天然次生林是我国森林资源的重要组成部分,在水源涵养、水土保持及维持生态平衡等方面均具有重要作用。然而,我国大部分地区现存天然次生林已经退化为低质低效次生林,亟待需要科学合理的抚育经营,对更加充分的利用异质时空资源、提高林地生产力,保持森林生态系统长期稳定和健康及加速森林的正向演化具有重要意义。为此,本研究以帽儿山天然次生林为例,利用4期森林资源二类小班调查数据(1983年、1993年、2004年、2016年)及2期固定样地调查数据(2004年、2016年),在分析现阶段森林景观格局及生物多样性的基础上,构建了耦合木材生产和树种多样性的多目标森林景观规划模型,以5年为一个分期模拟了该地区未来50年的收获蓄积量及树种多样性变化。主要研究内容及结论如下:(1)森林景观空间点格局及其关联性方面,本节拟为经营规划模拟提供效果评价指标。利用帽儿山实验林场1983、1993、2004和2016年共4期二类调查数据,基于O-ring单变量及双变量统计方法对该地区的森林景观空间格局及其关联性动态进行定量分析。1983-2016年间,研究区域内软阔混交林所占面积比例均呈下降趋势,天然蒙古栎林景观所占面积比例先增加后降低,而硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林所占面积比例呈增加趋势。软阔混交林、硬阔混交林、天然蒙古栎林的空间分布类型逐渐转变为随机分布或均匀分布;落叶松人工林随着尺度范围增大表现为随机分布或均匀分布,且均匀分布的尺度范围逐渐增大、随机分布的尺度范围逐渐变小;樟子松人工林聚集分布的尺度虽然也集中在小尺度范围内,但分布范围呈显著增大趋势。(2)帽儿山天然次生林各林型生物多样性方面,拟为反映帽儿山资源现状及为规划模拟提供约束条件提供基础。软阔混交林、硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林的草本的多样性指数之间的关系为硬阔混交林>软阔混交林>落叶松人工林>柞树天然林>樟子松人工林;各林分类型灌木多样性指数关系为硬阔混交林>软阔混交林>柞树天然林>落叶松人工林>樟子松人工林。硬阔混交林的草本及灌木的多样性指数均表现为最大。1983年软阔混交林、硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林、柞树天然林的树种多样性指数分别为1.3774、1.3057、0.0459、0.0414、0.5118,各林型差异显著(P<0.05);1993 年分别为 1.3176、1.4260、0.0401、0.0408、0.6681,各林分类型间差异显著(P<0.05);2004年分别为1.4183、1.3593、0.1131、0.2217、0.6827,各林分类型间差异显著(P<0.05);2016年分别为0.4786、0.5079、0.1844、0.1899、0.5180,各林分类型间差异显著(P<0.05)。总体上,软阔混交林和硬阔混交林树种多样性较高,人工林树种多样性较低,符合森林演替的总体趋势。软阔混交林和硬阔混交林的树种多样性在1983～2016年间呈现下降趋势,落叶松人工林和樟子松人工林则呈现上升趋势,柞树天然林基本保持不变。(3)生长模型构建方面,构建了单木胸径生长速率及林分的蓄积生长量预估模型。各林分类型的胸径生长速率并不一致,落叶松人工林胸径的生长速率最大,樟子松人工林胸径生长速率在初期较大,随后下降较快,从而保持较低的生长速率。软阔混交林的胸径生长速率在初期大于硬阔混交林,在胸径达到25cm后硬阔混交林的生长速率较快,柞树天然林则始终保持较低的胸径生长速率。对各林型的蓄积生长量进行拟合,Compertz方程被选为模拟软阔混交林、硬阔混交林、柞树天然林、落叶松人工林每公顷蓄积生长量的最优基础模型。本部分为森林经营规划模拟提供蓄积预测。(4)多目标森林景观规划模拟方面。以帽儿山地区天然次生林50年规划周期(分期为5年)内的均衡木材收获和树种多样性为目标,构建了基于效应函数理论的多目标森林景观规划预估模型,模拟了木材生产和树木多样性在规划期的变化,并评价了森林经营方案的效果。规划期内软阔混交林、硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林、柞树天然林5种林分类型在规划期内实现的木材收获总量均能够实现设定的目标值,各林分类型的树种多样性在规划期内基本呈现上升的趋势,各景观类型在空间格局上更加趋向于随机分布或均匀分布。合理的森林经营措施能够提高森林生态系统的树种多样性结构,在传统的以木材生产为主体的经营方式基础上,兼顾森林生态系统的生物多样性的经营措施对于加速森林生态系统的正向演替具有重要的作用。