森林具有复杂的结构和功能,森林功能的发挥很大程度上取决于结构是否合理,林分结构影响林木个体生长空间,优化林分结构是培育多功能森林的重要途径。大量科学研究表明,林分多种功能的发挥与林分结构有关,还与立地条件等密切相关,他们之间存在着复杂的关系,研究林分结构与多功能间的耦合关系十分重要。本研究以湖南省永州市金洞林场杉木-闽楠混交林为研究对象,基于林分空间结构二元分布分析和林分多功能动态变化分析,运用结构方程模型(Structural Equation Modeling,SEM)方法研建林分结构及立地条件与林分多功能间的耦合关系模型,以此分析影响林分多功能的主要结构因子,并指导杉木-闽楠混交林的多功能经营方案设计。主要研究内容和结论如下:(1)杉木-闽楠混交林林分结构特征动态分析。通过对林分直径、树高特征值和Weibull分布拟合参数估计值分析,从直径结构方面可以看出,直径分布偏向小径阶,但偏离程度不大,直径Weibull分布函数形状参数c估计值均在1～4.5之间,林分直径分布呈现倒“J”型。从树高结构方面来看,树高主要集中在4-10高阶,树高分布曲线呈单峰山状,林分在直径和树高结构动态变化中均表现为随着年龄的增长呈现出林木分化的趋势。从杉木-闽楠混交林林分空间结构的二元分布可以看出,林分的混交度-角尺度、角尺度-大小比数的二元分布规律基本相似,均以角尺度0.5为分界线呈显著的正态分布,表明角尺度与混交度和大小比数有密切的关系,角尺度太大或太小均不利于林分的混交,且制约林木的胸径生长;混交度和大小比数的二元分布呈现出随着混交度的增大,大小比数总体上表现出增大趋势,但两者之间的密切程度不是很高。杉木-闽楠混交林林木多处于随机分布状态,林分混交度不是很高,林分空间结构二元分布特征很好的反映了林分的生长特征。(2)杉木-闽楠混交林多功能特征动态分析。本文从生产力功能、固碳功能以及物种多样性功能3大主导功能出发,对杉木-闽楠混交林的多功能进行动态分析。结果表明,林分的多功能随经营时间延续其效益有明显提升,从林分生产力功能来看,杉木-闽楠混交林样地林分平均蓄积量为95.64 m3/hm2,处于中等水平,其中5号、6号和8号样地林分生产力较低,林分平均蓄积量分别为55.78 m3/hm2、28.46 m3/hm2和69.51 m3/hm2;1～4号样地与7号样地由于其林下补植了闽楠与红豆杉幼树,其林分生产力相对较高,林分平均蓄积量为146.43 m3/hm2、121.22 m3/hm2、104.52 m3/hm2、136.36 m3/hm2和102.86 m3/hm2;从固碳功能来看,杉木-闽楠混交林林分总碳储量在107.74～129.47 t/hm2之间,其中样地1～样地4的乔木层碳储量均比样地5～样地8的乔木碳储量高,样地6的乔木层碳储量最低,这与林分生产力功能表现出的规律一致。从物种多样性功能来看,杉木-闽楠混交林物种多样性功能综合指数SDCI的平均值为0.5771,处于中等水平。其中样地3、5、6和样地8的物种多样性水平较高,其余4块样地物种多样性水平较低,其中样地4的物种多样性水平最低,样地8的物种多样性水平最高。(3)林分结构及立地条件与林分功能的结构方程模型。对林分多功能发挥影响最大的因素是立地条件,立地条件对林分多功能的总影响系数为2.484,直接影响系数为1.571,其中立地条件对生产力功能的总影响系数为1.221,对固碳功能的总影响系数为0.850,对物种多样性功能的总影响系数为0.413。林分结构对林分功能的总影响系数为1.882,直接影响系数为1.603,其中非空间结构对林分多功能的总影响系数为1.615,空间结构对林分多功能的总影响系数为0.267,其中林分空间结构对物种多样性存在负影响,直接影响系数为-0.249,无间接影响。针对结构方程模型的分析结果,在森林经营过程中合理抚育改善林分结构、增加林分透光率、改善林地水肥管理,促进林下植被的天然更新以及物种多样性的提高,发挥森林的多种功能,使森林向更优化方向发展。(4)杉木-闽楠混交林多功能经营技术。基于对林分结构与多功能的动态分析,以及林分非空间结构、空间结构和立地条件与林分多功能的结构方程模型研究结果,对林场杉木-闽楠混交林林分现状与目标林相进行分析,并划分不同措施区,从近自然森林经营的角度设计全周期经营计划,对金洞林场杉木-闽楠混交林进行多功能经营措施设计。