森林空间结构分析系统

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基于GIS技术的森林景观空间格局分析——以贵州省安顺市西秀区为例

基于GIS技术的森林景观空间格局分析——以贵州省安顺市西秀区为例刘国海;陈华江;罗多;田亮【摘要】以贵州省安顺市西秀区森林资源为研究对象，利用GIS技术对安顺市西秀区森林资源基本图进行相关处理。

利用景观分析方法的对相关的指数进行比较分析，为该区的森林资源管理决策提供一定的科学依据。

根据数据分析得出安顺市西秀区森林资源各类景观都受到人为干扰，大部分森林景观生态系统较简单。

%In this paper, Anshun City, forest resourceo for the study, the use of GIS technology to forest resources in Anshun City, Xi Xiuqu basic graph-related processing. Landscape analysis methods u- sing the relevant index for comparative analysis of forest resource management for the area to provide some scientific basis for decision-making. Analysis of the data obtained Anshun City, Xi Xiuqu forest resources are subject to various types of landscape disturbance, most of the forest landscape ecosystem is relatively simple.【期刊名称】《贵州师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(029)003【总页数】6页(P19-24)【关键词】GIS;森林资源;景观分析;生态系统【作者】刘国海;陈华江;罗多;田亮【作者单位】贵州省安顺市西秀区林业局,贵州安顺561000 ;贵州省安顺市西秀区林业局,贵州安顺561000 ;铜仁市漾头中学,贵州铜仁554312 ;福泉市林业局,贵州福泉550500【正文语种】中文【中图分类】P208森林作为陆地生态系统的主体和重要的可再生资源，在人类发展历史中起着不可替代的基础保障和支持作用。

长白山过伐林区云冷杉针阔混交林空间结构分析

收稿Ｆ期：０６０一０Ｊ２０ —ｔ２
＊“ 国家科技攻关项目（０ｔＡ１１７资助十五” ２０Ｂ５０３）０贾秀红，女，ｔ７９６年生，士．Ｅ作位：硕华中农业大学园艺林学学院，武汉４０７３００
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第２卷第４５期２０年８月０６
文章编号
华
中农
业
大
学学
报
Ｖｏ．５Ｎｏ４１２．
Ａｕ０６４６４０ｇ２０，３ —４
ＪｕｎｌｆＨｕｚｏｇＡｇｉｕｔｒｌＵｎｖｒｉｙｏｒａａｈｎｒｃｌｕａｉｅｓｔｏ
小ｌ。因此，２］为了更好地保护和经营过伐林，促进其林下土壤以棕色森林土为主，腐殖质层较厚，一般都
生态系统的健康稳定，必须清楚地了解林分的空间在１ｍ以上。试验地的立地条件较好，５ｃ还保持着结构现状。部分原始植被和土壤状态Ｆ４３］，。
摘要
用角尺度、混交度和大小比数３个林分空间结构参数，分析了长自山过伐林区云冷杉针阔混交林的
空间结构。结果表明：该林分的平均角尺度为０５４林木分布格局为随机分布，分的平均混交度为０８。．０，该林．１
说明它是一个由不同树种呈现强度混交结构状态组成的复杂森林群落。针叶树种具有胸径和树高的优势，尤其
大小、分布等空间关系。林分空间结构决定了树木３０５Ｉｈ）林分株数分布以小径木为多。５￣４０Ｉ。ｍ，Ｔ／
之间的竞争势及其空间生态位，在很大程度上决根据１９它９０年４月～２００１年５月的调查资料，验试定了林分的稳定性、展的可能性和经营空间大地的树种组成均为２２云２红２１１。其发冷椴色枫

森林生态系统组成与结构

• 分解者的主要功能与光合作用相反，把复杂的有机物质分解为简单的无机物，称为分解过程。
7．3 食物链和食物网
生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被取食的关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被取食的关系而排列的链状顺序称为食物链(food chain)
浮游植物→浮游动物→食草性鱼类→食肉性鱼类。植物→青虫→蝗虫→蛙→蛇→鹰。
• 例如:
第1营养级第2营养级第3营养级第4营养级级
第5营养
生产------------食草------------食肉-----------二级肉食--------顶极肉食
者
动物
动物
动物
动物
2、营养级的能量是逐级减少
生态系统中的能流是单向的，通过各个营养级的能量是逐级减少的，减少的原因是：
• 摄食量(I)：表示一个生物所摄取的能量。对于植物来说，它代表光合作用所吸收的日光能；对于动物来说，它代表动物吃进的食物的能量。
• 同化量(A)：对于动物来说，它是消化后吸收的能量；对于分解者是指对细胞外的吸收能量；对于植物来说，它指在光合作用中所固定的能量，常常以总初级生产量表示。
• 呼吸量(R)：指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中消耗的全部能量。
① 各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的生物量，总有一部分会自然死亡和被分解者所利用；
② 各营养级的同化率也不是百分之百的，总有一部分变成排泄物而留于环境中，为分解者所利用；
③各营养级生物要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量，这部分能量变成热能而耗散掉。
3、营养级一般只有四、五级
• 生产量(P)：指生物在呼吸消耗后净剩的同化能量值，它以有机物质的形式累积在生物体内或生态系统中。对于植物来说，它是净初级生产量；对于动物来说，它是同化量扣除呼吸量以后净剩的能量值，即P=A—R。

