芒萁(Dicranopteris pedata)是红壤指示植物,具有根状茎克隆和孢子克隆两种克隆方式,常在亚热带植物群落系统受干扰退化后重建过程初级阶段以优势种群出现。研究芒萁克隆扩散形成种群的生态过程对了解亚热带退化植被演替和通过干扰提升林分质效有重要意义。针对上述研究目的,通过研究芒萁的蕨类克隆植物生物学特性和在四种低质林地生态特征,分析芒萁克隆生长、种群扩散及格局形成过程及产生的生态后果,方法和结论如下:1、通过固定样地观测,分析芒萁根状茎克隆生长规律,从克隆单株尺度分析红壤区异质生境下芒萁克隆种群格局形态的机理,芒萁是浅根性、枝源性、无限生长型、单轴和合轴混合型蕨类克隆植物,通过克隆生长将分株(茎芽、叶芽)放置在不同水平空间位置从而实现强的水平拓展。在克隆生长过程中,芒萁形态整合主要特点有:以增加叶芽、茎芽构件萌芽数量,抵消芽构件高死亡率对种群扩散的不良影响;及与间隔子所处环境外因无关的单条根状茎生长的随机性长度差异,缓解环境异质性对基株的不利影响,提高适合度;芒萁克隆生长过程根状茎形态整合、生理整合等克隆生长优势综合单株格局特点,使芒萁种群在退化红壤生境中有较高环境适合度和竞争优势。2、通过对四种不同干扰类型、程度及持续时间低质林的调查,发现林下芒萁种群扩散林分具有明显环境特征:红壤、地表植被干扰破坏、地位级指数低、林分早期郁闭度低等。在桉树人工林中,芒萁种群扩散需要的条件是芒萁孢子体具备克隆生长特性时,林分郁闭度要求0.6以下,当选择瘠薄的林地进行人工林营林,或者经营管理差、种植选择的品种早期速生性差、种植密度过小等经营问题存在时,人工林分郁闭度缓慢,会给芒萁源株定植有利的光照环境,芒萁种群迅速扩散。人工林下克隆植物种群的扩散,恰恰是人工林郁闭慢,即人工林目标树种冠幅横向扩展缓慢造成。芒萁不仅是红壤立地的指示物种,芒萁克隆种群格局形成的过程,可视为红壤立地生境退化,乔木层树种冠层结构变化引起光资源均质性的生境向光资源异质性生境转变的过程。3、应用克隆分子生态学方法研究株种群尺度芒萁种群克隆结构,结合根状茎生长速率、间隔子寿命等,可析知芒萁克隆种群格局形成的生态过程。在江西泰和“马尾松-芒萁”次生林中芒萁基株种群克隆基因型分布格局研究中可知,亚热带水热条件较好地区,芒萁在林下单优种群一旦形成,种群不断克隆扩散,循环覆盖,无人为干扰这种群落结构将持续很长一段时间。4、通过对受干扰湿地松林干扰斑块和异质性冠层斑块的扩展点格局研究,发现对林分的干扰可促进或阻止芒萁种群的克隆扩散。城郊湿地松林在城市建设中受到的干扰,给芒萁种群扩散创造了条件;在针叶林中在人工林窗种植常绿阔叶树种形成的常绿阔叶树种斑块,与芒萁斑块,通过扩展点格局的分析,两者间具有显著负关联关系;在湿地松、马尾松林分中,利用人工林窗干扰,种植常绿乡土阔叶树种,是积极有效的林分干扰方式。5、转录组测序结果显示芒萁具有重金属结合蛋白基因,对稀土尾矿自然恢复的植被群落种间关联分析发现芒萁在尾矿迹地植被天然恢复前15年林下灌草层优势度最高,结合芒萁克隆生长特性对异质性红壤立地环境适应性,和芒萁与马尾松(Pinus massoniana)、湿地松(Pinus elliottii)强种间关联特性,可选用芒萁作为稀土尾矿植被修复的灌草层首选物种。论文通过探讨芒萁根状茎克隆生长特征、种群克隆扩散的条件、生态适应性机理及生态效应,同时应用克隆植物种群生态学的概念、方法,解决森林经理中林地灌草层植被管理的问题;应用扩展点格局方法和斑块模型解决森林经理中干扰技术和植被关系的问题。