森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究.pdf

1、森林系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響著森林這一復(fù)雜巨大的多功能系統(tǒng)，制約著林分之間的競爭及能量、物質(zhì)交互，對林分中的物種多樣性起著重要的作用。但如何從整個森林系統(tǒng)的角度上來研究森林的穩(wěn)定性，目前還沒有一個較為系統(tǒng)的方法。本研究從景觀學(xué)的角度上，按優(yōu)勢樹種、齡組將林分區(qū)劃為景觀斑塊，斑塊與斑塊之間的邊緣效應(yīng)作為耦合的動力因子，從湖南省桃源縣二類小班矢量圖中提取出森林景觀斑塊耦合體53個，再從中選取20個耦合體利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)將之抽象化為森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)，

2、選取網(wǎng)絡(luò)指數(shù)節(jié)點數(shù)和介數(shù)對耦合網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行全面分析，構(gòu)建與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相關(guān)的模型。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)指數(shù)的特征結(jié)合林業(yè)的實際生產(chǎn)，提出森林景觀斑塊耦合體的經(jīng)營措施，主要研究內(nèi)容及研究結(jié)果如下:
　　(1)選取網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。本文選取節(jié)點數(shù)不同的10個網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)與節(jié)點數(shù)相關(guān)的森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性模型得出:從巨型網(wǎng)絡(luò)-1到微型網(wǎng)絡(luò)-2的崩潰閾值依次為0.3259，0.3101，0.2834，0.273，0

3、.2484，0.2159，0.1945，0.1962，0.1583，0.1574，呈遞減趨勢，說明森林景觀斑塊耦合體中斑塊數(shù)多的要比斑塊數(shù)少的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定;隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)的增加，其崩潰閾值增加的速率逐漸減小的，說明當(dāng)斑塊數(shù)增加到一定程度時，耦合體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不再變化。根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，用網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)來衡量網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而從新的角度探究森林景觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
　　(2)選取網(wǎng)絡(luò)節(jié)點介數(shù)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。本文選取節(jié)點數(shù)

4、大致相同的中型網(wǎng)絡(luò)10個，通過網(wǎng)絡(luò)介數(shù)累計分布曲線與網(wǎng)絡(luò)崩潰閾值對比發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與介數(shù)分布有關(guān)，曲線起始點越接近原點，網(wǎng)絡(luò)越穩(wěn)定，越遠(yuǎn)離原點，網(wǎng)絡(luò)則越脆弱。根據(jù)與介數(shù)分布相關(guān)的理想森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性模型得出:針對所選中型網(wǎng)絡(luò)，其介數(shù)分布理想網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定模型g(x)中b的取值為157.29，且k為極小值，網(wǎng)絡(luò)介數(shù)分布曲線越是趨向于理想曲線時，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，此時網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點介數(shù)分布均勻，斑塊與斑塊之間聯(lián)系緊密，能量、物質(zhì)

5、交換頻繁。
　　(3)提出森林景觀斑塊耦合體的經(jīng)營措施。利用與節(jié)點數(shù)相關(guān)的、與介數(shù)分布相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性模型，通過仿真得證增加節(jié)點數(shù)、平衡節(jié)點介數(shù)分布確實可以有效增強森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。具體經(jīng)營措施:當(dāng)森林景觀斑塊耦合體周邊存在采伐跡地或荒地時，可以更新與周圍不同的鄉(xiāng)土樹種幼齡林，進(jìn)而增加耦合體邊緣的斑塊數(shù);當(dāng)森林景觀斑塊耦合體中出現(xiàn)林分質(zhì)量較差的大斑塊時，可以通過間伐等重新區(qū)劃斑塊，進(jìn)而更新造林，營造大斑塊內(nèi)的局部“