劉文楨 袁一超 張連金 趙中華

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 國家林業(yè)和草原局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100091；2.甘肅省小隴山林業(yè)科學(xué)研究所 甘肅省櫟類次生林生態(tài)系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天水 741022；3.中國林業(yè)科學(xué)研究院華北林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心 北京 102300)

穩(wěn)定性是植物群落結(jié)構(gòu)與功能的一種綜合特征，是生態(tài)系統(tǒng)存在的必要條件和重要功能表現(xiàn)(黨承林， 1998； 高潤梅等， 2012)，研究植物群落穩(wěn)定性無論在理論還是在實(shí)踐上均有重要意義(冶民生等， 2009)。植物群落穩(wěn)定性研究中，一個(gè)基本問題是對穩(wěn)定性的判定，即群落或生態(tài)系統(tǒng)在某一時(shí)刻是否處于穩(wěn)定、穩(wěn)定性大小、對其如何測度以及需采用什么指標(biāo)(張繼義等， 2003)。國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)穩(wěn)定性的內(nèi)涵與外延發(fā)展了許多群落穩(wěn)定性判定方法，在穩(wěn)定性判定指標(biāo)選取上，種群生態(tài)學(xué)家采用種群數(shù)量或大小變動(dòng)評估群落穩(wěn)定性，而群落生態(tài)學(xué)家則選取種群數(shù)量、相對多度、優(yōu)勢種、物種組成、生產(chǎn)力變化等指標(biāo)評價(jià)群落穩(wěn)定性(吳明作等， 2000； 鄭元潤， 1999； Walker, 1992; Tilmanetal., 1994)； 也有學(xué)者將土壤理化性質(zhì)、人為干擾強(qiáng)度等作為群落穩(wěn)定性評價(jià)指標(biāo)(于立忠等， 2009； 高潤梅等， 2012； 任平等， 2013)。群落穩(wěn)定性評價(jià)方法主要分為2類，一類是生物生態(tài)學(xué)法，即利用野外調(diào)查方法判定群落穩(wěn)定性，如經(jīng)典的M.Godron 測定法，根據(jù)物種數(shù)量增加與所有物種累積頻率的坐標(biāo)點(diǎn)連成平滑曲線，求出與標(biāo)準(zhǔn)直線的交點(diǎn)判斷群落是否穩(wěn)定(Godronetal.， 1971； 閆東鋒等， 2011； 周賽霞等， 2017)； 也有采用年齡結(jié)構(gòu)以及各齡級物種多樣性分析群落穩(wěn)定性(彭少鱗， 1987)； 另一類是數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)法，即利用數(shù)學(xué)方法對森林群落穩(wěn)定性進(jìn)行定量研究與評價(jià)(馬姜明等， 2004)，如層次分析法(馮耀宗， 2002)、主成分分析法(郭垚鑫， 2013； 趙昕等， 2014； 張明霞等， 2015)以及基于模糊綜合評判理論的隸屬函數(shù)法等(郭其強(qiáng)等， 2009； 王露露， 2013； 邢存旺等， 2014； 宋啟亮等， 2014； 張夢弢等， 2015)?？傮w而言，現(xiàn)有研究方法多以群落組成、多樣性等結(jié)構(gòu)指標(biāo)以及生物量等功能指標(biāo)判定或測試群落穩(wěn)定性(Walker, 1992; Tilmanetal., 1994)，重點(diǎn)是群落內(nèi)部穩(wěn)定性，忽視了影響群落穩(wěn)定性的外部環(huán)境作用，特別是群落鄰域環(huán)境作用。群落穩(wěn)定性維持不僅受群落內(nèi)一系列生物學(xué)、生態(tài)學(xué)過程的控制，而且與外部環(huán)境存在著物質(zhì)和能量交換，外部環(huán)境變化也會引起群落結(jié)構(gòu)與功能的變化(馬風(fēng)云， 2002； 馬姜明等， 2004； 龔俊杰等， 2014)，因此，在評價(jià)群落穩(wěn)定性時(shí)，有必要將外部環(huán)境狀況對群落自身的作用和影響加以考慮。