油松林林分空间结构分析及评价指数构建

西北林学院学报2020,35(5):166-172J o u r n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t yd o i :10.3969/j.i s s n .1001-7461.2020.05.26油松林林分空间结构分析及评价指数构建收稿日期:2020-04-14 修回日期:2020-05-15基金项目:国家重点研发计划(2017Y F D 060050104);国家重点研究发展计划项目(2016Y F D 0600203)㊂作者简介:张君钰㊂研究方向:森林可持续经营㊂E -m a i l :z h a n g j u n yu k e e @163.c o m *通信作者:郝红科,博士,讲师㊂研究方向: 3S 技术在林业中的应用㊂E -m a i l :h h k 2018@126.c o m张君钰1,杨培华1,2,李卫忠1,李显鲜1,郝红科1*(1.西北农林科技大学林学院,陕西杨陵712100;2.国家林业和草原局油松工程技术研究中心,陕西杨陵712100)摘要:分析油松生态公益林林分空间结构并进行评价,用客观数据直观的表现林分空间结构的特点,为培育多功能生态公益林奠定理论基础㊂以古城林场油松林100mˑ100m 的样地实测数据为基础,根据林木坐标位置生成V o r o n o i 图,确定空间结构单元㊂选取角尺度㊁大小比数㊁开敞度㊁林层指数4个空间结构参数对林分空间结构进行基础性分析㊂对各个空间结构参数采用乘除法进行多目标规划,并以变异系数法的思想根据各林分空间结构参数内部标准差的大小确定参数权重,提出林分空间结构评价指数,再根据该油松林生态公益林的特点,将评价指数值划分为5个等级㊂结果表明,角尺度的均值为0.35,整个林分处于随机分布的状态㊂大小比数的均值为0.50,整个林分大小分化不严重,林木的胸径差异不明显㊂开敞度均值为0.40,整个林分透光条件平均水平较好㊂林层指数均值为0.55,有73%的林木林层指数>0.50,表明该林分中林木绝大多数都与相邻木处于不同林层㊂该林分空间结构评价指数均值为0.48,林分空间结构整体状态一般㊂对林分空间结构的分析与空间结构评价指数的构建,不仅能了解到林分空间结构各个方面的状况,也能得知林分空间结构的整体状况,并为森林空间结构优化调整提供理论基础㊂关键词:油松;生态公益林;V o r o n o i 图;空间结构评价指数中图分类号:S 791.254 文献标志码:A 文章编号:1001-7461(2020)05-0166-07A n a l y s i s o f S t a n d S pa t i a l S t r u c t u r e a n d C o n s t r u c t i o n o f E v a l u a t i o n I n d e x o f P i n u s t ab u l i fo r m i s F o r e s t Z H A N G J u n -y u 1,Y A N G P e i -h u a 1,2,L I W e i -z h o n g 1,L I X i a n -x i a n 1,H A O H o n g-k e 1*(C o l l e g e o f F o r e s t r y ,N o r t h w e s t A&F U n i v e r s i t y ,Y a n g l i n g 712100,S h a a n x i ,C h i n a ;2.S t a t e F o r e s t r y an d G r a s s l a n d A d m i n i s t r a t i o n E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h C e n t e r o f P i n u s t a b u l i f o r m i s ,Y a n g l i n g 712100,S h a a n x i ,C h i n a )A b s t r a c t :T o a n a l y z e a n d e v a l u a t e t h e s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e o f P i n u s t a b u l i fo r m i s e c o l o g i c a l p u b l i c w e l f a r e f o r e s t ,a n d t o d i r e c t l y s h o w t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e w i t h o b j e c t i v e d a t a ,s o a s t o l a y at h e o r e t i c a l f o u n d a t i o n f o r t h e c u l t i v a t i o n o f m u l t i -f u n c t i o n a l e c o l o gi c a l p u b l i c w e l f a r e f o r e s t .B a s e d o n t h e m e a s u r e d d a t a o f t h e s a m p l e p l o t s o f P .t a b u l i fo r m i s f o r e s t e a c h w i t h a s i z e o f 100mˑ100m o f i n G u c h e n g F o r e s t F a r m ,t h e V o r o n o i d i a g r a m w a s g e n e r a t e d a c c o r d i n gt o t h e t r e e c o o r d i n a t e p o s i t i o n ,a n d t h e s p a t i a l s t r u c t u r e u n i t w a s d e t e r m i n e d .F o u r s p a t i a l s t r u c t u r e p a r a m e t e r s ,i n c l u d i n g u n i f o r m a n gl e i n d e x ,n e i g h b o r h o o d c o m p a r i s o n ,o p e n d e g r e e a n d s t a n d l a y e r i n d e x w e r e s e l e c t e d t o a n a l y z e t h e s pa t i a l s t r u c t u r e o f t h e s t a n d .T h e m u l t i p l i c a t i o n a n d d i v i s i o n m e t h o d w a s u s e d f o r m u l t i -ob j ec t i v e p r o g r a mm i n g of e a c h s p a t i a l s t r u c t u r e p a r a m e t e r ,a n d t h e p a r a m e t e r w e igh t w a s d e t e r mi n e d a c c o r d i n g to t h e i n t e r n a l s t a n d a r d d e v i a t i o n o f e a c h s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e p a r a m e t e r a c c o r d i n gt o t h e i d e a o f c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n m e t h o d ,a n d t h e s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e e v a l u a t i o n i n d e x w a s p u t f o r w a r d .A c c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e e c -o l o gi c a l p u b l i c w e l f a r e f o r e s t ,t h e e v a l u a t i o n i n d i c e s w e r e d i v i d e d i n t o 5g r a d e s .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h em e a n u n i f o r m a n g l e i n d e x w a s0.35,a n d t h e w h o l e s t a n d w a s i n t h e s t a t e o f r a n d o m d i s t r i b u t i o n.T h e n e i g h b o r h o o d c o m p a r i s o n w a s0.5,t h e s i z e d i f f e r e n t i a t i o n o f t h e w h o l e s t a n d w a s n o t o b v i o u s,a n d t h ed i f fe r e n c e of D B H o f t r e e s w a s n o t o b v i o u s.T h e o p e n d eg r e e o f m e a n v a l u e w a s0.40,th e li g h t c o n d i t i o n o fe n t i r e s t a n d w a s o v e r a l l g o o d.S t a n d l a y e r i n d e x a v e r a g e w a s0.55,w i t h73%of s t a n d l a y e r i n d e xg r e a t e r th a n0.50,s h o wi n g t h a t m o s t o f t h e t r e e s i n t h e s t a n d w e r e i n d i f f e r e n t l a y e r s w i t h a dj a c e n t t r e e s.T h e e-v a l u a t i o n g r a d e o f t h e s p a t i a l s t r u c t u r e o f t h e s t a n d w a s g r a d eⅢ.T h r o u g h t h e a n a l y s i s o f s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e a n d t h e c o n s t r u c t i o n o f e v a l u a t i o n i n d e x o f s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e,w e c a nk n o w n o t o nl y t h e s i t u-a t i o n o f a l l a s p e c t s o f s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e,b u t a l s o t h e o v e r a l l s i t u a t i o n o f s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e,a n d l a y a t h e o r e t i c a l f o u n d a t i o n f o r t h e o p t im i z a t i on a n d a d j u s t m e n to f f o r e s t sp a t i a l s t r u c t u r e.K e y w o r d s:P i n u s t a b u l i f o r m i s;e c o l o g i c a l p u b l i c w e l f a r e f o r e s t;V o r o n o i d i a g r a m;e v a l u a t i o n i n d e x o f t h e s p a t i a l s t r u c t u r e林分结构是树木在林分中的分布状态㊂人工林或天然林在未遭受严重干扰的情况下,林分内部都具有一定的分布状态且表现出较为稳定的结构规律性,即林分结构规律[1]㊂林分空间结构是目前国内外学者研究的热点也是难点㊂许多学者从多个方面提出了分析林分空间结构的参数[2-5],但总的来说是从林分水平分布格局㊁大小分化程度和混交度3个方面展开描述[2]㊂目前关于林分空间结构分析的研究较多[6-9],许多学者选取多个参数对不同的林分展开其空间结构的分析,而空间结构参数的计算依赖于基本结构单元的划分,传统构建空间结构单元的方法是固定邻近木株树为4,近年来许多学者采用V o r o n o i创建空间结构单元,此方法每个结构单元的大小不同,具有动态针对性,并且一些学者开展了基于V o r o n o i图的林分空间结构分析的基础性研究[10-13]㊂目前关于林分空间结构评价的研究相对较少,曹小玉等[14]采用乘除法对多个空间结构参数进行多目标规划,建立了空间结构优化目标函数,但并未确定指标权重㊂张连金等[15]根据林分中不满足标准指标占总指标数的比例建立了经营迫切性评价指数㊂以古城林场油松人工林为对象,在以V o r o n o