绵阳官司河流域地处青藏高原东南缘，流域防护林作为长江中上游防护林体系的主要组成部分，是长江上游重要的水源涵养和水土保持区，被誉为长江上游水土保护的重要生态屏障，其防护林生态系统结构完整性决定了生态服务功能效益的发挥。近年来，该区域内人口密度逐渐增大，人地矛盾日已突出，人为干扰活动显著影响了防护林体生态系统结构和生态服务功能，同时对长江下游的生态环境亦构成了潜在威胁。合理评估防护林种群及群落动态过程及生态水文功能，对进一步了解防护林生态服务功能效益发挥成效、促进防护林的可持续经营具有重要战略意义。本文以生态学、水文学、土壤学及统计学等多学科的理论、原理和方法为指导，通过野外调查、数理统计相结合，定性定量分析了防护林群落更新演替动态及群落结构特征；采用高度级、大小级结构对防护林4个乔木优势种群柏木、马尾松、栓皮栎、麻栎进行分级归类，探讨了优势种群的结构特征、种群稳定性及种群更新状况；运用静态生命表及生存分析方法探讨了优势种群的数量动态、更新演替规律，预测了种群的发展趋势；根据野外调查采样、室内实验，运用统计处理、回归分析和数据拟合等方法，探讨了防护林林下枯落物的持水特征及吸持水过程、构建了枯落物吸持水经验模型，与此同时分析了林下土壤的基本物理性质化及土壤持水特征；运用灰色关联分析法，对5种林分的总体生态水文功能进行了定量评价。基于以上系统研究，得出以下主要结论：(1)防护林更新动态及群落物种组成该流域植被经过20多年的更新演替，局部林分类型发生了较大变化。低矮黄荆马桑灌丛和桤柏混交林已更新演变为柏木纯林；栎黄荆次生灌丛已更新演变为栎类林；湿地松林已更新演变为马尾松湿地松混交林。其它林分类型未发生改变，还保留着原有的柏木林、马尾松林或松柏混交林类型，但群落物种组成发生了较大变化，早期的马尾松林、柏木林林下更新层出现了较多栓皮栎、青冈、油桐、朴树、构树等落叶阔叶幼苗幼树；部分常绿阔叶树种(红豆树、女贞)已扩散到亚乔木层。(2)防护林群落垂直结构动态防护林各林分的物种空间分布正发生着改变，垂直结构共享物种增加。如样地3，20年前该固定样地为栎黄荆次生灌丛，20年后该样地植被演变为多优种栎类林。同时由于垂直空间分布发生改变，各植被系列的代表样地亦发生改变。如样地6(马尾柏木混交林)，原为纯单优或纯双优林分系列，3级以上空间没有其它物种分享，而本次调查显示，其3~6级出现了较多阔叶树种，且在垂直空间上间断出现。(3)防护林群落稳定率动态变化固定样地群落稳定性排序为：样地8>样地6>样地5>样地3>样地11>样地7>样地12>样地10>样地4>样地9>样地2>样地1，由此可见，较成熟林分稳定率高于未成熟林分，混交林高于纯林，未受干扰林分高于受干扰疏林。与前人研究对比发现：近10年来，群落稳定率除松柏混交林样地10呈下降趋势外，下降值为34.8%，其他样地群落稳定率均呈上升趋势，柏木林样地1上升了40.7%，柏木林样地2上升了28.1%，柏木林样地5上升了3.5%，松柏混交林样地6上升了3.9%，马尾松林样地7上升了1.2%，马尾松林样地9上升了26.8%，马尾松林样地12上升了33.1%。(4)防护林优势种群高度级、大小级结构从高度级结构可以看出：防护林各样地乔木优势种群结构(单优种或共优种)稳定性发展趋势既有增长型也有衰退型。对于柏木种群来说，样地1处于增长型样地，样地2处于稳定型，样地4、5、6、10处于衰退型；对于马尾松来说，增长型包括样地9、11，稳定型包括样地8，衰退型包括样地6、7、10、12；对于湿地松种群来说，该种群处于衰退型；栎类林样地3中栓皮栎和麻栎分别表现为稳定型和增长型。