鑒于此，本研究試圖將林分內(nèi)部狀態(tài)與鄰域環(huán)境相結(jié)合，提出林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)方法，并以廣泛分布于我國華北、東北南部和西北地區(qū)的油松(Pinustabulaeformis)林為例，對其穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)，以期為油松林分經(jīng)營和可持續(xù)管理提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

油松是我國北方溫帶針葉林中分布最廣的樹種，具有很高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值(張連金等， 2018)，其材質(zhì)較硬，可用于建筑、造船和家具等諸多領(lǐng)域，根系較深，喜干冷氣候，不僅是重要的造林樹種之一，也是重要的水土保持樹種(吳剛等， 1994； 修勤緒， 2009)。本研究在北京、陜西、甘肅和山西等油松分布較廣且具有代表性的區(qū)域設(shè)置油松林固定樣地，北京油松林樣地位于門頭溝區(qū)東南部的華北林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心九龍山，山西油松林樣地分別位于太原市城郊東山森林公園和運(yùn)城市中條山國有林管理局泗交林場，陜西油松林樣地位于銅川市玉華宮自然風(fēng)景保護(hù)區(qū)，甘肅油松林樣地位于小隴山林業(yè)保護(hù)中心百花林場，其中，北京九龍山和山西太原東山森林公園的油松林為人工林，陜西銅川玉華宮自然風(fēng)景保護(hù)區(qū)、甘肅小隴山林業(yè)保護(hù)中心百花林場和山西運(yùn)城中條山國有林管理局泗交林場的油松林為天然林。各研究區(qū)基本概況見表1。

表1 研究區(qū)基本概況Tab.1 Basic overview of the study area

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

2010—2016年，在各研究區(qū)油松分布較廣且具有代表性的區(qū)域設(shè)置樣地，其中，北京九龍山人工油松林樣地面積為50 m×50 m(2016年)，陜西銅川玉華宮自然風(fēng)景保護(hù)區(qū)天然油松林樣地面積為60 m×60 m(2012年)，山西太原東山森林公園人工油松林樣地、運(yùn)城中條山國有林管理局泗交林場(2015年)和甘肅小隴山林業(yè)保護(hù)中心百花林場天然油松林樣地面積均為100 m×100 m(2010年)。對每塊樣地內(nèi)胸高直徑(H=1.3 m) 大于5 cm的林木使用全站儀進(jìn)行每木定位，記錄樹種、胸徑、樹高、冠幅和健康狀況，在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)四角和中心設(shè)置5 m×5 m小樣方，記錄樣方中幼苗株數(shù)。樣地基本概況見表2。

2.2 穩(wěn)定性評價(jià)方法

2.2.1 林分內(nèi)部狀態(tài)評價(jià)方法 一個(gè)區(qū)域的森林通常是由不同類型森林群落組成的，每種類型森林群落在樹種組成、大小分化、更新、競爭能力和健康狀況等方面有其內(nèi)在分布規(guī)律，本研究將不同森林類型表現(xiàn)出的內(nèi)在分布規(guī)律定義為林分內(nèi)部狀態(tài)(forest internal state, FIS)。根據(jù)惠剛盈等(2016a)，林分內(nèi)部狀態(tài)可從林分年齡結(jié)構(gòu)、組成、空間結(jié)構(gòu)(垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu))、密度、長勢、更新、林木健康等8方面量化表達(dá)，狀態(tài)要素選擇的指標(biāo)與賦值如表3所示，其中，林分組成選擇Simpson指數(shù)來表達(dá)，林分潛在疏密度是林分?jǐn)嗝娣e與林分潛在斷面積之比，用于表達(dá)林分長勢(趙中華等， 2014)，這2個(gè)指標(biāo)取值區(qū)間為[0，1]，越大越好，不對其分級賦值； 林木健康指沒有病蟲害且非斷梢、彎曲、空心等林木在林分中所占比例，大于90%賦值1，90%～70%賦值0.5，小于70%賦值0； 其他指標(biāo)根據(jù)取值及對林分內(nèi)部穩(wěn)定性的影響分別賦值1、0.5或0(惠剛盈等， 2004； 2016a； 2016b； 宋永昌， 2001； Simpson， 1949； 張連金等， 2011； 劉瑞紅等， 2019)。