i图确定林分空间结构单元的基础上,选取林分空间结构参数对该油松林进行林分空间结构分析,在钱颂迪[16]乘除法的思想上,对各个空间结构参数进行多目标规划,并通过变异系数法[17]确定林分空间结构各指标权重,建立评价体系,对该林分空间结构进行评价㊂旨在充分了解该地油松林林分情况,为该地区油松的科学经营提供理论依据㊂1材料与方法1.1研究区概况洛南县古城林场(33ʎ52'~34ʎ05'N,110ʎ20'~ 110ʎ29'E),位于陕西省商洛市东北部,地处秦岭东段,海拔900~1200m㊂年平均气温11.1ħ,1月平均气温-2.0ħ,7月平均气温23ħ左右㊂气候属于暖温带于亚热带过渡型,四季分明,雨量充沛㊂全年降水量在770mm左右,相对湿度60%~80%,雨量主要集中在7-9月㊂气候温和,降水充分,冬暖夏凉㊂土壤类型主要有黄棕壤和棕壤,呈中性偏酸㊂在中国植被区划中,归属暖温带植被垂直带,洛南县内主要的森林类型有油松林和栓皮栎林,其中油松是洛南县分布广㊁数量多㊁木材蓄积量大的一个森林类型㊂1.2数据获取2018年7-8月,在陕西省商洛市洛南县古城林场油松林进行全面踏查后,利用全站仪在油松生态公益林中设置了1块100mˑ100m的正方形样地,对样地内所有胸径ȡ2c m的林木进行全林定位,同时对定位林木测量其胸径㊁树高㊁活枝下高㊁南北冠幅和东西冠幅等因子,并记录每株林木的健康状况㊂该油松人工林为异龄纯林,油松纯林林分基本结构概况表1,林分株数密度为1448株㊃h m-2,平均胸径16.61c m,平均树高14.66m,平均冠幅3.22m㊂1.3研究方法1.3.1空间结构单元的确定利用A r c G I S10.2的泰森多边形工具将树的点图层生成泰森多边形,每个泰森多边形内只包含1棵树,泰森多边形的边数即是该中心木对应的邻近木的株数㊂此法确定的空间结构单元对比传统的固定邻近木株树为4,确定空间结构单元更灵活㊂1.3.2消除边缘效应边缘效应指在2个或2个以上不同性质的生态系统交互处,即位于样地边界的林木其邻近木不在该样地内,由于林分之间的差异和协和作用,而引起林分空间结构发生的较大变化㊂为了消除边界林木对系统的影响,又能充分利用样地数据,本研究以样地中所有2个相邻样木之间的平均距离为依据[18],选择在该样地四周设置了761第5期张君钰等:油松林林分空间结构分析及评价指数构建3m 宽的带状缓冲区,缓冲区内的林木只作为相邻木(图1)㊂1.3.3 空间结构参数的选取选取角尺度反映林木空间分布格局,采用李际平等[13]建立的基于V o r o n o i 图计算角尺度的相关标准,表示如下:W i =1n ðnj =1z ij(1)式中,W i 为中心木角尺度,Z i j 取值为:Z i j=1当第j 个α角小于标准角α0;0否则㊂α角为邻近木的较小夹角,α0为角尺度的标准角,取值为360ʎ/(n +1),α0随着邻近木株树n 的变化而变化㊂W i ɪ[0,1],将其取值划分为[0,0.327)㊁[0.327,0.357]㊁(0.357,1]3个区间,分别表示均匀分布㊁随机分布㊁团状分布㊂大小比数是反映树种大小分化程度的参数[4],用公式表示:U i =1nðnj =1k i j(2)式中,U i 为中心木大小比数,k i j 取值为:k i j =1当邻近木j 的胸径大于中心木i 的胸径;0否则㊂据公式可得U i ɪ[0,1],其值越小,则说明比中心木胸径大的相邻木越少㊂将U i 的取值划分为0㊁(0,0.25]㊁(0.25,0.5]㊁(0.5,0.75]㊁(0.75,1]5个区间,对应林木在空间结构单元内处于优势㊁亚优势㊁中庸㊁劣势和绝对劣势状态㊂选取林层指数[19-21]描述林层多样性,公式为:S i =z i3ˑ1n ðn j =1s i j(3)式中,S i 为中心木林层指数;Z i 为中心木i 的空间结构单元内的林层数;S i j 取值为:S i j =1当中心木i 于第j 株邻近木不属同层;0当中心木i 与第j 株邻近木在同一层㊂表1 油松林林分基本结构概况T a b l e 1 T h e b a s i c s t r u c t u r e o f P i n u s t a b u l i fo r m i s s t a n d 株树密度/(株㊃h m -2)胸径/c mDm i nD m a xD g树高/mH m i nH m a xH枝下高/m 最大值最小值均值南北冠幅/mP m i nP m a xP东西冠幅/mP m i nP m a xP14482.581.116.61.923.814.70.211.53.78.83.20.69.53.3图1 基于林木点图层生成的泰森多边形F i g .1 T y s o n p o l y g o n b a s e d o n t r e e p o i n t l a ye r 明显S i ɪ(0,1],当林层指数越接近于1,说明该林分的林层多样性越复杂㊂本研究参考应用I U F R O(国际林联)的标准划分林层,依据林分的优势高,将林分内林木划分为3个林层㊂而优势高则为林分中最高10株树的均值,此处为20.7m ,下层林木<1/3优势高(此处为H ɤ6.9m ),中层林木介于优势高的861西北林学院学报35卷1/3~2/3(此处为6.9m<H <13.8m ),上层林木则>2/3优势高(此处H ȡ13.8m )㊂开敞度[20]是反映林木生长空间的主要参数,计算公式为:K i =1n ðn j =1D i jH i j(4)式中,K i 为中心木开敞度;D i j 为对象木i 与第j株相邻木的水平距离;H i j 为相邻木j 的树高㊂K i ɪ(0,+ɕ],将K i 的取值划分为(0,0.2]㊁(0.2,0.3]㊁(0.3,0.4]㊁(0.4,0.5]㊁(0.5,+ɕ)5个区间,分别对应林木或林分透光条件或生长空间严重不足㊁不足㊁基本充足㊁充足和很充足的5个状态㊂计算林分或某一树种的角尺度㊁大小比数㊁林层指数和开敞度,即为林分内或某一树种所有单木的角尺度㊁大小比数㊁林层指数和开敞度均值㊂1.3.4 空间结构评价指数的构建根据油松林复层异龄纯林的特点,以及要实现多功能生态公益林的目标㊂本研究从林木空间分布格局㊁林木大小分化层度㊁林层多样性参数以及林木透光条件4个方面考虑,及选取上文中角尺度㊁大小比数㊁林层指数和开敞度4个参数建立油松林的评价函数㊂根据钱颂迪[16]的乘除法思想,对4个参数进行多目标规划㊂该思想即以正效益指数乘以负效益指数的倒数,使其整体目标以取大为优㊂根据乘除法的思想,建立目标函数Q (g):Q (g )=q (g 1)q (g 2) q (g m )q (g m +1)q (g m +2) q (n )(5)式中,g 是决策向量,当在n 个目标q (g 1),q (g 2)q (g n )中,有m 个目标q (g 1)q (g 2)...q (g m )要求取大为优,其余q (g m +1)q (g m +2)...q (g n )要求取小为优,且q (g 1),q (g 2) q (g n )>0㊂在本研究中林层指数以取大为优,大小比数以取小为优㊂对于角尺度的取值,由于树木均匀分布有利于充分利用光照㊁减少林木之间冠层重叠㊁地表连续覆盖等优点,因此角尺度以取小为优㊂开敞度不宜小,也不宜过大,本研究以0.4为优,在开敞度的基础上减去0.4,并取绝对值,将其换算为[0,0.6]之间的数值,使其取小为优㊂根据变异系数法的思想[17]确定参数权重㊂该思想是通过计算各参数数据内的差异程度来确定指标权重的大小,差异程度越大,其权重也越大㊂本研究以4个参数的标准差确定权重,如确定角尺度的权重E w :E w =σw /ð(σw +σu +σk +σs )(6)式中,σw ㊁σu ㊁σs 和σk 分别为角尺度㊁大小比数㊁林层指数和开敞度的标准差㊂其他参数确定权重同上㊂最终建立林分空间结构评价指数的公式P (a ):P (a )=1+S (a ) ㊃E s1+W (a ) ㊃E w ㊃1+U (a ) ㊃E u ㊃1+K (a ) ㊃E k(7)式中,U (a )㊁S a ㊁W (a )分别为单木的大小比数㊁林层指数㊁角尺度,K (a )为经过上述处理和换算后的单木开敞度㊂E w ㊁E u ㊁E s ㊁E k 分别为角尺度㊁大小比数㊁林层指数和开敞度权重㊂其评价指数值越大,表明林分空间结构越接近经营者想要的理想状态㊂最后应用归一化处理,将各单木的林分空间结构评价指数值换算到[0,1]范围内:x 'i=x i -x m i n x m a x -x m i n(8)式中,x m a x ㊁x m i n分别为数据组中的最大值和最小值,x i ㊁x 'i 分别为处理前后的值㊂2 结果与分析2.1 油松林林分空间结构分析角尺度的均值为0.35,该油松林林分水平分布格局处于随机分布的状态(图2)㊂大小比数的均值为0.50,整个林分处于中庸状态,竞争程度一般,林木的大小分化程度不严重,由图3可见,5种大小比数状态的林木占比相差不大㊂在林分中处于被压状态的林木与优势木数量相当㊂开敞度的均值为0.40,整个林分透光条件平均水平较好,林分整体的生长空间处于基本充足到充足的过渡状态,由图4可见,5种开敞度状态的林木占比相差不大,生长空间严重不足和不足的林木占到38%,说明林分中有近4层的林木处于生长空间不足,生长空间很充足的林木(开敞度>0.5)占到24%㊂林层指数的均值为0.55㊂由图5可见,单木所在空间结构单元只包含1层林层的只有2%,而其所在结构单元包含3层林层的至少有34%(林层指数>0.67的林木),有73%的林木林层指数>0.50㊂以上分析表明,该林分中的林木绝大多数都与相邻木处于不同林层㊂从表2可看出,不同径阶下,角尺度变化不大,小树处于随机分布的状态,大树处于随机分布或随机分布向团状分布的过渡态㊂各径阶的大小比数基本随着径阶变大而变小,符合客观规律㊂各径阶林木的开敞度和林层指数相差不大,说明各径阶的林木均匀分布于林分中,但林层指数随着径阶变大呈现出变大的现象,这是由于中小径木的空间结构单元中不一定包含大径木,而大径木下常常伴随中小径阶林木的原因㊂961第5期张君钰等:油松林林分空间结构分析及评价指数构建图2 角尺度频率分布F i g .2 R e l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f u n i f o r m a n gl e i n d ex 图3 大小比数频率分布F i g .3 R e l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f n e i g h b o u r h o o d c o m pa r i s on 图4 开敞度频率分布F i g .4 R e l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f o p e n d e gr ee 图5 林层指数频率分布F i g .5 R e l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f s t a n d l a ye r i n d e x 2.2 油松生态公益林林分空间结构的评价通过变异系数法确定角尺度㊁大小比数㊁林层指数㊁开敞度4个空间参数的权重分别为0.15㊁0.36㊁0.28㊁0.21㊂其中大小比数的权重最大,林层指数次之,大小比数对评价指数的影响最大㊂根据上述林分空间结构分析的结果,评价指数的取值范围[0,1],将评价指数划分为5组,按照等距分组划分为[0,0.2]㊁(0.2,0.4]㊁(0.4,0.6]㊁(0.6,0.8]㊁(0.8,1],分别对应林分空间结构评价等级的Ⅰ级到Ⅴ级,从Ⅰ级到Ⅴ级单木空间结构越来越接近理想状态,根据上文建立的各林分空间结构参数与林分空间结构评价指标的关系,可得各评价等级的单木在其结构单元内空间结构特点,见表3㊂各评价等级单木在样地中的位置见图6㊂通过式(7)㊁式(8)得出该林分的空间结构评价指数均值为0.48(图7),单木在其结构单元空间结构等级属于Ⅰ级㊁Ⅱ级㊁Ⅲ级㊁Ⅳ级和Ⅴ级的空间结构单元分别为5%㊁38%㊁31%㊁18%㊁8%,有近1/2的林木在其结构单元的空间结构并没有达到理想状态,林分整体空间结构状况一般㊂表2 油松各径阶空间结构参数T a b l e 2 S pa t i a l s t r u c t u r e p a r a m e t e r s o f e a c h d i a m e t e r o r d e r o f P .t ab u l i fo r m i s 径阶空间结构参数W iU iK iS i4c m0.340.860.400.508c m0.350.660.400.5112c m0.330.450.430.5616c m 0.350.360.380.5720c m0.350.240.400.5824c m0.340.180.380.5828c m0.310.100.370.6232c m0.350.140.400.6436c m0.380.060.450.62ȡ38c m0.380.020.490.63标准差σ0.140.340.260.203 结论与讨论选取参数对空间结构进行分析可以得知林分各个方面的状况,但各个参数的分析是独立的,通过林分空间结构评价可以得知林分空间结构的整体状况㊂结果表明,油松生态公益林的水平分布格局总体呈随机分布,从单木角度来说林分中的空间结构单元内林木少部分呈随机分布的状态,呈团状分布与均匀分布的空间结构单元数相当㊂整个林分的大小分化程度不严重,处于中庸状态㊂林分整体的透光条件较好,但透光条件不均衡,有的林木生长空间过于拥挤,有的林木生长空间过足㊂林分中的绝大多数林木与相邻木处于不同林层,林层指数无论从林分平均条件或是单木角度分析都比较理想,林层多样性较丰富㊂各径阶的开敞度和林层指数值都接近林分整体的均值,说明各径阶的林木在林分中分布比较均匀㊂该油松生态公益林林分的空间结构评价指数为0.48,近1/2的林木在其空间结构单元内空间结构71西北林学院学报35卷图6 各评价等级单木在样地中的位置F i g .6 L o c a t i o n d i a g r a m o f s i n g l e t r e e o f e a c h e v a l u a t i o n g r a d e i n t h e s a m pl e p l o t 表3 单木所在结构单元空间结构评价等级划分T a b l e 3 E v a l u a t i o n g r a d e d i v i s i o n o f s p a t i a l s t r u c t u r e