，劉艷紅.北京松山油松林林分結(jié)構(gòu)和地形對幼苗更新的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2018，2018，37（4）：1003-1009. HUANG P， LIU Y H. Effects of stand structure and terrain factors on seedling regeneration of Pinus tabuliformis forest in the Songshan national nature reserve， Beijing[J]. Chinese Journal of Ecology，2018，37（4）：1003-1009.

[本文編校：吳 毅]