表2 樣地基本概況Tab.2 Basic overview of sample site

表3 林分狀態(tài)指標(biāo)與賦值Tab.3 Stand state indicators and assignment

林分內(nèi)部狀態(tài)評價(jià)采用單位圓(惠剛盈等， 2016a； Zhangetal.， 2019)分析方法。將單位圓根據(jù)圓心角等分成m個(gè)扇區(qū)(m表示林分狀態(tài)特征的指標(biāo)數(shù)目)，從圓心起畫各扇區(qū)的角平分線并標(biāo)明刻度(指標(biāo)線)，將現(xiàn)實(shí)林分相應(yīng)指標(biāo)值標(biāo)于該指標(biāo)線上，分別以各指標(biāo)值為圓弧半徑計(jì)算各扇區(qū)面積，所有指標(biāo)的面積和即為現(xiàn)實(shí)林分內(nèi)部狀態(tài)值。用現(xiàn)實(shí)林分內(nèi)部狀態(tài)值與最優(yōu)林分內(nèi)部狀態(tài)值之比表示對現(xiàn)實(shí)林分內(nèi)部狀態(tài)好壞的相對測度，公式為：

(1)

式中： FISi為現(xiàn)實(shí)林分內(nèi)部狀態(tài)值；m為指標(biāo)數(shù)目(m≥1)；Rk為第k個(gè)指標(biāo)值。

FIS為 [0，1] 之間的數(shù)值，依據(jù)FIS大小可將現(xiàn)實(shí)林分內(nèi)部狀態(tài)分為5類： 狀態(tài)極佳，F(xiàn)IS∈(0.85，1] ； 狀態(tài)良好，F(xiàn)IS∈(0.65，0.85]； 狀態(tài)一般，F(xiàn)IS∈(0.45，0.65]； 狀態(tài)較差，F(xiàn)IS∈(0.25，0.45]； 狀態(tài)極差，F(xiàn)IS∈[0，0.25]。

2.2.2 林分鄰域環(huán)境評價(jià)方法 如果將森林群落置于景觀水平考慮，則在一定基質(zhì)上森林群落與不同的斑塊鑲嵌或通過廊道連接，森林群落與其他斑塊相互作用、相互影響，特別是與相鄰斑塊間頻繁發(fā)生物質(zhì)交換、能量流動(dòng)和信息傳遞，從而對群落生態(tài)演替起著加速或延緩作用。因此，一個(gè)森林群落穩(wěn)定與否不僅與本身特征有關(guān)，同時(shí)也受周圍鄰域環(huán)境或外界干擾的影響(馬姜明等， 2004； 龔俊杰等， 2014)。如果以區(qū)劃森林的最小地域單位林分為對象，研究林分與其相鄰環(huán)境的相互作用或關(guān)系，可參照林分空間結(jié)構(gòu)分析中的“結(jié)構(gòu)單元”方法(von Gadowetal., 1992; 1993)，即根據(jù)林分與其相鄰環(huán)境的差異，通過不同賦值來表達(dá)鄰域環(huán)境對林分穩(wěn)定性的效應(yīng)，并將其定義為鄰域環(huán)境指數(shù)(neighborhood environmental index， NEI)。鄰域環(huán)境對林分穩(wěn)定性影響為正時(shí)賦值為1、為負(fù)時(shí)賦值為-1、為中性時(shí)賦值為0。 假設(shè)，如果杉木(Cunninghamialanceolata)人工林周圍是地帶性植被群落，杉木人工林可能受地帶性植被群落影響，一些地帶性植被逐步進(jìn)入杉木人工林，最終形成地帶性植被與杉木混交林或完全成為地帶性植被群落，則地帶性植被對杉木人工林的作用為正效應(yīng)； 如果杉木人工林周圍是竹林，可能面臨竹林入侵的威脅，杉木人工林肯定難以穩(wěn)定，則竹林對杉木人工林的作用為負(fù)效應(yīng)； 如果杉木人工林周圍是農(nóng)田或草地，該類環(huán)境雖然也會與杉木人工林發(fā)生能量與物質(zhì)交流，但其對杉木人工林穩(wěn)定性的影響可能很小或無明顯作用，則為零效應(yīng)。