从大小级结构可以看出：防护林4个乔木优势种群的中低龄级(Ⅰ、Ⅱ级)幼苗及幼树少，尤其是幼苗严重不足，而Ⅲ、Ⅳ级中幼龄树所占比例较高，成熟龄树Ⅵ、Ⅶ级缺乏，表现出低的更新率和高的死亡率，使得各种群的大小级呈现出两头小、中间大的不稳定型的纺锤状结构，这与更新良好的天然林的典型金字塔增长型种群结构差异显著。(5)防护林优势种群数量动态静态生命表分析表明：柏木和马尾松的死亡率动态趋势具有相似性，而栓皮栎和麻栎的死亡率动态趋势与柏木、马尾松差异较大，且二者亦不相同；除栓皮栎外，柏木、马尾松、麻栎的最高生命期望值均出现于死亡率最高的龄级之前，说明幼苗和幼树在经过自然筛选和种内、种间竞争后，保留下来的幼苗、幼树生命期望寿命较弱。存活曲线分析表明：柏木、马尾松、栓皮栎、麻栎种群存活曲线更趋于Deevey-Ⅱ型，反映了在一定时间段内种群各年龄阶段存活过程过渡较平稳，总体上呈现较稳定的趋势，但单个样地间存在一定的差异。生存函数曲线综合表明：柏木种群动态为前期增长，中期衰退，后期稳定；马尾松种群动态为前期增长，中期稳定，后期衰退；栓皮栎种群动态为前期衰退，中期增长，后期衰退；麻栎种群动态为前期稳定，中期增长，后期衰退。(6)防护林林下枯落物生态水文特征该流域防护林各林分枯落物厚度与储量的总体变化趋势一致，即栎类林>松柏混交林>马尾松林>柏木林>马湿混交林，其枯落物厚度介于2.00~7.33cm，枯落物储量介于4.11~9.15t/hm2；最大持水量与有效拦蓄量大小排序相同，即栎类林＞松柏混交林＞柏木林＞马尾松林＞马尾松湿地松混交林，其枯落物最大持水量介于6.78~15.21t/hm2，有效拦蓄量介于4.09~10.61t/hm2。防护林不同层次、不同林分林下枯落物的持水过程表现出相似的特性，在浸水前期持水量快速增加，浸水4~5h左右达到较大值，浸水10~15h后持水量随浸水时间的增加变化不大；5种林下枯落物未分解层和半分解层持水量与浸水时间之间均符合Q=ln(t)+b，林下枯落物的吸水速率与浸水时间之间均符合V=a t-b，二者均达到显著相关(p＜0.001)，证明这2个方程可以用来模拟林分枯落物持水量、枯落物持水率和枯落物吸水速率的实际变化，可以方便地预测林分枯落物不同浸泡时间后的持水量、持水率和吸水速率的变化。(7)防护林林下土壤生态水文特征防护林各林分林下土壤(0~30cm)土壤容重大小排序为：松柏混交林(1.42g/cm3)＞马尾松林(1.395g/cm3)＞栎类林(1.38g/cm3)＞柏木林(1.375g/cm3)＞马湿混交林(1.32g/cm3)，土壤总孔隙度大小排序与土壤容重相反，依次为马湿混交林(50.45%)＞柏木林(48.55%)＞栎类林(48.51%)＞马尾松林(48.37%)＞松柏混交林(47.41%)；防护林土壤最大持水量与毛管持水量大小排序相同，即松柏混交林＞柏木林＞栎类林＞马尾松林＞马湿混交林，其最大持水量介于227.03~262.62mm，毛管持水量介于193.19~226.71mm，而土壤有效持水量与前两者存在一定差异，表现为柏木林＞松柏混交林＞栎类林＞马湿混交林＞马尾松林，其土壤有效持水量介于33.57~37.02mm。与王金锡等(1992)研究成果对比发现：各林分类型的土壤调蓄水(土壤有效持水量)量明显增加，土壤生态水文功能增效约为2.41~7.26%。(8)防护林生态水文功能评价运用灰色关联法分析表明：防护林5种林分的综合生态水文功能大小排序为栎类林(0.89)＞松柏混交林(0.82)＞柏木林(0.77)＞马尾松林(0.71)＞马湿混交林(0.68)。栎类林和松柏混交林具有良好的生态水文功能，在一定程度上发挥着较高的水土保持效益；而柏木林、马尾松林等针叶纯林其生态水文功能较差，因此有必要对针叶纯林进行适度人工改良，适度疏减林分密度，适当补植本土阔叶植物数量，以保证防护林林分能长效的发挥其生态功能，提高水土保持及水文功能效益。