o f s t r u c t u r a l u n i t w h e r e s i n gl e t r e e i s l o c a t e d 林分空间结构评价指数值评级等级空间结构特征ɤ0.2Ⅰ单木所在结构单元内空间结构条件差㊂林木聚集分布,单木处于被压状态,透光条件差,林层单一>0.2~0.4Ⅱ单木所在结构单元内空间结构条件较差㊂林木聚集分布,单木处于被压状态,透光条件较差,林层多样性一般>0.4~0.6Ⅲ单木所在结构单元内空间结构条件一般㊂林木随机分布,单木处于中庸状态,透光条件一般,林层多样性较好>0.6~0.8Ⅳ单木所在结构单元空间结构条件较好㊂林木随机分布,单木处于优势状态,透光条件较好,林层多样性丰富>0.8~1Ⅴ单木所在结构单元空间结构条件好㊂林木处于均匀分布的理想状态;林层结构复杂,多为三层的复层林;林木透光条件理想图7 评价指数频率分布F i g .7 R e l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f s t a n d l a ye r i n d e x 条件不理想,空间结构等级为Ⅰ㊁Ⅱ级的林木有43%,林分空间结构有很大提升空间㊂林分中大小比数在(0.75,1],且开敞度在(0.5,+ɕ)的林木(即在林分中处于被压状态,且透光条件处于很充足状态的林木),它们当中的林木有90%的空间结构评价等级为Ⅰ级或Ⅱ级,可在这些空间结构单元内进行补植㊂林分中大小比数在[0,0.25],且开敞度在(0,0.2]的林木(即林分中处于优势或亚优势状态,且透光条件严重不足的林木),有18%的林木空间结构等级处于Ⅰ级或Ⅱ级,可在这些空间结构单元内进行抚育间伐优化调整㊂本研究应用变异系数法的思想确定林分空间参数的权重,此法完全基于对实际数据的定量分析,属于客观赋权法㊂以此确定权重的优点是计算简单㊁方便实用,且充分利用了样本数据,确定的参数权重具有绝对客观性㊂缺点是完全根据参数内数据的差异性确定权重,忽视了参数本身对总体目标的重要程度,不能体现经营决策者对参数在总体目标中重要性的理解㊂因此读者可以尝试利用主客观赋值法171第5期张君钰等:油松林林分空间结构分析及评价指数构建相结合确定指标权重,使林分空间结构评价更加符合林分的实际情况㊂通过对油松林林分空间结构的分析,能够将复杂的林分空间结构通过各项参数指标直观表现出来,本研究以单木为基础构建林分空间结构评价指标,结合林木编号与坐标图,能确切的知道具体林木的空间结构条件,为森林空间结构优化调整提供针对性的建议㊂参考文献:[1]孟宪宇.测树学[M].北京:中国林业出版社,1996.[2]惠刚盈.角尺度一个描述林木个体分布格局的结构参数[J].林业科学,1999,35(1):39-44.[3]惠刚盈,胡艳波.混交林树种空间隔离程度表达方式的研究[J].林业科学研究2001,14(1):23-27.HU I G Y,HU Y B.M e a s u r i n g s p e c i e s s p a t i a l i s o l a t i o n i n m i x e d f o r e s t[J]F o r e s t R e s e a r c h,2001(1):23-27.(i n C h i n e s e) [4]惠刚盈,G A D OW K V,A L B E R T M.一个新的林分空间结构参数大小比数[J].林业科学研究,1999,12(1):4-9. [5]汤孟平,娄明华,陈永刚,等.不同混交度指数的比较分析[J].林业科学,2012,48(8):46-53.T A N G M P,L O U M H,C H E N Y G,e t a l.C o m p a r a t i v e a n a l y-s e s o n d i f f e r e n t m i n g l i n g i n d i c e s[J]S c i e n t i a S i l v a e S i n i c a e, 2012,48(8):46-53.(i n C h i n e s e)[6]周远博,卜元坤,陈佳琦,等.黄龙山油松林水平空间结构分析[J].西北林学院学报,2020,35(1):45-53.Z H O U Y B,B U Y K,C H E N J Q,e t a l.H o r i z o n t a l s p a t i a l s t r u c t u r e s o f P i n u s t a b u l a e f o r m i s f o r e s t s i n H u a n g l o n g M o u n-t a i n[J].J o u r n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y,2020,35(1):45-53.(i n C h i n e s e)[7]孟楚,王琦,郑小贤.北京市八达岭林场水源涵养林空间结构特征研究[J].西北林学院学报,2016,31(5):109-114.M E N G C,WA N G Q,D E N G X X.S p a t i a l s t r u c t u r e o f w a t e rc o n s e r v a t i o n f o r e s t i n B ad a l i n g f o re s tf a r m o f B e i j i n g[J].J o u r-n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y,2016,31(5):109-114.(i n C h i n e s e)[8]汤孟平,唐守正,雷相东,等.林分择伐空间结构优化模型研究[J].林业科学,2004,40(5):25-31.T A N G M P,T A N G S Z,L E I X D,e t a l.S t u d y o n s p a t i a l s t r u c-t u r e o p t i m i z i n g m o d e l o f s t a n d s e l e c t i o n c u t t i n g.[J]S c i e n t i a S i l v a e S i n i c a e,2004,40(5):25-3(i n C h i n e s e)[9]巫志龙,周成军,周新年,等.杉阔混交人工林林分空间结构分析[J].林业科学研究,2013,26(5):609-615.WU Z L,Z H O U C J,Z H O U X N,e t a l.A n a l i s i s o f s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e o f C u n n i n g h a m i a l a n c e o l a t a-b r o a d l e a v e d m i x e d p l a n t a-t i o n[J].F o r e s t R e s e a r c h,2013,26(5):609-615.(i n C h i n e s e) [10]汤孟平,陈永刚,施拥军,等.基于V o r o n o i图的群落优势树种种内种间竞争[J].生态学报,2007,27(11):4707-4716.T A N G M P,C H E N Y G,S H I Y J,e t a l.I n t r a s p e c i f i c a n d i n-t e r s p e c i f i c c o m p e t i t i o n a n a l y s i s o f c o mm u n i t y d o m i n a n t p l a n tp o p u l a t i o n b a s e d o n V o r o n o i d i a g r a m[J].A c t a E c o l o g i c a S i n i-c a,2007,27(11):4707-4716.(i n C h i n e s e)[11]赵春燕,李际平,李建军.基于V o r o n o i图和D e l a u n a y三角网的林分空间结构量化分析[J].林业科学,2010,46(6):78-84.Z H A O C Y,L I J P,L I J J.Q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s o f f o r e s t s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e b a s e d o n V o r o n n o i d i a g r a m&D e l a u-n a y t r i a n g u l a t e d n e t w o r k[J].S c i e n t i a S i l v a e S i n i c a e,2010,46(6):78-84.(i n C h i n e s e)[12]张彩彩,李际平,曹小玉,等.基于加权V o r o n o i图的杉木生态公益林空间结构分析[J].中南林业科技大学学报,2015,35(4):19-26.Z H A N G C C,L I J P,C A O X Y,e t a l.A n a l y s i s o n s p a t i a l s t u c t u r e o f C u n n i n g h a m i a l a n c e o l a t a n o n-c o mm e r c i a l f o r e s tb a s e d o n w e i g h t e d V o r o n o i d i a g r a m[J].J o u r n a l o f C e n t r a lS o u t h U n i v e r s i t y o f F o r e s t r y&T e c h n o l o g y,2015,35(4):19-26.(i n C h i n e s e)[13]李际平,封尧,赵春燕,等.基于V o r o n o i图的角尺度分析方法探讨以湖南省平江县福寿林场为例[J].林业资源管理, 2015(4):33-38,68.[14]曹小玉,李际平,封尧,等.杉木生态公益林林分空间结构分析及评价[J].林业科学,2015,51(7):37-48.C A O X Y,L I J P,F E N G Y,e t a l.A n a l y s i s a n d e v a l u a t i o n o ft h e s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e o f C u n n i n g h a m i a l a n c e o l a t a e c o-l o g i c a l f o r e s t[J].S c i e n t i a S i l v a e S i n i c a e,2015,51(7):37-48.(i n C h i n e s e)[15]张连金,孙长忠,赖光辉.北京九龙山侧柏生态公益林空间结构分析与评价[J].林业科学研究,2018,31(4):75-82.Z H A N G L J,S U N C Z,L A I G H.A n a l y s i s a n d e v a l u a t i o n o f s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e o f P l a t y c l a d u s o r i e n t a l i s e c o l o g i c a lf o r e s t i n J i u l o ng sh a n o f B eij i n g[J].F o r e s t R e s e a r c h,2018,31(4):75-82.(i n C h i n e s e)[16]钱颂迪.运筹学[M].北京:清华大学出版社,1990.[17]马建琴,何胜,郝秀平,等.基于层次分析和变异系数法的土壤含水率计算[J].人民黄河,2015,37(9):135-139. [18]周红敏,惠刚盈,赵中华,等.林分空间结构分析中样地边界木的处理方法[J].林业科学,2009,45(2):1-5.Z H O U H M,HU I G Y,Z HA O Z H,e t a l.T r e a t m e a t m e t h-o d s o f p l o t b o u n d a r y t r e e s i n s p a t i a l f o r e s t s t r u c t u r e a n a l y s i s[J].S c i e n t i a S i l v a e S i n i c a e,2009,45(2):1-5.(i n C h i n e s e) [19]吕勇,臧颢,万献军,等.基于林层指数的青椆混交林林层结构研究[J].林业资源管理,2012(3):81-84.[20]孙清芳,刘滨凡,马燕娥.山河屯林业局红松阔叶混交林林分空间结构特征[J].森林工程,2019,35(6):1-5. [21]刘建明,姚颖,刘忠玲,等.不同林分密度榛子天然林土壤养分特征研究[J].森林工程,2018,34(3):1-5.[22]汪平,贾黎明,魏松坡,等.基于V o r o n o i图的侧柏游憩林空间结构分析[J].北京林业大学学报,2013,35(2):39-44.WA N G P,J I A L M,W E I S P,e t a l.A n a l y s i s o f s t a n d s p a t i a l s t r u c t u r e o f P l a t y c l a d u s o r i e n t a l i s r e c r e a t i o n a l f o r e s t b a s e do n V o r o n o i d i a g r a m m e t h o d[J].J o u r n a l o f B e i j i n g F o r e s t r yU n i v e r s i t y,2013,35(2):39-44.(i n C h i n e s e)271西北林学院学报35卷。