以林分鄰域環(huán)境對其穩(wěn)定性正、負(fù)效應(yīng)的算術(shù)平均值來表達(dá)外部環(huán)境對林分穩(wěn)定性的綜合影響程度，即林分鄰域環(huán)境指數(shù)，其計(jì)算方法為所有林分鄰域環(huán)境對林分穩(wěn)定性影響值之和除以鄰域環(huán)境類型總數(shù)，公式為：

(2)

其中，

式中： NEIi為鄰域環(huán)境指數(shù)；vij為林分鄰域環(huán)境；n為林分鄰域環(huán)境類型數(shù)；j為第i個(gè)林分的第j種鄰域環(huán)境類型。NEIi越大，外部環(huán)境越有利于林分穩(wěn)定。

NEI為[-1，1]之間的數(shù)值，依據(jù)NEI大小可將林分鄰域環(huán)境狀況分為5類： 狀況極佳，NEI∈(0.8，1]； 狀況良好，NEI∈(0.4，0.8] ； 狀況一般，NEI∈(0，0.4]； 狀況較差，NEI∈ [-0.25，0]； 狀況極差，NEI∈[-1，-0.25)。表4所示為林分i周圍不同鄰域環(huán)境對群落穩(wěn)定性的影響效應(yīng)及賦值。

表4 不同鄰域環(huán)境對群落穩(wěn)定性的影響效應(yīng)及賦值Tab.4 Effects of different neighborhood environment on community stability and its assignment

圖1 林分穩(wěn)定性評價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Evaluation index system of forest community stability

2.2.3 林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)方法 將林分內(nèi)部狀態(tài)與鄰域環(huán)境評價(jià)方法整合，提出林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)指數(shù)(forest comprehensive stability, FCS)(圖1)，公式為：

FCSi=ω1×FISi+ω2×NEIi。

(3)

式中：ω1、ω2為權(quán)重系數(shù)。

事物發(fā)展是內(nèi)外因共同作用的結(jié)果，內(nèi)因是事物發(fā)展的根本，決定事物發(fā)展的基本趨向，外因是事物發(fā)展的外部條件，對事物發(fā)展具有加速或延緩作用，外因決定內(nèi)因，外因必須通過內(nèi)因起作用(王建新， 1990)。根據(jù)內(nèi)外因辯證關(guān)系，有必要對林分內(nèi)部狀態(tài)和鄰域環(huán)境分別賦予不同的權(quán)重系數(shù)(ω1、ω2)，以說明各指標(biāo)在整體評價(jià)中的相對重要程度。本研究認(rèn)為，林分內(nèi)部狀態(tài)在維護(hù)林分健康穩(wěn)定方面起主導(dǎo)作用，外部環(huán)境的潛在影響居第二位，故可對內(nèi)外因賦予不同的權(quán)重系數(shù)，此處設(shè)ω1=2/3、ω2=1/3。

FCS取值在[-1/3，1]之間，F(xiàn)CS∈(0.83，1]，表示穩(wěn)定性極佳； FCS∈(0.56，0.83]，表示穩(wěn)定性良好； FCS∈(0.3，0.56]，表示穩(wěn)定性中等； FCS∈(0.08，0.3]，表示穩(wěn)定性較差； FCS∈[-1/3，0.08]，表示穩(wěn)定性極差。

3 結(jié)果與分析

3.1 油松林林分內(nèi)部狀態(tài)評價(jià)

