天山云杉天然林不同林层的空间格局和空间关联性李明辉;何风华;潘存德【摘要】天山云杉(Picea Schrenkiana)林是天山林区的重要针叶林.研究调查了分别代表天山云杉增长型种群和成熟型种群的两块标准地,应用Ripley's K系数法研究了天山云杉更新层、低林层、中林层和高林层的空间格局和不同林层的空间关联性,并应用Moran's I系数法研究了不同林层的林木高度的空间自相关性.结果表明:所有林层的天山云杉活立木都是显著聚集的,只是发生聚集格局的强度和聚集尺度不同.更新层天山云杉具有最大的聚集强度,从更新层到低林层,聚集强度急速降低.两块标准地中天山桦(Betula tianschanica Rupr.)、天山柳(Salix tianschanica Rgl.)和天山云杉活立木的空间关联性的表现不同.研究结果表明:增长型种群中天山桦、天山柳在所有尺度上都抑制天山云杉的生长;而成熟型种群中天山桦、天山柳在1-10 m尺度内对天山云杉种群的生长没有影响,10-40 m表现出正相关,40 m以上没有表现出明显的关联性;同时天山桦、天山柳基本上在所有尺度都抑制天山云杉的更新.在更新层和低林层间表现出正相关;而更新层和枯死木之间的空间关联性为正相关.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2011(031)003【总页数】9页(P620-628)【关键词】天山云杉;空间点格局;Ripley's K系数法;空间关联性;空间自相关【作者】李明辉;何风华;潘存德【作者单位】华南师范大学旅游管理系,广州,510631;华南师范大学生命科学学院,广州,510631;新疆农业大学林学院,乌鲁木齐,830052【正文语种】中文在森林群落中，林分不同林层的空间分布格局及各林层间的空间关联性对林分的功能起着很重要的作用［1-6］。
不同林层的空间分布格局影响林木种子的扩散距离［7-8］和林木的更新［3］。
摘要了解常绿阔叶林植物的空间分布特征，对于认识群落构建过程具有十分重要的意义。
许多学者发现物种在环境资源轴上的分布一定程度上与植物功能性状有关。
相对于物种，功能性状沿环境梯度分布的可预测性更强，对环境资源特征具有最直接的指示作用，最能阐明物种在空间的共存机理。
然而，对于群落构建过程，亟缺少物种性状在空间分布的特征论述、及性状分布与物种分布的异同机理解释。
基于此，本文以天童地区5ha常绿阔叶林样地为靶区，选择能反映植物不同生态策略的三个叶片功能性状（叶面积、比叶面积、叶片干物质含量），每木调查分析了其在空间的分布格局，并从物种特性与环境控制因素的角度出发，初步分析了性状空间格局的形成原因，结论如下：1) 小叶片是大部分植物的最主要生活策略，大叶面积的植物个体较少；选择小叶片策略的个体，在样地内呈聚集分布，而大叶面积个体呈现瞬变的分布格局，如在小尺度上高度聚集，后随着尺度的增大分布指数急剧减小后成随机分布；叶片比叶面积与干物质含量的分布格局类似，即拥有中等大小性状值的绝大多数个体在样地内聚集分布，而拥有极大或极小性状值的极少个体在小尺度内聚集分布，后随尺度增大迅速改变成随机分布。
2) 在物种特性上，较小叶片的常绿物种与林下灌木，由于其耐阴与占据贫瘠生境的能力较强，多采取忍耐策略而呈聚集分布。
大叶片的落叶物种或高大乔木，对光和养分条件要求较高，且其繁殖体定居与随机出现的林窗有关，呈随机分布；大比叶面积的个体生存在较优越生境中，繁殖体定居能力差，属于随机分布。
小比叶面积的物种生态幅度较宽，可适应养分贫瘠的区域，但维持的生存个体量少，因此属随机分布；在中生生境内，中等大小的比叶面积为优势性状，大量呈聚集分布。
对应分析性状与物种的分布格局时，由于物种遗传特性对功能性状分布格局的影响范围有限，使两者表现出格局并不完全一致。
3) 在环境因素上，叶面积对环境条件的响应最为敏感，具体一方面表现为其空间分布与土壤养分和酸度的分布紧密相关，而在另一方面，地形因素也可通过引起资源供给的异质性对叶面积的分布格局产生影响；比叶面积可能由于研究区域面积小造成的内环境异质性程度不高，加上反映植物不同策略性状的分布格局受环境影响的主要因素不同，使其与土壤养分条件和地形间无明显关联。