基于GIS和.NET的插件式森林空间结构分析系统

关键词：森林经理学；森林空间结构；插件技术；．Ｔ平台；地理信息系统（Ｓ；可视化ＮＥＧＩ）中图分类号：￥１．７８５文献标志码：Ａ文章编号：２９．７６２１）５０２－７０５０５（０１０ —７００
ｔｉｐｐｒｔｅｅｏｌｇｎＡａｙｉＳｓｍｏｐｔｌｏｅｔｔｃｕｅ（ＳＳ）ｔｍｕｉｎｌｓｙｔｆａｉｒｓＳｒｔｒＡＦＳｏｅｔｅｃｍｌｘａ — ｒｏｓｅＳａＦｕ
构分析系统以满足复杂多变的应用需求采用．ｅ平台下的插件技术，基于ＣＮｔ＃开发语言，结合ＡｅＳｎｉｅ９３ｒＧＩＥｇｎ．
组件开发包，建立了森林空间结构分析系统ＡＦＳ，实现了 “ 台＋插件 ” 框架模式下的森林空间结构分析。用ＳＳ平
ｐｉａｉｎｒｑｉｅｎｓｌｃｔｏｅｕｒｍｅｔ．ＢａｅｎｐｕｇｎｔｃｎｏｏｙｏＮｅａｗｏｋ．Ｃ｝ｎｃＳＥＮＧＩｓｄｏｌｉｅｈｌｇｆ．ｔｆｍｅｒｒ｝ａｄＡｒＧＩＮＥｏｏｅｔｃｍｐｎｎｓｗｅｅｃｍｂｎｄｔｅｉｎｎｅｅｏＦＳｒｏｉｅｏｄｓｇａｄｄｖｌｐＡＳＳ，ｒａｉｉｇｆｒｓｐｔａｔｃｕｅａａｙｉｔｌｔｏｍｄｄｎｅｌｚｎｏｅｔｓａｉｌｓｒｔｒｎｌｓｓｗｉｈｐａｆｒａｉｇｕｐｕｉｓｍｏｅｈｅｕｓｒａｓｏｅｔｓｒｅａａｓｏａｅｉｃｌｔｏｕｅｍｉｅｎｅｌｇｎｄ．ＴｅｓｃｎｒｅｆｒｓｕｖｙｄｔｔｒｇｎＥｘｅｏｃｍｐｔｘｄｉｄｘ，ｃｍｐｅｉｉｅｉｉｏｔｔｖｎ— ｄｘ，ａｇｅｓｏｎｄｘ，ａｄａａｙｉｏｅｉｉｅｒｌｔｏｓｉｎｐｔａｔｅｎ．Ｔｈｓｓｓｅｆｌｉｅｈｅｅｇｒｓｉｎｉｅｎｎｌｓｓｃｍｐｔｔｖｅａｉｎｈｐａｄｓａｉｌｐａｔｒｉｙｔｍｕｆｌｄｔｅｒ — ｌｃｎｓｒｃｉｎａｄｖｓａｉａｉｎｆｒｆｒｓｐｔａｔｃｕｅ，ｐｏｉｉｇａｃｎｅｉｎｕｏｔｏｏｅｅａｅｏｔｔｏｎｉｕｌｚｔｏｏｏｅｔｓａｉｌｓｒｔｒｕｕｒｖｄｎｏｖｎｅｔｓｐｐ￣ｏｌｆｒｒｌｖｎｔｒ — ｓａｃｎｏｅｔｍａａｅｓｅｒｈａｄｆｒｓｎｇｒ．Ｕｎｄｒｔｉｌｉｄｅｈｓｐｕｇｎｍｏｅ，ｔｅｕｅｓｍｅｅｙｎｅｏｄｏｉｄｒｒｐａｅｐｕｇｎｓｉｈｓｒｒｌｅｄｔｓａｄｏｅｌｃｌｉｆｏｅｗａｔｏｅｐｎｒｕｇａｈｅｓｔｍ，ｅｔｅｌｍｐｏｅｓｓｅ ’ ｏｔｂｉｉｎｘｅｓｖｌ．ＦｅｉｌｎｎｓｔｘａｄｏｐｒｄｅｔｙｓｅｘｒｍｅｙｉｒｖｙｔｍＳｐｒａｌｔａｄｅｔｎｉｅｙｌｘｂｅｙ

森林的生态系统

森林的生态系统森林是地球上最为广袤和多样化的生态系统之一。

它们是由树木、植物、动物和微生物组成的复杂交互作用网络。

森林提供了许多生态服务，包括氧气产生、碳封存、水循环调节和生物多样性维护。

本文将介绍森林的生态系统结构、功能，以及对人类和环境的重要性。

一、森林的生态系统结构森林的生态系统结构包括四个主要组成部分：森林植被、动物群落、土壤和微生物。

在森林植被中，不同种类的树木构成了林冠、林下和林地层。

林冠由大型乔木组成，林下由矮小的灌木植物和藤蔓构成，而林地层则由地被植物、草本植物和苔藓组成。

这些层次不仅提供了丰富的栖息地，还形成了森林的空间纵深结构。

动物群落是森林生态系统的另一个重要组成部分。

森林中存在着各种不同类型的生物，包括鸟类、兽类、爬行动物、两栖动物和昆虫等。

它们之间形成了复杂的食物链和食物网，构建了森林生态系统的动态平衡。

土壤是森林生态系统中的关键部分。

森林土壤富含有机质和微生物，在水分保持、养分循环和植物生长等方面发挥着重要作用。

森林土壤通常分为表土层、次表土层和深层土壤，每一层都承担着不同的功能。

微生物是森林生态系统中令人瞩目的组成部分。

它们包括细菌、真菌和其他微生物。

微生物在分解有机物、氮固定和养分循环等方面发挥着关键作用。

它们与植物根系形成了共生关系，促进了植物生长和健康。

二、森林的生态系统功能1. 碳封存与气候调节森林通过光合作用吸收大量二氧化碳，将其转化为有机物质，并储存于树木和土壤中。

这使得森林成为重要的碳汇，有助于缓解全球气候变化。

此外，森林通过蒸腾作用释放水蒸气，调节气候和水循环。

2. 生物多样性维护森林是地球上最为丰富的生物多样性之一。

它们提供了各种栖息地和食物资源，为众多动植物提供繁衍生息的条件。

同时，森林还对外来物种入侵具有天然屏障作用，维护了生态系统的完整性。

3. 水资源保护森林树木的根系可以有效地吸收和保持水分，减少水土流失和洪水的风险。

此外，森林还可以过滤水体中的污染物质，维护水质清洁。

崇左市常绿阔叶林不同种植环境林木空间结构特征分析

2023年第10期现代园艺崇左市常绿阔叶林不同种植环境林木空间结构特征分析黄莹（崇左市林业发展中心，广西崇左532200）摘要院明确崇左市常绿阔叶林不同种植环境林木的发生情况及空间分布特点，为制定崇左市生态调控措施提供科学依据。