采用林分內(nèi)部狀態(tài)評價(jià)方法對研究區(qū)油松林林分穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)(表5)，結(jié)果表明，各研究區(qū)油松林垂直結(jié)構(gòu)均為單層林，總體長勢良好，其中，北京九龍山人工油松林的林木水平分布格局趨于隨機(jī)分布，直徑分布呈“多峰狀”，林木之間較為擁擠，樹種多樣性低且種間均勻度差異大，林下幼苗數(shù)量極少，更新不良且健康林木比例較低； 山西太原東山人工油松林的林木水平分布格局為均勻分布，直徑分布呈“倒J形”，樹種多樣性低且種間均勻度差異大，林木擁擠度合理，林下幼苗數(shù)量極少，更新不良，林木健康狀況較好； 山西運(yùn)城中條山天然油松林的林木水平分布格局趨于隨機(jī)分布，直徑分布呈“單峰狀”，樹種多樣性中等但種間均勻度差異小，林木擁擠度合理，林下更新中等，林木健康狀況較好； 陜西銅川玉華宮天然油松林的林木水平分布格局趨于隨機(jī)分布，直徑分布呈“多峰狀”，樹種多樣性極低且種間均勻度差異大，林木之間較為擁擠，更新良好，林木健康狀況較好； 甘肅小隴山天然油松林的林木水平分布格局趨于隨機(jī)分布，直徑分布呈“單峰狀”，樹種多樣性中等但種間均勻度差異大，林木擁擠度合理，更新良好，林木健康狀況較好。不同類型油松林內(nèi)部狀態(tài)評價(jià)結(jié)果表明，油松林FIS介于0.311～0.605之間，天然林明顯大于人工林，其中，甘肅小隴山天然油松林林分內(nèi)部狀態(tài)最好，其次為山西運(yùn)城中條山天然油松林、陜西銅川玉華宮天然油松林、山西太原東山人工油松林和北京九龍山人工油松林，F(xiàn)IS分別為0.605、0.515、0.479、0.453和0.311。

3.2 油松林林分鄰域環(huán)境評價(jià)

采用鄰域環(huán)境指數(shù)對研究區(qū)油松林林分穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)(表6)，結(jié)果表明，北京九龍山人工油松林鄰域環(huán)境類型包括4種，分別為2種不同類型的森林群落、村落和農(nóng)田，NEI 為0.25，總體對油松林林分穩(wěn)定性的作用為正效應(yīng)； 山西太原東山人工油松林鄰域環(huán)境類型包括5種，分別為不同類型的森林群落、村落、設(shè)施建設(shè)、農(nóng)田和荒地，NEI為-0.20，總體對油松林林分穩(wěn)定性的作用為負(fù)效應(yīng)； 山西運(yùn)城中條山天然油松林鄰域環(huán)境類型包括4種，分別為不同類型的森林群落、河流、村落和農(nóng)田，NEI為0.25，總體對油松林林分穩(wěn)定性的作用為正效應(yīng)； 陜西銅川玉華宮天然油松林鄰域環(huán)境類型包括5種，分別為3種不同類型的森林群落、村落和農(nóng)田，NEI為0.40，總體對油松林林分穩(wěn)定性的作用為正效應(yīng)； 甘肅小隴山天然油松林鄰域環(huán)境類型包括4種，分別為3種不同類型的森林群落和草地，NEI為0.75，總體對油松林林分穩(wěn)定性的作用為正效應(yīng)。

3.3 油松林林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)

采用林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)方法對研究區(qū)油松林林分穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)(圖2)，結(jié)果表明，各研究區(qū)油松林林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)存在較大差異，其中，北京九龍山人工油松林和山西太原東山人工油松林整體穩(wěn)定性較差，F(xiàn)CS分別為0.291和0.235。北京九龍山人工油松林密度大、多樣性低、更新不良等問題，造成林分內(nèi)部狀態(tài)較差； 其鄰域環(huán)境類型中，2類為正效應(yīng)、1類為零效應(yīng)、1類為負(fù)效應(yīng)。山西太原東山人工油松林林分內(nèi)部狀態(tài)較北京九龍山人工油松林好； 但其鄰域環(huán)境較差，1類為正效應(yīng)、3類為負(fù)效應(yīng)、1類為零效應(yīng)。山西運(yùn)城中條山天然油松林和陜西銅川玉華宮天然油松林整體穩(wěn)定性中等，F(xiàn)CS分別為0.427和0.452。這2個(gè)區(qū)域油松林林分內(nèi)部狀態(tài)均處于中等水平，山西運(yùn)城中條山天然油松林林分內(nèi)部狀態(tài)特征較陜西銅川玉華宮天然油松林好；但其鄰域環(huán)境相對較差，2類為正效應(yīng)、1類為負(fù)效應(yīng)、1類為零效應(yīng)，陜西銅川玉華宮天然油松林5類鄰域環(huán)境中3類為正效應(yīng)、1類負(fù)效應(yīng)、1類為零效應(yīng)，因而導(dǎo)致陜西銅川玉華宮天然油松林林分穩(wěn)定性較山西運(yùn)城中條山天然油松林高。甘肅小隴山天然油松林林分穩(wěn)定性良好，F(xiàn)CS達(dá)0.653，這不僅是由于該區(qū)域天然油松林林分內(nèi)部狀態(tài)較好，而且其4類鄰域環(huán)境中3類為正效應(yīng)、1類為零效應(yīng)，因此其林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)指數(shù)最高。

