森林作为陆地生态系统的主体,对改善环境、维持生态平衡起着决定性作用。森林结构是森林生态系统的一个重要属性,与森林的功能密切相关,合理的结构是充分发挥多种功能的基础。因此,研究森林结构及其影响因子对于森林经营及优化决策都具有重要的理论和实践意义。本研究在中国西南地区南盘江流域广西雅长兰科植物国家级自然保护区内选择受人为干扰后经长时间自然恢复的松阔(PYI)、松栎(PYII)、松杉栎(PYIII)三种典型针阔混交林为研究对象,运用典型样地法设置样地进行系统取样和调查,分析了三种针阔混交林的树种组成、植物多样性、直径结构、树高结构、冠幅结构、角尺度、大小比数、混交度、开敞度和竞争指数等方面结构特征,同时对地形因子、土壤理化性质、土壤微生物生物量、微生物活性、结构及功能多样性等立地环境因子进行了调查及测定分析,采用冗余分析(RDA)方法探讨了林分结构与立地环境因子的关系,旨在为该困难立地条件下退化森林的恢复和生物多样性的保护提供基础理论依据。主要研究结果如下:1.三种针阔混交林主要组成树种不同,植物多样性也存在差异。PYI的主要优势树种有细叶云南松(Pinus yunnanensis var.Tenuifolia)、小果珍珠花(Lyonia ovalifolia(Wall.)Drude var.Elliptica)和栓皮栎(Quercus variabilis Bl.),PYII的主要优势树种有细叶云南松、栓皮栎和青冈栎(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.),PYIII的主要优势树种有铁坚油杉(Keteleeria davidiana(C.E.Bertrand)Beissn.)、栓皮栎和细叶云南松,由于它们的伴生树种类型差异较大,因此群落间乔木层组成树种相似系数都较低。三种针阔混交林植物多样性指数主要表现为灌木层>乔木层>草本层。PYIII在乔木层和灌木层均有较高的物种丰富度,但其乔木层和灌木层香浓-威纳指数、辛普森指数和均匀度指数在三种针阔混交林中均为最低。2.三种针阔混交林均具有典型异龄林林分直径结构,但树高和冠幅分布结构差异较大。PYI、PYII和PYIII的径级分布曲线都呈倒“J”形,PYIII的平均胸径较大,PYI较小。树高分布曲线PYI整体呈单峰状,PYII为多峰状,PYIII呈双峰状,树高结构均偏左分布,平均树高也表现为PYIII较大,PYI较小。三种针阔混交林林木冠幅主要分布在1.0-3.0 m之间,平均冠幅为PYII>PYIII>PYI。3.三种针阔混交林树种混交度、林木大小分化度及生长空间整体表现出相似性,而林木空间分布格局存在差异,竞争力也不等。PYI、PYII和PYIII整体都处于中度以上混交,其中PYII混交程度最高。无论是胸径还是树高,PYI、PYII和PYIII林木整体分化都均匀,但它们的生长空间都不足,且PYI严重不足。林分林木空间分布格局PYI总体呈团状分布,PYII和PYIII总体呈随机分布。三种林分中PYIII的林木间的竞争压力最大,PYI最小。通过相关分析发现:林分的空间结构因子角尺度、开敞度、竞争指数与非空间结构因子乔木株数密度、平均胸径、平均树高、平均冠幅、胸高断面积密切相关,同时这些空间及非空间结构因子对植物物种多样性都影响显著。4.三种针阔混交林都位于中低海拔区域,坡度和坡向不同。土壤都呈弱酸性。不同林分的土壤含水量、p H值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷及速效钾含量等土壤理化因子均表现出显著差异,且在林分密度较大及细叶云南松株数密度较高的PYI中均为最低。季节对土壤理化因子也产生了显著的影响,除p H、土壤含水量和土壤C/N比外,其他因子均表现为干季高于湿季。5.反应土壤微生物活性、生物量、功能的各项生物指标因子在三种不同针阔混交林中存在差异,其中过氧化氢酶活性、磷酸酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性、土壤微生物生物量、总PLFAs量、细菌PLFAs量、真菌PLFAs量、丛枝菌根真菌PLFAs量、AWCD、功能香浓-威纳指数、功能辛普森指数的差异都达到了显著水平,且它们的变化趋势与土壤含水量、p H值、土壤有机质含量、全氮含量和全磷含量有关。三种针阔混交林土壤微生物对6大类碳源利用量较高的均是碳水化合物和氨基酸。Biolog碳源主成分分析表明,三种针阔混交林对土壤微生物碳源利用特征存在明显差异,主要起分异作用的是氨基酸类碳源。磷脂脂肪酸的主成分分析表明,三种林分的土壤微生物群落结构显著不同;土壤G-/G+、Mono/sat在三种林分间的差异也达到显著水平,而Bact/Fungi则无显著差异,表明不同混交林分的土壤好氧环境虽然改变了土壤微生物群落结构及功能,但不同这些差异不会改变土壤生态系统的稳定性。6.冗余分析方法较好的解释了针阔混交林林分结构和立地环境因子间的关系。Monte Carlo置换检验表明:非生物环境因子中,土壤含水量、p H值、有机质含量、全氮含量、全磷含量、坡度、坡向对林分结构影响显著。生物环境因子中对林分结构影响显著的有:脲酶活性、过氧化氢酶活性、微生物量碳、微生物量氮、总PLFAs量、细菌PLFAs量、丛枝菌根真菌PLFAs量、微生物利用碳源数、微生物功能香浓-威纳指数、微生物功能辛普森指数以及微生物对碳水化合物、氨基酸碳源、羧酸碳源和酚酸碳源利用量等。通过冗余分析得出的立地环境各指标因子与单个林分结构因子相关关系的排序发现:乔木层植物多样性指标、林分高度及灌木密度与坡度密切相关;林分树种混交度及大小分化程度与坡向密切相关;灌木物种丰富度、林分平均胸径、胸高断面积、开敞度、林分郁闭度、乔木密度、竞争指数等林分结构因子与土壤土壤含水率、p H值、有机质含量、全氮含量及全磷含量等土壤养分因子以及土壤微生物群落生物量、活性、结构及功能多样性等土壤微生物特性因子也都具有密切的相关关系。综合上面主要研究结果发现:受干扰经长期自然恢复的三种典型针阔混交次生林林分结构不同,非生物环境和土壤生物环境也存在显著差异,且林分结构与环境因子间存在显著相关关系,特别是当林分土壤养分含量越高,微生物活性越强时,越有利于提高林木胸径的增长,同时土壤肥力越高的林分生长空间也越充足,林木竞争力也越强,由于植被-土壤-微生物三者之间是相互作用的,因此反过来也亦如此,当林分整体长势较好、生长空间充足时,可以更好的改善土壤营养状况和提高微生物活性及繁殖力。南盘江流域优越的水热条件、丰富的树种资源为植被自然恢复提供了环境和物质基础,但自然恢复过程中侵入树种杂乱,树种间竞争并逐步淘汰所需时间长,因此,仍需要采取人工促进措施,对种类组成与密度进行适度调控,改善林分结构及立地环境,以加速恢复退化的森林。