在广西崇左市江州区和扶绥县境内的常绿阔叶林林木中，选取城郊、河流及山地3种不同类型种植环境，利用五点取样法，系统调查林木群密度及空间分布情况，采用四分位法，分析不同种植环境中林木的发生情况。

同时，进一步使用聚集度指标、Taylor幂法、Iwao回归模型，分析不同种植环境林木的空间分布，并利用种群聚集均数分析林木聚集原因。

结果显示，河流种植环境下的林木群密度较大，城郊种植环境下的林木群密度较小，不同种植环境中林木均呈聚集分布，这主要是由于林木周围环境的作物及非作物等因素引起，在中期，3种种植环境主要分布在林木边缘区域。

通过采取科学有效的措施，优化崇左市常绿阔叶林林分空间结构，持续改善森林环境，使之达到稳定的群落状态。

关键词院崇左市；常绿阔叶林；林木；空间结构特“森林空间结构”主要是指树木在林地的分布格局，指代林木分布、树种等群落树木间的空间关系，一定程度上对森林林分的可能性、稳定性以及空间决定性等林分空间结构实施定量分析，有利于提升林分经营决策的精准性[1-2]。

伴随社会绿色生态环境的不断发展，森林持续经营对精确、可靠的信息需求增加，需要进一步研究林分空间结构[3]。

作为森林信息的重要组成部分，林分空间结构是最能直观表现的核心因素，且渐次成为国内外研究森林结构时的热点话题[4-6]。

天然常绿阔叶林林分物种繁多、结构复杂，对于保护生物多样性及维持全球碳平衡等方面具有不可取代的效用[7]。

广西崇左市自然保护区是我国西南部常绿阔叶林较好的地区之一，是我国亚热带常绿阔叶林的重要组成部分，在我国中亚热带地区中具有极强代表性、典型性[8]。

区内常绿阔叶林生物资源丰富、生长茂盛、种类繁多、组成结构复杂，研究其天然林林分空间结构，能更清晰地了解森林结构特征和优势种群组成数量，从而培育出更加健康的森林。

优化林分空间结构的森林经营方法分析

优化林分空间结构的森林经营方法分析【摘要】本文旨在探讨优化林分空间结构的森林经营方法。

首先分析了当前森林经营现状，指出了优化森林林分空间结构的重要性。

随后探讨了现有方法以及利用林分多样性和植被结构来优化空间结构的途径。

结合实际案例，提出了实现优化森林林分空间结构的具体方法和展望。

通过本文的研究，可以有效提高森林资源的利用率，促进森林生态环境的持续稳定发展，为未来森林经营提供可行的方向和策略。

【关键词】森林经营、林分空间结构、优化、多样性、植被结构、实现途径、展望、总结、研究背景、研究意义、研究目的、现状分析、方法探讨、空间分布。

1. 引言1.1 研究背景森林是地球上重要的生态系统之一，对维护生物多样性、保护水源、减缓气候变化等生态功能起着至关重要的作用。

随着人类社会的不断发展和城市化进程的加快，森林资源遭受到了越来越大的压力和破坏。

森林经营方法的优化和改进迫在眉睫，以提高森林的生产力和生态效益，实现可持续发展。

目前，我国森林经营存在着诸多问题和挑战。

林分空间结构不合理、植被结构单一等问题导致了森林生态系统的失衡和功能退化，严重影响了森林的生态效益和经济效益。

研究如何优化森林林分空间结构，提高森林资源的综合利用效益，已成为学术界和实践者关注的焦点。

本文旨在探讨优化林分空间结构的森林经营方法，通过分析森林经营现状、探讨优化空间结构的重要性以及各种方法和技术的应用，为森林资源的合理利用和保护提供理论支持和实践指导。

希望通过本文的研究，能够为森林经营管理工作提供新的思路和方法，推动我国森林资源的可持续发展和管理。

1.2 研究意义森林是地球上重要的自然资源，对维持生态平衡、保护生物多样性、调节气候等方面都具有重要的作用。

优化林分空间结构是森林经营中一个关键的环节，对于提高森林的生产力、经济效益和生态效益都具有重要意义。

优化林分空间结构可以提高林木的生长速度和质量，增加木材和其他林产品的产量。

通过调整林木间的距离、密度和结构，可以改善林分内部的光照、通风和土壤水分环境，促进树木的健康生长，提高森林的经济效益。

森林生态系统空间分析与规划

森林生态系统空间分析与规划森林生态系统的发展对于地球环境的可持续性至关重要。

自然生态系统是自然界生物群落之间的一种有机体，是构成环境的基本构筑单元。

森林生态系统规划和空间分析能够提供对该生态系统的清晰理解，助力保护其生物多样性和生态平衡。

本文将着重探讨森林生态系统的空间分析与规划。

一、森林生态森林自然生态系统是地球上最复杂的生态系统之一。

森林生态包括各种物种、植物、动物、微生物和环境之间的相互作用，形成了森林生态系统。

其独特的形成成分和生态概念性使森林成为一个高度复杂、不断变化的系统。

这个系统因地理、气候等因素而不同，例如热带雨林、温带落叶林和针叶林等。

每个地理位置和每个物种都有这个系统中不同的角色。

这种独特性支持了地球上的大部分物种。

二、森林生态系统的功能森林生态系统在吸收二氧化碳、释放氧气等方面具有非常重要的功能。

同时，森林生态系统在保持全球生态平衡、维护地球环境等方面也扮演着重要角色。

森林生态系统还为人类提供食物、药物和其他商品及服务。

同时，森林生态系统还能降低环境中的气体和固体污染物，保护水源、土壤、洪水和火灾。

三、森林生态系统的空间分析与规划森林生态系统的空间分析和规划是指评价森林环境、资源、社会和经济，以开发、管理和保护森林为目标，采用系统化方法进行。

这种方法需要确保森林资源的可持续性利用，确保森林生态系统中的生物多样性和生态平衡。

这种方法包括空间规划、景观规划和资源管理，其中每种方法都有其独特的目的和方法。

1.空间规划空间规划是指将自然环境资源、人口、经济、现有设施和社会福利等因素综合考虑，制定出一个空间组织和布局反映出高效率和可持续发展的策略。

其中，空间规划需要考虑森林生态系统的局限性和生物多样性。

因此，空间规划应避免消减森林生态系统，包括森林破坏、胡乱抛弃垃圾、过度的开采和污染等，同时应尽量减少对既有的生态系统造成破坏和影响。

2.景观规划景观规划是通过探讨与空间规划和关键环境生态系统相联系的自然和人为的景观元素和主题将元素和主题整合起来。

森林空间结构特征的地理空间分析

森林空间结构特征
1
垂直结构：森林中不同植物群体在空间上的垂直排列，形成明显的层次感。这种结构有利于光能利用和水分保持
水平结构：森林中不同植物群体在水平方向上的分布，表现为斑块状、条带状等。这种结构有利于适应地形和气候条件
2
3
空间关联性：森林中各种生物群体之间以及与环境因素之间的相互联系和影响。这种关联性决定了森林生态系统的稳定性和抵抗力
行定量和定性分析的方法
下面将对森林空间结构特征的地理空间分析进行介绍
1
森林空间结构特征
森林空间结构特征
森林空间结构是指森林生态系统内部各种要素的空间分布和组合方式
这些要素包括林木、灌木、草本植物、动物、微生物等生物群体以及水分、阳光、土壤等非生物因素
森林空间结构特征主要包括以下几个方面
森林空间结构特征的地理空间分析
2020-xx-xx
-
1森Leabharlann 空间结构特征2地理空间分析方法
3 地理空间分析在森林空间结构研究中的应用
森林空间结构特征的地理空间分析
森林作为地球上重要的生态系统，其空间结构特征对于生态平衡和人类生存环境有着重要
的影响
地理空间分析是一种利用地理信息系统(GIS)和遥感技术等手段，对森林空间结构特征进
2
地理空间分析方法
地理空间分析方法
地理空间分析是一种综合性的分析方法，包括地图制作、空间数据获取、空间模型建立等多个环节。下面是几种常用的地理空间分析方法
遥感技术：利用卫星等遥感设备获取森林生态系统的图像和数据，通过图像处理和分析技术，提取森林空间结构特征
GIS技术：利用地理信息系统(GIS)对森林空间数据进行处理和分析，建立空间数据库和模型，实现森林空间结构的可视化表达和定量分析