表5 油松林林分內(nèi)部狀態(tài)評價(jià)Tab.5 Forest internal state evaluation of Pinus tabulaeformis stand

表6 油松林林分鄰域環(huán)境評價(jià)Tab.6 Forest neighborhood environment evaluation of Pinus tabulaeformis stand

圖2 油松林林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)Fig.2 Comprehensive evaluation on the stability of Pinus tabulaeformis stand

4 討論

穩(wěn)定性是群落或生態(tài)系統(tǒng)存在的首要條件和基本表征之一，其不僅與群落或生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化特征有關(guān)，而且與外界干擾的強(qiáng)度和特性有關(guān)，學(xué)者們雖然從不同角度研究了群落或生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但到目前為止，對穩(wěn)定性及其影響機(jī)制還沒有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(馬姜明等， 2004)。從現(xiàn)有研究方法上看，主要分為生物生態(tài)學(xué)法和數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)法2類，包括穩(wěn)定度指數(shù)法(閆東鋒等， 2011； 周賽霞等， 2017)、層次分析法(馮耀宗， 2002)、隸屬函數(shù)法(張樹梓等， 2013)、主成分分析法(張明霞等， 2015)、灰色關(guān)聯(lián)度法等，指標(biāo)選擇大多基于物種多樣性、土壤理化性質(zhì)、林分結(jié)構(gòu)和活力等，具體指標(biāo)涉及種群動(dòng)態(tài)(更新水平、年齡結(jié)構(gòu)、徑級結(jié)構(gòu))、抗干擾能力(多樣性、健康狀況)、水分養(yǎng)分狀況(長勢、密度)、空間結(jié)構(gòu)(水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu))等方面的特征，主要差別在于指標(biāo)權(quán)重和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理方法上； 對于經(jīng)典的M.Godron法，則根據(jù)物種數(shù)量增加與所有物種累積頻率的坐標(biāo)點(diǎn)連成平滑曲線，求出與標(biāo)準(zhǔn)直線的交點(diǎn)判斷群落是否穩(wěn)定(Godronetal.， 1971)?？傮w來看，現(xiàn)有植物群落穩(wěn)定性評價(jià)研究重點(diǎn)是群落內(nèi)部狀態(tài)特征，盡管外部環(huán)境變化對群落穩(wěn)定性具有十分重要的影響，但很少有研究將外部環(huán)境作為穩(wěn)定性評價(jià)的一部分。

