油松(Pinustabulaeformis Carr.)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr.)是中国华北地区主要的造林树种,在木材生产、水土保持等方面发挥着重要的作用。然而,上世纪80年代营造的大面积人工林,其林分稳定性和生态服务功能低下,加之,部分已进入成熟期或近成熟期。因此,如何恢复和重建可持续发展的人工林生态系统,已成为亟待解决的重要问题。在近自然林经营背景下,开创林隙被认为是一种既能维持林分结构稳定又可以确保树种成功更新,最终实现森林连续覆盖的一种有效培育措施。因此,在本研究中,分别在油松人工纯林(CK(100 m2,林冠下)、L-Ⅰ(0.75 H)、L-Ⅱ(1.00 H)、L-Ⅲ(1.25 H)、L-Ⅳ(1.50 H);H为冠层均高)、油松×华北落叶松人工混交林中(CK(100 m2,林冠下)、L-Ⅰ(20-50 m2)、L-Ⅱ(50-100 m2)、L-Ⅲ(100-250 m2)、L-Ⅳ(>250 m2))布设5种不同冠层林隙(简称为林隙)面积等级,深入洞察林隙面积对更新苗的生长和格局分布的影响。主要研究内容及结果如下:1.油松人工纯林中冠层林隙面积对更新苗生长和空间分布的影响(1)冠层林隙中发现9种木本植物,包括5种乔木和4种灌木;除油松,其他木本植物仅占全部更新苗的5.12%;林隙与CK之间以及不同面积等级林隙之间的植物多样性格局均无显著变化,说明在油松人工林中开创林隙,在短期时间内不能改变植物的多样性格局。(2)对于林隙形成前已确立的更新苗(REBG)和林隙形成后新确立的更新苗(REAG),林隙面积和林隙区域对更新苗密度无显著性影响,但显著地影响更新苗生长,并且随林隙面积的增大呈现显著增加趋势;苗高最大的更新苗位于L-Ⅲ中,而最低的位于CK中;B区中的更新苗高度显著最高,其平均高度是显著最低的(位于CK中)的2倍多。(3)苗龄、苗高和地径在林隙等级间均呈近似正态分布,并随林隙面积的增加朝向较大尺寸的拖尾变长,说明大面积林隙利于较大范围的更新苗尺寸共存;林隙中较少的小尺寸更新苗可能意味着未来更新会出现断层。(4)分析REBG和REAG的连年高度和地径生长,结果发现,虽然REBG的苗高和地径对林隙的开创具有积极的响应,但不是立即的,而是存在2-4年的时间滞后;REAG一般在更新苗萌发后第2-4年开始在不同面积等级林隙之间出现显著性差异。(5)REAG主要分布在面积小于L-IV林隙的东北方向边缘,而REBG的最高密度主要集中在L-I的中心区域和东南方向边缘、L-IV的东北方向边缘,说明REBG趋向分布在光照充足的区域,而REAG一般分布于边缘木树冠遮阴的区域;最高更新苗苗高的位置,与最高更新苗密度分布的区域几乎一致;研究结果表明沿着林隙边缘的东北方向进行林隙扩展,可能有利于促进冠层更新。(6)REAG在不同面积林隙尺度上发生聚集分布的频率较REBG的高;REBG、REAG的空间格局主要表现为随机分布,并且这两类更新苗之间的空间关联主要为相互独立,这些结果可能是由两类更新苗的光需求差异和林隙中较小的环境异质性所造成的。2.油松×华北落叶松人工混交林中冠层林隙面积对更新苗生长和空间分布的影响(1)林隙中共发现21种木本植物,乔木和灌木更新树种分别有1 1种、10种;油松和华北落叶松更新苗的植物组成百分比在不同林隙中分别为5.23-43.79%、50.96-83.08%;林隙与CK之间的木本植物多样性格局存在显著性差异;L-Ⅳ与其他林隙面积等级之间的木本植物多样性格局也存在显著性差异,但是,在L-Ⅰ、L-Ⅱ和L-Ⅲ之间,多样性格局没有发生改变,说明在油松×华北落叶松混交林中开创一定面积的林隙可以改变木本植物物种多样性格局。(2)林隙面积对油松、华北落叶松更新苗的密度和生长均具有显著性的影响;L-Ⅰ中的油松更新苗密度(0.89株·m-2)显著地大于其他林隙面积等级的;华北落叶松更新苗密度在L-Ⅰ(2.19株·m-2)和L-Ⅳ(1.81株·m2)之间无显著性差异,但显著地大于CK中的(0.84株·m-2);油松和华北落叶松更新苗的生长指标,随林隙面积的增加均呈显著增加趋势,其中L-Ⅳ中的各生长指标均显著最大,CK中的显著最小;不同林隙区域之间的更新苗密度无显著性差异,但更新苗的各生长指标存在显著性差异,其中B区的油松和华北落叶松更新苗生长指标显著最大,CK中的显著最小。(3)油松更新苗主要分布在面积小于250m2林隙西南方向上的B区和C区,而主要分布于L-IV的东北和西北方向上的D区,说明随林隙面积的增大,油松更新苗趋向在遮阴环境中分布;油松更新苗苗龄和苗高趋向在光照充足的区域中分布,地径主要以林隙的B区和西北方向上的C、D区最大;随林隙面积的增大,适于华北落叶松更新苗密度分布的区域呈增加趋势,但主要位于林隙东北和东南方向;苗龄较大的华北落叶松更新苗主要位于林隙的B、C区,而苗高和地径的主要分布区域随林隙面积的增大趋向分布于光照充足的区域。(4)虽然与混交林(3)中的结果几乎一致,但分析距林隙中心不同距离和方向与更新苗密度和生长之间的关系,便于了解适宜更新苗分布和生长的具体林隙位置。(5)在林隙尺度上,油松更新苗主要以随机分布为主(50.98-97.06%),而华北落叶松更新苗主要以聚集分布为主(68.63-86.67%),并且聚集分布强度随研究尺度的增加呈先上升后下降趋势;在研究中所涉及的所有林隙尺度上,油松和华北落叶松更新苗之间均表现为相互独立。(6)除CK的苗龄分布(6.67%的负相关)和L-IV的冠幅生长(2.78%的正相关),油松更新苗的生长在不同林隙面积等级之间均未检测到显著的空间关联性;华北落叶松更新苗的生长,在面积小于250 m2的林隙中,仅检测到正相关或负相关,而生长在L-IV中的更新苗同时检测到正相关和负相关,并且随研究尺度的增大,负相关逐渐过渡为中性然后呈现为正相关,说明更新苗生长在L-IV的小尺度上相互排斥而在大尺度上相互促进。