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摘要 1. 森林结构复杂性被认为是生物多样性的驱动因素。通过重构森林来提高结构复杂性，现已成为森林恢复与保护项目的常见目标。激光雷达为监测森林结构提供了一种高效手段；然而，基于激光雷达数据推导的结构复杂性指标是否可靠，仍不确定。大多数指标都需要选择分辨率（例如像元或体素大小），尽管指标结果对这一选择十分敏感，但目前尚不清楚分辨率选择会如何影响对森林恢复监测结果的后续生态学解读。2. 我们利用苏格兰凯恩戈姆国家公园32个单树种森林样地的地面激光扫描数据，评估指标分辨率选择对森林结构复杂性（FSC）估算的影响。这些样地代表四种结构差异显著的类别：古老林地（AW）、老龄人工林（OP）、实施结构调整经营的老龄人工林（OPM）和自然恢复林（NR）；假设其复杂性从高到低依次为：AW、OPM、OP、NR。我们计算了21项FSC指标，并分析了在不同分辨率梯度（0.02–1.5 m）下，各指标对森林结构类别的排序情况。我们评估了指标排序在不同分辨率下的稳定性、区分森林类别的能力，以及对森林经营目标的生态学解读是否一致。3. 九项指标的排序不稳定，表明生态学结论对分辨率的选择十分敏感。稳定的指标能够有效区分结构差异明显的类别，但无法区分结构差异细微的类别，尤其是OP与OPM。4. AW并未始终表现出最高的结构……复杂性，而是处于中间位置，其特征表现为冠层占据度、开放度和高度不均等性的综合，而无法由任何单一指标加以刻画。5. 我们得出结论：方法学选择可能影响森林结构复杂性（FSC）估计值及由此得出的生态学结论。6. 综合与应用：对森林恢复状况进行可靠评估，不仅取决于指标的选择，还取决于该指标的参数化方式。我们建议透明地报告并论证分辨率参数的选择，同时采用能够捕捉与所监测管理目标相关的结构特征的稳定指标，从而提高基于激光雷达的森林监测的可靠性和可比性。
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Emily Rebecca Lines
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.23.760726
Eleanor Kent
1
剑桥大学；
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通讯作者：
eck38{at}cam.ac.uk
William Rupert Moore Flynn
2
伦敦玛丽女王大学；
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Phillippa R Gullet
3
凯恩戈姆山脉连通项目，阿维莫尔，英国皇家鸟类保护协会；
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David Coomes
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摘要
- 森林结构复杂性被认为是生物多样性的重要驱动因素。通过重构森林以提高结构复杂性，如今已成为森林恢复与保护项目的常见目标。激光雷达为监测森林……提供了一种高效手段。
结构；然而，基于激光雷达获取的结构复杂度指标的可靠性仍不确定。大多数指标都需要选择分辨率（如像元或体素大小），尽管指标结果对这一选择较为敏感，但目前尚不清楚分辨率选择将如何影响森林恢复监测中的后续生态学解释。
- 我们利用来自苏格兰凯恩戈姆国家公园32个单一树种森林样地的地面激光扫描数据，评估指标分辨率选择如何影响森林结构复杂度（FSC）估计。这些样地代表四种具有明显差异的结构类别：古老林地（AW）、老龄人工林（OP）、实施重构管理的老龄人工林（OPM）以及自然恢复林（NR）；假设其复杂度排序为AW、OPM、OP、NR（从复杂度最高到最低）。我们计算了21个FSC指标，并沿分辨率梯度（0.02–1.5 m）评估每个指标对森林结构类别的排序结果。我们考察了指标排序在不同分辨率下的稳定性、其区分森林类别的能力，以及对森林管理目标进行生态学解释的一致性。
- 有9个指标产生了不稳定的排序结果，表明生态学结论对分辨率选择较为敏感。稳定的指标能够较好地区分结构差异明显的类别，但无法有效区分结构差异细微的类别，尤其是OP与OPM。
- AW并未始终表现出最高的结构复杂度，而是处于中间位置，其特征是林冠占据度、开敞度和高度不均等性的综合组合，而这些特征无法由任何单一指标加以表征。
- 我们得出结论：方法选择可能影响FSC估计结果以及据此得出的生态学结论。
其中。
6. 综合与应用： 森林恢复成效的可靠评估不仅取决于指标的选择，还取决于该指标的参数化方式。我们建议，在使用能够捕捉与所监测管理目标相关的结构特征的稳定指标的同时，透明地报告并论证分辨率参数的选择，以提高基于激光雷达的森林监测的可靠性和可比性。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
脚注
https://zenodo.org/records/22801247?token=eyJhbGciOiJIUzUxMiJ9.eyJpZCI6…
已声明的资助方信息
自然环境研究委员会（NERC）“环境变化计划”
NE/W00495X/1
版权
版权所有者为本预印本的作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
保留所有权利。未经许可不得以任何形式重复使用。
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发布于2026年10月27日。
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Eleanor Kent
William Rupert Moore Flynn
Phillippa R Gullet
David Coomes
Emily Rebecca Lines
bioRxiv
2026.10.23.760726；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.23.760726
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简化复杂性：基于激光雷达的森林结构复杂性指标在保护管理中的可靠性
Eleanor Kent
William Rupert Moore Flynn
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2026.10.23.760726；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.23.760726
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关键词：激光雷达 · 森林结构复杂度 · 分辨率敏感性 · 森林恢复监测 · 保护管理 · 地面激光扫描
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.23.760726v1?rss=1