复杂多样的森林结构通常意味着具有稳定持久的生态功能,而植物多样性作为森林生物多样性的关键因素,亦是森林群落结构的度量。除此之外,林木个体的竞争对于森林结构以及演替进程会产生重要的影响。因此,对森林结构、多样性、生长和竞争的研究对森林经营、生产能力和生态功能有着重要意义。准确的分析方法是认识森林结构、多样性和竞争的关键前提。目前已有众多用于描述森林结构、多样性和竞争的方法,但还存在不完善之处,譬如,现有描述森林结构的指数或参数大都针对结构的一个方面,无法同时提供林分多个方面的结构信息,为解决这个问题,本研究首先基于最近4株相邻木空间结构关系,提出了能同时从林木分布、树木种类和大小上全面分析林分微观结构的新方法——空间结构参数三元分布,并以锐齿栎过伐林和次生林为案例进行解析,同时把它用于结构化森林经营(包括对照)的次生锐齿栎林的结构动态分析中;现有描述林木大小多样性的指标无法正确表达出不同类型林分的林木大小多样性差异,为解决这个问题,本研究提出了基于空间结构参数大小分化度的Simpson(DT)、Shannon(HT)及其均值(?T)的量化测度指数,并以模拟数据和实测数据进行验证分析;在林木竞争描述上,基于交角的竞争指数虽然因其良好的几何解析性能而得以屹立于竞争指数之林,然而,树高在林分中测定不易且误差大,限制了基于交角的林木竞争指数的进一步应用,本研究探讨在不同林分中用胸径或通过胸径-树高曲线预估树高后替代实测树高计算基于交角的林木竞争指数的可行性。本研究在探讨以上方法的基础上,进一步应用于分析不同经营措施下的锐齿栎天然林林分结构的动态变化。动态数据来源于甘肃小陇山长期定位监测的14块次生锐齿栎混交林样地,其中2块面积70m×70m的样地分别为结构化森林经营(GSC1)和对照(GSC2);另外12块面积28.28m×28.28m的样地分别为间伐对照(GSC3、GSC7、GSC11)、轻度间伐(间伐强度20%,GSC4、GSC8、GSC12)、中度间伐(间伐强度30%,GSC5、GSC9、GSC13)和强度间伐(间伐强度40%,GSC6、GSC10、GSC14)。通过长期监测的两期数据分析了次生锐齿栎混交林生长、结构、多样性以及锐齿栎种群竞争的动态变化。本研究具体取得如下主要结论:(1)提出了基于最近4株相邻木关系的空间结构参数三元分布。空间结构参数三元分将大小比数、混交度和角尺度进行三元联合,共包含了5×5×5=125个结构组合,充分利用了大小比数、混交度和角尺度三者在表达空间结构上的频率优势,完全包含且超越了其中任何2个空间结构参数的二元分布以及一元分布所提供的全部信息。应用空间结构参数三元分布分析锐齿栎过伐林和次生混交林,发现过伐林整体呈高度混交随机分布状态,而该状态下的各种优劣态势的林木数量均等;次生林整体呈随机分布状态,但整体上的混交程度略差,在强度混交随机状态的优势木和绝对劣势木数量较多;这些结构特征揭示了锐齿栎混交林在遭受不同干扰后的空间结构异质性。除此之外,分析gsc1和gsc2的空间结构参数三元分布的动态变化,发现在林分水平上,对照gsc1的三元结构分布频率值在5年间的变动小,而结构化森林经营gsc2的变化大,为极强混交随机状态的中庸木数量大幅度增多;在锐齿栎种群水平上,对照gsc1的三元结构分布频率值在5年间的变动小,而结构化森林经营gsc2的变动大,为极强混交随机状态的锐齿栎优势木大幅度增多。(2)发现大小分化度的均值(?t)是一个良好的测度大小多样性的指标。考虑林木位置的大小分化度用于量化表达林木大小多样性能够提供更多林分深层次的结构信息,由其衍生出的dt、ht和?t能判别区分不同类型林分的林木大小多样性差异。其中,?t从林分整体水平上反映林木的大小分化程度,且比dt和ht具有更强判别不同类型林分大小多样性差异的能力。因此,认为?t是恰当表达及区分不同林分的林木大小多样性的最优测度指数。(3)用胸径直接代替树高计算基于交角的林木竞争指数是可行的。基于交角的林木竞争指数能简洁表达出来自于竞争木侧翼的挤压和上方遮盖的竞争压力。以胸径计算的基于交角的竞争指数(cid)能表达出以树高计算的基于交角的竞争指数(cih)结果的95%信息,且能有效地表达出不同大小林木承受的竞争压力的差异。虽然竞争指数值cih<cid,但二者的拟合结果趋势一致。因此,以胸径替代实测树高可作为该竞争指数的最佳经验计算途径。(4)gsc1和gsc2均为近熟林,在抚育后5年,2块样地的灌木物种多样性、锐齿栎种群承受的竞争压力和林分的角尺度平均值都均减小,林分的混交度平均值均增大,而林木大小多样性?t值保持不变,直径分布均由近似倒j型曲线转变为单峰山状曲线。与对照样地GSC1相比,结构化森林经营促进了样地GSC2中的林木生长,表现为其单木胸径、树高和材积生长率以及林分断面积、材积生长率比对照样地分别高出7.9%、17.4%、26.5%、82.8%和38.4%;另外,还提高了树种多样性、促进了幼苗的更新以及促进林木往更高径阶晋级(直径分布曲线明显右移)。(5)间伐经营及其对照样地均为中幼林,在抚育后5年,12块样地的灌木物种多样性、林木大小多样性、锐齿栎种群承受的竞争压力和幼苗更新下降,林分的角尺度和混交度平均值增大,直径分布均为多峰山状曲线。与间伐对照相比,轻度间伐对林分断面积生长率提升最高,高出109.3%;中度间伐对单木胸径和材积生长率提升最高,分别高出56.0%和45.1%;强度间伐对单木树高和林分材积生长率提升最高,分别高出18.1%、66.9%;除此之外,间伐措施亦促进林木往更高径阶晋级(直径分布曲线明显右移)。结构参数三元分布、林木大小多样性?T和以胸径计算的基于交角的竞争指数CID进一步完善了现有分析方法的不足,这些方法在森林经营效果评价中具有重要作用。结构化森林经营有利于提高林木的生长率,对幼苗更新和生物多样性的保护亦具有积极作用。