山西太岳山油松林天然更新过程与时空格局

As the important vegetation type of warm coniferous forests in north China, the natural regeneration of Pinus tabulaeformis forests have been of great concern in forest ecological rearch in recent years. In this research, a 4hm2 Pinus tabulaeformis forests permanent plot is established in Taiyue Mountain, Shanxi. Further, according to the long-term located monitoring, we take the ligneous plants (including all the seedlings and young trees) as the research objects, and enter on the types and amounts, temporal-spatial pattern and seasonal dynamics of seed rain and soil seed bank, temporal-spatial pattern and year dynamics of the seedlings and young trees, and the key affecting factors to explore the internal mechanism of the natural regeneration process and temporal-spatial pattern, and reaveal the biotic and abiotic affecting factors of the natural regeneration and the community formation process of Pinus tabulaeformis forests. Through the comprehensive analysis above, it can provide the basic information and the theoretical foundation for vegetation restoration and biodiversity protection of Pinus tabulaeformis forests distribution center.

油松林作为华北地区暖温性针叶林的重要植被类型，其天然更新受到广泛关注。本项目以2011年建立的山西太岳山4hm2油松林固定监测样地为平台，以样地内木本植物（包括所有幼苗幼树）为对象，通过长期定位监测，系统开展种子雨、土壤种子库的种类和数量组成、时空格局及季节动态；幼苗幼树的年季动态和时空格局；种群天然更新过程和时空格局的关键影响因子等研究，多尺度探讨暖温带油松林天然更新过程和时空格局形成的潜在机制，揭示影响油松林天然更新及群落形成过程的生物和非生物因素，为油松中心分布区的植被恢复与生物多样性保护提供基础信息和理论依据。

本研究以山西太岳山4 hm2油松林固定监测样地为平台，基于2015-2017年的定位监测，系统分析了种子雨和土壤种子库组成及时空格局动态、乔木幼苗在时间和空间尺度上的动态特征，揭示了油松林天然更新过程的关键影响因素，结果表明：（1）研究期间共收集到6050个种实，隶属于6科6属6种，油松(Pinus tabuliformis)和辽东栎(Quercus wutaishanica)的种实贡献了约99%的种子量。样地中种子雨的总数量和质量均在9-10月达到高峰；不同树种的种子雨有显著的季节动态，油松种子数量和重量在11月达到高峰，辽东栎则是在9月。（2）运用Jaccard相似系数分析收集器内物种数与周围母树物种数的相似性，Jaccard相似系数在1-6m增大，随后逐渐减小。油松种子雨密度与母树数量、平均胸径及平均树高都有显著相关性，辽东栎种子雨密度与母树数量呈显著正相关，在5-10m距离内与树高有相关性。（3）油松林土壤种子库中共监测到14个物种；不同生境土壤种子库的数量以山谷最多，高海拔坡面最少，不同生境类型土壤种子库密度垂直分布随土壤深度的变化基本表现为：枯枝落叶层＞0-2cm＞2 -5cm＞5-10cm。（4）乔木树种幼苗组成种类较为丰富，共记录到19个树种，隶属于10科13属，也是样地内胸径1 cm以上乔木树种的主要组成成分。树种组成在年际间变化不大，但各样方间表现出较大的空间变异；（5）从数量组成来看，共记录到34662株幼苗，以辽东栎和油松幼苗数最多，占总幼苗数的78.96%；辽东栎和油松的幼苗数量在年际间有明显波动，其他树种年际间波动较小；（6）从新增和死亡幼苗的数量与组成来看，共记录到15个乔木树种的新增幼苗，新增和死亡幼苗数量在年际间随物种和样方位置表现出明显差异，主要树种辽东栎和油松有较大的新增幼苗数量和较高的幼苗死亡率；（7）群落水平上幼苗高度、密度制约和生态位分化（主要指海拔和土壤养分的分化）共同影响乔木幼苗的存活。通过研究发表SCI论文1篇，中文论文6篇，出版专著1部，培养硕士研究生4名。本研究可为油松中心分布区的植被恢复与生物多样性保护提供基础信息和理论依据。