传统以混交异龄林为主的林分优化经营模型,目标是单一的功能优化,主要追求经济效益最大化,很少把林分结构作为目标。从系统论结构决定功能观点出发,林分结构多样性决定林分生物多样性和生态稳定性。林分空间结构比非空间结构更重要。本研究以浙江省典型常绿阔叶林和针阔混交林为研究对象。首先,运用林分空间结构分析理论,分析两种典型森林类型的空间结构特征。然后,以择伐为切入点,把空间结构引入林分优化经营规划,建立林分空间结构优化经营模型。模型是非线性多目标整数规划,模型目标是林分空间结构,约束条件主要是非空间结构。本研究将集成现代森林经理学、近自然经营、生态系统经营、生物多样性保护和信息技术等理论与手段,研究主要目的是为实现森林可持续经营探索新的理论与方法。以林分空间结构为目标的林分空间结构优化经营模型研究在国内外尚未见报道。
本研究以林分空间结构为核心,利用全站仪对接近自然状态的森林群落进行精确定位调查。从混交、竞争和分布格局3个方面分析林分空间结构,揭示林分空间结构特征。摸索出林分空间结构分析的一整套方法,包括样地设置、样地调查、绘制林木位置图、林分空间结构分析方法、林分空间结构分析系统和林分空间结构优化经营模型等。结果表明(1)常绿阔叶树种是天目山国家级自然保护区常绿阔叶林群落的优势种,优势种均呈显著聚集分布,多数优势种间有较强种间关联性。优势树种数随大小级增大而增加,但优势树种的聚集程度却降低。(2)常绿阔叶林优势树种的种内竞争比种间竞争激烈。种内竞争最激烈的优势树种细叶青冈、青冈和短尾柯与其它优势树种的种间竞争强度也最高。(3) 尽管常绿阔叶林的优势种群和常绿种群的平均混交度都比较高。但具有聚集繁殖特征的细叶青冈、青冈和短尾柯既是优势种群,又是常绿种群,导致优势种群、常绿种群的平均混交度都比其它种群的平均混交度低。(4) 建立了林分空间结构优化经营模型,模型以空间结构为目标,以非空间结构、采伐量不超过生长量、生物多样性不减少为约束条件。模型属非线性多目标整数规划,用Monte Carlo法求解。