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树种、不同年龄级之间的分布格局和空间组织关系。
优化林分空间结构的森林经营方法是通过科学合理地调整和布局不同树种、不同年龄级的林分，以提高森林的整体生态效益和经济效益。
一、林分组织方法1. 种植设计：通过科学的种植设计，合理选择树种组合和密度，使不同树种间空间分布合理、错落有致，达到生态多样性和经济效益的最大化。
2. 改良更新：利用人工造林或人工介入的方式，选择合适的树种更新现有林分，调整林分空间结构，提高林分的功能和价值。
二、林分调整方法1. 划分林分单元：将森林划分为不同的单元，根据不同的功能要求和经济目标，对每个单元进行不同程度的优化调整，提高森林的整体效益。
2. 面积配比调整：根据不同树种的生态和经济价值，合理调整不同树种林分的面积比例，增加高价值树种的种植比例，提高林分的经济效益。
3. 年龄结构调整：通过选择不同的更新方式和周期，调整林分中不同年龄级的分布格局，实现林分年龄结构的合理优化，提高森林的持续生产力和经济效益。
三、林分布局方法1. 交错分布：将不同树种、不同年龄级的林分错落地进行交错分布，形成多样性的林分结构。
这种布局方式可以提高森林的抗风抗虫能力，减弱病虫害的传播风险。
2. 缓冲带设置：在森林内部设置不同功能的缓冲带，如生态保护地、采伐限制带等，以保护森林生态系统的完整性和稳定性。
3. 多层次布局：将森林分为林冠层、亚冠层和灌木层等多个层次，将不同树种布局在不同层次上，达到林分空间利用的最大化。
四、林分管理方法1. 种群调整：定期对林分进行调查和监测，根据林分生长状况和林木个体的相互制约关系，进行适当的疏伐和稀植，促进林分的健康生长和优势树种的发展。
2. 病虫害防治：采取科学的病虫害防治措施，控制病虫害的发生和传播，保护森林健康发展。
3. 火灾防控：加强森林防火工作，设置灭火设备、开展火线巡查等方式，降低火灾发生的概率，保护森林资源。
第3章林分结构●内容提要●林分直径结构●林分直径分布拟合方法●林分树高结构幻灯片2林分结构●林分在未遭受破坏的情况下，林分内部存在着一些比较稳定的结构规律。
●林分结构：指树木在林分中的分布状态●林分结构主要研究：●（1）林木在林分中的空间占有状态－生态学●（2）林木各调查因子按林木大小的分布状态－测树学幻灯片3第一节林分直径结构●一、林分直径结构的意义●林分直径分布（Stand diameter distribution）—林分内林木株数按径阶的分配状态，也称作林分直径结构。
●林分直径结构是最重要、最基本的林分结构●林分直径便于测定，且林分内各种大小直径的树木的分配状态，将直接影响树木的树高、干形、材积、材种及树冠等因子的变化。
●各因子的结构规律与林分直径结构规律紧密相关。
幻灯片4一、林分直径结构的意义1）林分材种结构与林分直径结构密切相关，并且对林分材种结构规律及特点，林分直径结构起着重要的作用。
林分直径结构是编制林分材种出材量表的基础。
2）林分直径结构规律是研究、推断相关因子（如树高、断面积、干形和材积）的结构规律。
3）林分直径结构是测定、预测林分断面积和蓄积及其生长过程的一个依据。
4）林分直径分布规律，可作为制定、检查营林措施（如抚育间伐）效果的主要依据。
幻灯片5二、同龄纯林直径结构（一）直径正态分布●静态分布－近似正态的单峰有偏分布：以林分算术平均直径（）为峰点、中等大小的林木株数占多数、向其两端径阶的林木株数逐渐减少的对称的山状曲线●同龄纯林直径分布曲线（一）直径正态分布●直径分布截尾正态分布幻灯片7（二）描述直径分布的统计特征数●林分算术平均直径：●变动系数：●偏度（skewness）：●峰度（kurtosis）：幻灯片8（三）直径分布动态规律●直径正态分布曲线的形状随着林分年龄的增加而变化：●平均直径（Dg）：由小→大；●变动系数（CD）：由小→大；●偏度（α3）：左偏（α3>0，正偏）→正态（α3＝0）→右偏（α3<0，负偏）；●峰度（α4）：高峰态（α4>0）→正态（α4＝0）→低峰态（α4<0）。
