城市风景林空间结构特征分析
文献综述
一、课题的研究意义
风景林是指具有较高美学价值, 并以满足人们审美需求为目标的森林的总称[1]。随着现代城市居民生态环境意识的逐步提高, 风景林成为我国城市林业发展的新方向。而森林空间结构是森林生长过程的驱动因子 ,对森林的功能体现和发展趋势具有决定性作用[3]，因此对于其空间结构特征的分析和研究也成为一个热点问题。如何系统地分析城市风景林空间结构特征，合理规划城市风景林，科学精准地提出营造措施, 是林业工作者需要去思考的问题。
城市森林作为城市生态系统的子系统和森林生态系统的重要组成部分，与城市生活密切相关的服务功能有供给服务、调节服务、文化服务等[2]。而风景林是由多树种组成的复合型植物群落, 因而它在功能组合上更加突出其自身的独特价值。与单个树种相比, 风景林在改善生态环境、美化城市景观、开展生态旅游等方面具有不可替代的作用[4]。了解风景林空间结构特征, 以期为该风景区的建设以及相似立地条件下风景林的营建提供依据[7], 从而探索出一套适合风景林培育与经营的合理措施,对充分发挥其生态、经济、社会效益以及森林旅游事业的开展和现代林业建设, 都具有重要意义[5]。
传统林学中描述林分结构主要有直径结构和树高结构、树种组成、年龄结构、郁闭度和蓄积量等指标[6]，而忽略了林分空间结构特征。由于近年来地理信息系统技术的发展，得以采用更多的方法进行分析。王超[23]首次提出应用空间结构理论于风景林结构分析。邓送求[7]等人指出，应用传统林分结构因子配合混交度、角尺度、大小比数、开敞度4个林分空间结构参数进行分析，旨在了解其空间结构特征。封尧等人还指出，目前在森林经理学中描述林分空间结构的指数主要包括混交度、大小比数、聚集指数、林层指数和开敞度等，通过这些指数可以在三维空间内全方位描述林分空间结构特征[8,10]。通过将林木胸径、树高和冠幅作为综合权重，改进Voronoi 图确定林木的邻近木，进而计算各空间结构指数，分析林分的空间结构特征[9]。
综上，以紫金山国家森林公园2018年20多块典型样地精准林木调查数据为主要信息源，采用惠刚盈等提出的混交度[11] (Mi)、大小比数[12] (Ui)、角尺度[13] (Wi)、开敞度[14] (Bi)4个参数结合加权Voronoi 图进行林分空间结构特征分析，配合传统林学测树因子，利用ArcGIS、SPSS等软件作为辅助工具对研究数据进行处理、显示和分析，为风景林精准经营措施制定提供科学参考。
二、国内外研究现状
西方国家对风景林的研究显著早于我国。早在19世纪末, 德国就提出了近自然森林经营理论[21]，还有美国的 “生态系统经营”，加拿大的“综合林地管理系统”等都属于西方较早期的研究 。在传统方法的基础上，Fueldner、 Gadow同我国的惠刚盈等提出了一些新的空间结构指标：混交度、大小比数和角尺度。借助这几个指标，Gadow从空间结构的变化对山毛榉林的疏伐试验结果进行了分析，Daume等以结构参数混交度和大小分化度的二元分布提出了模拟疏伐的疏伐优先指数。Alber研制了以空间结构参数为基础的疏伐分析软件等[22],都取得了不错的效果。国外更多重视于景观格局以及景观质量评价的研究，例如森林景观结构、功能及其动态研究、森林景观破碎化及其景观调控研究等[19][20]。
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