本研究提出基于林分內(nèi)部狀態(tài)與鄰域環(huán)境的群落穩(wěn)定性評價(jià)方法，既考慮了林分內(nèi)部狀態(tài)特征，同時(shí)也考慮了林分鄰域環(huán)境的作用。在評價(jià)林分內(nèi)部狀態(tài)特征時(shí)，指標(biāo)選擇更加注重森林經(jīng)營上的指導(dǎo)性和可操作性，如選擇的林分空間結(jié)構(gòu)指標(biāo)，傳統(tǒng)森林經(jīng)營很少考慮林木分布格局的調(diào)整或無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的量化調(diào)整，而結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營為林木分布格局的量化調(diào)整提供了方法(趙中華等， 2013)。對本研究5類油松林來說，其垂直結(jié)構(gòu)均為單層林，說明林分內(nèi)下層林木較少，這一方面可能是由于林地土壤中種子數(shù)量少，導(dǎo)致林分更新不良； 另一方面則可能是由于林分密度過大，更新的幼樹幼苗得不到充足的陽光無法正常生長。因此在森林經(jīng)營時(shí)，需要更多關(guān)注如何提升林分的林下更新能力。對林木分布格局為均勻分布的林分，如山西太原東山人工油松林，可圍繞培育目標(biāo)樹、伐除均勻分布其周圍的小徑木來調(diào)整林木分布格局，同時(shí)也可解決林分密度過大的問題。再如對樹種組成的調(diào)整，僅調(diào)整各樹種組成比例是不夠的，還需要考慮各樹種間的混交關(guān)系，特別是對混交林來說，提高混交程度是增加林分穩(wěn)定性的有效途徑(Huietal., 2011)。在林分內(nèi)部狀態(tài)評價(jià)方法上，本研究采用單位圓分析方法量化表達(dá)林分內(nèi)部狀態(tài)特征，更加清晰、直觀(惠剛盈等， 2016a； Zhangetal.， 2019)，從評價(jià)結(jié)果中可直接看出影響林分內(nèi)部狀態(tài)穩(wěn)定的因子，利于制定有針對性的林分穩(wěn)定性提升經(jīng)營措施。在評價(jià)鄰域環(huán)境對油松林林分穩(wěn)定性的影響時(shí)，本研究基于林分空間結(jié)構(gòu)分析“結(jié)構(gòu)單元”原理，即根據(jù)林分與其相鄰環(huán)境的差異，通過不同賦值來表達(dá)鄰域環(huán)境對林分穩(wěn)定性的效應(yīng)，如森林、河流、農(nóng)田、荒地、草地、村落、設(shè)施建設(shè)等可能產(chǎn)生正面或負(fù)面影響，或沒有影響，評價(jià)結(jié)果也表明考慮鄰域環(huán)境類型后，油松林林分穩(wěn)定性排序發(fā)生變化，可見外部環(huán)境狀況對林分穩(wěn)定性的影響不容忽視。更為重要的是，本研究提出的林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)方法能夠明確反映出天然林林分穩(wěn)定性高于人工林的一般規(guī)律。

生態(tài)系統(tǒng)指在一定空間中共同棲居著的所有生物(即生物群落)與其環(huán)境之間因不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程而形成的統(tǒng)一整體，本研究僅從鄰域環(huán)境類型考慮其對油松林林分穩(wěn)定性的影響，顯然不能全面反映不同生態(tài)系統(tǒng)間的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)。未來研究中，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化鄰域環(huán)境指標(biāo)，并進(jìn)行更精確的量化表達(dá)，從而對林分穩(wěn)定性起到一定維護(hù)作用； 同時(shí)，還要考慮不同林分內(nèi)部狀態(tài)與鄰域環(huán)境對林分穩(wěn)定性影響的權(quán)重(可通過專家打分或熵權(quán)賦值等方法確定)，從而客觀評價(jià)二者對林分穩(wěn)定性的影響。此外，現(xiàn)有穩(wěn)定性評價(jià)多為綜合性評價(jià)方法，不同方法選擇的指標(biāo)體系不同，有必要針對相同類型林分穩(wěn)定性開展不同評價(jià)方法的一致性比較研究，探討不同評價(jià)方法和不同指標(biāo)體系的優(yōu)缺點(diǎn)，為精準(zhǔn)開展林分穩(wěn)定性評價(jià)提供依據(jù)。

5 結(jié)論

本研究提出鄰域環(huán)境指數(shù)概念，量化不同鄰域環(huán)境類型對林分穩(wěn)定性的影響，基于林分內(nèi)部狀態(tài)與鄰域環(huán)境的林分穩(wěn)定性綜合評價(jià)方法既可表達(dá)林分內(nèi)部狀態(tài)特征的差異，也可體現(xiàn)鄰域環(huán)境對林分穩(wěn)定性的影響，并能夠明確反映出天然林林分穩(wěn)定性高于人工林的一般規(guī)律，評價(jià)結(jié)果更加清晰、直觀，為林分穩(wěn)定性評價(jià)提供了一種新思路，對森林可持續(xù)經(jīng)營具有一定指導(dǎo)意義。