森林生态系统介绍

物种多样性的空间分布格局是物种多样性的自然属性，主要分两大类：一是自然界中的基本且具体的形式，如面积、纬度和栖息地等；另一类是特殊抽象的形式，如干扰、生产率、活跃地点等。环境格局
环境因子在大的尺度上随纬度、海拔、地形、地貌等会有很大差异。大尺度的环境要素控制森林的区域分布，形成了区域性的森林植被类型；中小尺度的环境变化影响森林结构组成，进一步影响系统中物种的分布格局。大尺度环境要素与森林分布格局的关系是经典的生态学研究内容，研究工作也非常深泛。而系统水平上微生境的格局，近年来也受到关注，特别是林隙、边缘效应等研究的深入，使森林中微生境的差异及格局方面的研究向较微观方向发展，事实上，森林内部微环境的差异对系统生态过程的影响是不容忽视的。景观格局
•
森林生态系统的组成与结构的多样性及其变化，涉及从个
体、种群、群落、生态系统、景观、区域等不同的时空尺度，
其中交织着相当复杂的生态学过程。在不同的时间和空间尺度
上的格局与过程不同，即在单一尺度上的观测结果只能反映该
观测尺度上的格局与过程，定义具体
的生态系统应该依赖于时空尺度及相对应的过程速率，在一个尺度上得到的结果，应用于另一个尺度上时，往往是不合适的。森林资源与环境的保护、管理与可持续经营问题主要发生在大、中尺度上，因此必须遵循格局－过程－尺度的理论模式，将以往比较熟知的小尺度格局与过程与所要研究的中、大尺度的格局与过程建立联系，实现不同时空尺度的信息推绎与转换。因此，进入20世纪90年代以来，生态学研究已从面向结构、功能和生物生产力转变到更加注重过程、格局和尺度相关性。生物格局
• 用小图片形式直观的描述，交换图用箭头表达图形。
森林系统的组成
• 分热带雨林、亚热带常绿阔叶林和寒温带针叶林等生态系统。是陆地上生物总量最高的生态系统，对陆

优化林分空间结构的森林经营方法分析

优化林分空间结构的森林经营方法分析林分空间结构是指森林中不同植物个体或群落之间的分布和配置关系，对森林的生态功能和经济效益具有重要影响。

优化林分空间结构的森林经营方法可以通过调整林分间距、密度和组成，以及对潜在植被的改造和管理来实现。

以下是对优化林分空间结构的几种常用方法的分析。

1. 间伐调整：通过控制林分的间距和密度，调整不同个体间的空间分布，有助于优化林分空间结构。

间伐可以通过人工手段或自然更新过程实现。

适当的间伐可以增加植物个体的生长空间和光能利用效率，促进森林的自然更新和更新群落的建立。

2. 林下植被管理：合理管理和利用林下植被，可提高森林内部的空间多样性和群落多样性。

林下植被管理可以包括清除杂草、剪枝、除草和种植地被植物等，以提高地下资源的利用和增加生物多样性。

林下植被的管理还可以改善水土保持能力，减少土壤侵蚀和水源涵养能力。

3. 社群结构调整：通过调整不同群落的分布和组成，以达到物种多样性和群落结构的优化。

可以通过增加优势种和落后种的比例，提高乔木和灌木的比例，增加树种的多样性和功能完整性。

优化社群结构对于提高森林的抗旱能力、抗病虫害能力和生态恢复能力具有重要意义。

4. 生态保护区规划：建立生态保护区和核心保护区，保护特定的物种和生境，有助于优化森林的空间结构。

通过划定保护区和限制人类活动，保护宝贵的自然资源和生物多样性。

生态保护区的建立还可以促进生态旅游和可持续发展，提高森林的经济效益。

5. 基于GIS技术的空间分析：利用地理信息系统（GIS）技术，对森林的空间分布和结构进行定量分析，可以为森林经营提供科学依据。

通过调查和监测不同地点和不同时间的植被变化，并结合GIS技术进行数据处理和分析，可以获得准确的林分分布图和空间统计数据，为优化林分空间结构提供指导。

通过上述的方法和技术手段，可以实现对林分空间结构的优化经营。

这些方法不仅可以提高森林的生态功能和环境效益，还可以促进可持续发展，提高森林的经济效益和社会效益。

优化林分空间结构的森林经营方法分析

优化林分空间结构的森林经营方法分析
森林经营在不断发展，研究了森林经营中空间结构优化的技术方法，重点介绍其中几种，以有助于森林经营更加规范有效。

1、提高森林空间结构灵活性。

为了提高森林空间结构的灵活性，可以采用空间多样
化和多层次的结构，强调不同类型林分在林型结构中的重要性，给森林腐植质及植物群落
结构的优化和恢复提供有利的环境。

2、森林的森林密度和伐木单位分布优化。

森林密度是林分优势和生态特征不断变化，和单位伐木技术得以实现，这种方式可以提高森林空间结构的灵活性，提供更佳的采伐用
地和树种在不同大小，形状和生态功能的混合应用，以促进森林空间结构的优化和多样化。

3、森林分类优化技术。

森林结构优化的重要内容之一就是森林分类优化技术，其目
的是通过森林中物种分类的优化，提高森林资源生产能力及其保护功能。

技术上可采用适
当的顺序，结合树种优势和生长条件，规定合理的林组数量和比重，以及针对不同树种繁殖，恢复，伐优单位分析，从而优化林分空间结构。

4、应用信息技术优化森林空间结构。

信息技术的应用极大地推动了森林的管理结构
的优化和升级，如GIS系统和RS系统，通过它们支持的森林分布模型和森林分布多样性
指标，更有效的整合，优化森林的空间结构，提高管理的规范性和效率，从而实现森林永
续发展的目标。

以上就是主要介绍了几种优化森林空间结构的方法，它们主要是通过多样化和多层次
的结构设计，优化林分空间结构，提高森林空间结构的灵活性，增强信息技术支持，提高
林分伐优单位，促进森林永续发展，从而林业资源可持续利用。

森林生态系统的组成与结构

生态金字塔(ecological pyramid) 生态效率(ecological efficiency)
32
食物链(Food chain)
生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序，称为食物链。
33
food chain
能量转换的途径，或称能量流动的渠道
供能量低，生产力低；不能维持高密度的生物种群。所占面积最大，对于维持全球生态平衡起重要作用。此外还有不能按经济效益计算的美学、旅游价值以及提供其他财富的潜力。
10
(2)自然补加的太阳供能生态系统
有自然提供的其他能源，从而增加有机
物质的产量，可较大幅度地提高生产量和种群密度。得到补助能量的形式：潮汐、流水、海浪和海流、有机物质和养分输入等。
这种以营养为纽带把生物与环境生物与生物紧密联系起来的结构称为生态系统营养结构40食物网41食物链或食物网的意义生物富集现象生态农业中增环加链食物网的复杂性与生态系统的稳定性食物链或食物网与种群的调节42生物富集当一些有害有毒物质特别是脂溶性的农药和杀虫剂等进入自然生态系统后首先进入初级生产者体内然后沿着食物链和营养级逐级向前传递并且在通过食物链的过程中其浓度逐渐提高这种物质浓度逐渐提高的现象称为生物富集作用
但较小范围内的人工生态系统的实验否定了这一假设，尽管这一点还有待进一步验证。 Pimm曾评述了从能量贫乏系统到高生产力系统有关食物网的9项研究，其结论是无明显证据表明系统的生产力越高，食物链就越长。
44
(2)动态稳定性假说(dynamical stability hypothesis)
基于生态系统的特定数学模型发现，食物链越长，为维
8

森林生态系统结构和功能分析

森林生态系统结构和功能分析概述森林是地球上最大的生态系统之一，对地球的生态平衡和气候调节起着重要作用。

森林生态系统主要由植物、动物和非生物要素组成，其结构和功能的分析对于了解森林的生态特征、保护和可持续利用至关重要。

1. 森林生态系统的结构分析森林生态系统的结构是指森林内各个组成部分之间的关系以及它们的空间分布。

主要包括森林的植被组成、物种多样性和地位、植物的群落结构以及森林的垂直分层。

1.1 森林的植被组成森林的植被组成是森林生态系统的基本组成部分，直接影响着森林的结构和功能。

不同的植被组成会导致不同的生态特征和生态过程。

通过对森林的植被组成进行分析，可以了解森林中不同植物群落的分布及其相互作用。

1.2 物种多样性和地位物种多样性是森林生态系统的重要特征之一，指的是森林中不同物种的数量和种类之间的多样性。

物种多样性的高低与森林生态系统的稳定性和可持续性密切相关。

通过分析森林中的物种多样性和地位，可以了解森林生态系统的生态完整性及其对内外界环境的相应变化。

1.3 植物的群落结构植物的群落结构指的是森林中不同植物种群之间的相互关系和组成。

植物之间的竞争、合作以及生活空间的利用对森林的生态功能具有重要影响。

通过植物群落结构的分析，可以了解森林中植物种群的分布规律和生态过程。

1.4 森林的垂直分层森林的垂直分层是指森林内植物在空间上的分层结构。

不同层次的植物具有不同的功能和生态适应能力，形成了复杂的垂直生态结构。

通过垂直分层的分析，可以了解森林生态系统的生态位分布、能量流动和物质循环。

2. 森林生态系统的功能分析森林生态系统功能是指森林生态系统在各种生态过程中发挥的作用和提供的生态服务。

主要包括气候调节、水源涵养、土壤保持、生物多样性维持和有机物分解等功能。

2.1 气候调节森林生态系统通过调节大气中的温湿度和气体成分，影响着地球的气候变化。

森林通过吸收二氧化碳和释放氧气，在一定程度上减缓了全球气候变暖的速度。

森林群落结构特征分析和物种多样性指数计算公式

森林群落结构特征分析和物种多样性指数计算公式森林群落结构特征分析可以从多个方面进行，包括物种组成、数量比例、分布格局等。

其中，物种组成是指群落中存在的不同物种的种类，可以通过样方调查或DNA测序等方法进行分析。

数量比例是指不同物种在群落中的数量比例，可以通过在不同样方中对不同物种的数量进行统计。

分布格局是指物种在空间上的分布模式，可以通过随机分布、聚集分布或均匀分布等进行判断。

物种多样性指数是通过计算物种丰富度和物种均匀度来评估群落的多样性。

常用的物种多样性指数包括丰富度指数（Species Richness Index）、Shannon-Wiener指数（Shannon-Wiener Diversity Index）和Simpson指数（Simpson Diversity Index）等。

这些指数可以通过对群落中不同物种的物种数量和频率进行计算得到。

丰富度指数是根据群落中存在的不同物种的数量来评估其物种丰富度的指标。

常用的丰富度指数有物种数目（Species Number）和Margalef 指数（Margalef Index）。

物种数目是指群落中存在的不同物种的数量，是最简单的丰富度指数。

Margalef指数则将物种数目与相对物种丰富度结合起来，可以更准确地评估物种丰富度。

Shannon-Wiener指数是用来评估群落的物种均匀度的指标。

它通过计算不同物种的相对丰度和物种丰富度的乘积，并取负对数进行计算。

Shannon-Wiener指数越大，表示群落中的物种均匀度越高。

Simpson指数是用来评估群落的物种均匀度的另一种指标。

它通过计算不同物种的相对丰度的平方和，来反映物种的均匀度。

Simpson指数越小，表示群落中的物种均匀度越高。

总之，森林群落结构特征分析和物种多样性指数计算公式是用来评估森林群落的组成和结构以及多样性的重要方法。

通过这些分析，可以更好地了解和保护森林生态系统。

优化林分空间结构的森林经营方法分析

优化林分空间结构的森林经营方法分析随着人口增长和经济发展，森林资源的有效管理和利用变得越来越重要。

而优化林分空间结构是森林经营中重要的一环，它可以提高森林资源的生产力，改善生态环境，促进可持续发展。

本文将就优化林分空间结构的森林经营方法进行分析，并探讨其意义和实施策略。

一、优化林分空间结构的意义1. 提高森林资源的产量和质量。

优化林分空间结构可以使得不同树种的分布更加合理，避免生态系统中的竞争和紊乱，促进森林的生长和更新；2. 保障森林生态系统稳定。

通过优化林分空间结构，可以调整森林生态系统的结构，提高森林生态系统的稳定性和抗逆性，减少自然灾害的发生，降低生态环境的风险；3. 促进森林生态环境的改善。

通过优化林分空间结构，可以增加森林的多样性和稳定性，改善土地的覆被率，促进水土保持和生物多样性的保护，从而改善森林生态环境；4. 创造更多的生态服务功能。

优化林分空间结构有利于提高森林的生态服务功能，包括水源涵养、气候调节、土壤保护、净化空气等，增加了森林的社会经济价值。

1. 合理规划林分布局。

在森林的规划设计阶段，应考虑树种的选择和布局，合理配置不同树种的比例和分布区域，避免林分之间的竞争和冲突，实现森林资源的高效利用和保护；2. 种植多样性树种。

引入适应当地环境的多样性树种，种植高产树种、抗逆树种、经济树种等，提高森林资源的多样性和稳定性，优化林分空间结构；4. 加强生态工程建设。

根据林分实际情况，进行植被修复、水土保持等生态工程建设，改善森林的生态环境，提高森林生态系统的稳定性和可持续利用性。

1. 加强规划设计。

完善森林资源规划管理体系，强化林分空间结构规划设计，合理布局林分空间结构，确保森林资源的高效利用和生态环境的改善；2. 强化科学管理。

建立科学的森林经营管理制度，确定不同树种的经营管理措施和周期，实施科学的植被修复、土壤保护和水土保持措施，提高林分空间结构的优化程度；3. 加强监测评估。

基于角尺度模型的林业样地空间结构分析

基于角尺度模型的林业样地空间结构分析蔡志伟(吉林省林业调查规划院，吉林长春130022)摘要：角尺度对于复杂型森林的空间结构有着很强的解析能力，已经成为刻画森林结构的重要参数。

本文将利用角尺度的方法研究落叶松样地的空间结构，为森林经营提供经营建议。

关键词：角尺度；林业样地1采集数据本研究样地选择蛟河林业实验区管理局，地理坐标为43°51'〜44°05’N,127°35'〜127°51'E。

采用全面调查法，样地按照一般林业野外调查要求设置，分析样地设置为样地面积2.4公顷，主林层为落叶松人工林，林龄50年。

调查样地内所有大于起测径阶(5cm)的林木特征值，即树木的相对X,Y坐标、树种、胸径、树高、冠幅等。

运用RTK 测量坐标，用ArcgislO.2建立数据库对样地内树木的坐标进行调查，运用胸径尺对树木的胸径进行调查。

2数据处理分析将采集的数据加以整理，将整个林分的树种信息统计在Excel表格中以备使用。

将试验样地内的所有树木的胸径进行径阶整理划分。

本论文采用惠刚盈提出的角尺度计算方法进行数据计算，在1株参照树与4株相邻木组成的结构单元中，4株最近相邻木与参照树构成的结构关系有5种，即团状分布、不均匀分布、随机分布、均匀分布、绝对均匀分布。

惠刚盈定义了标准角后提出了角尺度判断格局方法，他认为并不需要准确测量几棵相邻木间具体的角度，在实际调查中只需判断相邻木间的夹角与标准角的关系，统计相邻木间的夹角有多少比标准角小来定义该参照树的均匀性。

当相邻木选择4株时角尺度的表达式为14&7=1此表达式用来形容相邻木围绕参照树i的均匀性程度；若第j个a角小于标准角a o>则勺=1,反之，Zjj=Oo的=0表示分布特别均匀；的=0.25表示均匀分布；的=0.5表示随机分布；的=0.75表示不均匀分布；的=1则表示分布特别不均匀或聚集。

3结论与讨论作为本次实验的样地，蛟河试验样地有很大的空间尺度，本次选择了120mX200m的试验样地，样地的面积足够大，林分空间格局也趋近于稳定。

优化林分空间结构的森林经营方法分析

优化林分空间结构的森林经营方法分析森林资源是人类赖以生存的重要资源之一，而森林经营是保护和利用森林资源的重要手段之一。

优化林分空间结构是森林经营的关键之一，它不仅能够提高森林生态系统的稳定性和可持续性，同时也能够提高森林资源的经济效益和社会效益。

本文将就优化林分空间结构的森林经营方法进行分析和探讨。

一、优化林分空间结构的重要性1.提高林分生态系统的稳定性优化林分空间结构能够提高森林生态系统的稳定性。

合理的林分空间结构能够促进不同树种、不同年龄级别和不同功能的植被之间的相互作用和相互补充，增加物种多样性，减少生态系统的脆弱性，使森林生态系统在外部环境的扰动下能够保持稳定的状态。

2.提高森林资源的经济效益优化林分空间结构能够提高森林资源的经济效益。

通过调整林分空间结构，合理布局各种树种、不同年龄级别的林木，可以有效提高林木生长速度、质量和产量，提高木材、竹材和果实的产量和质量，从而提高森林资源的经济价值。

优化林分空间结构也能够提高森林资源的社会效益。

合理布局不同功能的林木，既可以满足人们对木材、竹材和果实的需求，又可以提供优美的风景和宜人的环境，满足人们对休闲和娱乐的需求，促进森林旅游业和林下产业的发展，提高林业的社会价值。

1.合理设计林分布局合理的林分布局是优化林分空间结构的基础。

在设计林分布局时，应充分考虑不同树种、不同年龄级别和不同功能的林木之间的相互作用和相互补充关系，合理确定各类林木的分布范围和布局密度，形成合理的林分空间结构。

2.实施林分调优3.推行生态经营生态经营是优化林分空间结构的重要途径。

生态经营是指在森林经营中，既要保护和改善生态环境，又要提高森林资源的经济效益和社会效益，实现生态效益、经济效益和社会效益的统一。

通过推行生态经营，可以有效调整林分空间结构，实现森林生态系统的平衡和协调发展。

4.加强林分管理加强林分管理是优化林分空间结构的保障。

对于不同类别的林分，要根据其特点和需求，加强管理力度，提高管理水平，保持林分的良好状态，确保林分空间结构的优化。