天然次生林是我国宝贵的森林后备资源,具有很大的生态价值和生产潜力,只要科学管理,合理利用,就能形成良好的森林生态系统,增加物质财富,提高生态防护效益。天然次生林在少林地区或人工林地区,对于维持当地的生态环境具有非常重要的意义。沅陵县是湖南省最大的山区县,在林区尚保存有为数不多的天然次生林,对于研究植物群落的演替规律,探索天然次生林的适生环境,具有重要的实践意义。本研究在沅陵林区,选择了较典型的以檫木(Sassafras tsumu)、枫香(Liguidambar formosana)、白栎(Quercus fabri)、麻栎(Quercus acutissima)、杉木(Cunninghamia lanceolata)为主要树种的天然次生林为研究对象,系统地研究了各林分的土壤理化性质、生物量、生产力、养分含量、积累、分布和生物循环。研究结果,可为科学保护和合理开发及可持续经营天然次生林,为全球气候变化及碳循环研究提供科学依据。主要研究结果为：1.沅陵天然次生林土壤为黄壤酸性土,pH 4.7-5.50,自然含水量为22.75-26.25%,容重为0.89-1.01 g·cm-3。N元素平均含量为1.11-2.10g·kg-1,P为0.24-0.44 g-kg-1,K为12.43-15.50 g·kg-1,Ca为0.92-1.98g·kg-1,Mg为1.21-5.39 g·kg-1。微量元素含量以Fe最高,为10160.33-10555.73 mg·kg-1,其次为Mn381.22-798.30mg·kg-1,再次为Zn和Cu,分别为48.01-62.52mg·kg-1和29.39-65.12mg·kg-1。土壤中这些元素,能够促进林木的生长。2.乔木层物种多样性：2.1檫木+锥栗群落：出现植物20种,隶属于11科19属,重要值在0.811-44.891之间,优势种为檫木和锥栗,重要值分别为44.891和20.788,丰富度20,Shannon-Wiener和Simpson(λ)指数分别为2.666、0.911, Pielou均匀度指数为0.890,生态优势度指数0.004；2.2枫香+檫木群落：出现植物13种,隶属于9科11属,重要值在1.116-42.370之间,优势种为枫香和檫木,重要值分别为42.370、30.217。丰富度13,Shannon-Wiener和Simpson(λ)指数分别为2.126、0.847,Pielou均匀度指数为0.829,生态优势度指数0.004；2.3杉木+檫木群落：重要值在0.408-61.433之间,优势种为杉木、檫木、香叶树和桤木,重要值分别为61.433、13.535、5.248、4.628。丰富度18,Shannon-Wiener和Simpson(λ)指数分别为1.639、0.623,Pielou均匀度指数为0.547,生态优势度指数0.044。在森林演替过程中,杉木+檫木群落处于亚热带森林演替的以针叶树种为主的针阔混交林阶段；檫木+锥栗群落和枫香+檫木群落处于以喜光阔叶树种为主的针阔叶混交林演替阶段。3.天然次生林生物量和生产力3.13种檫木混交林类型中,檫木单株生物量185.5-828.9 kg,以树干生物量最高,占全株生物量的50%,各器官生物量大小排序为树干>树材>树根>树皮>树叶。檫木+麻栎混交林林分生物量为297.65 t·hm-2,其中乔木层为258.90t·hm-2,下木层16.21 t·hm-2,草本层3.64 t·hm-2,死地被物层18.90 t·hm2,；林分生产力为16.65 t·hm-2·a-1,其中乔木层9.91 t·hm-2·a-1,下木层2.70t·hm-2·a-1,草本层3.64 t·hm-2·a-1,死地被物层0.40 t·hm-2·a-1。檫木+枫香混交林林分生物量为249.06 t·hm2,其中乔木层215.55t·hm-2,下木层21.36 t·hm-2,草本层0.18 t·hm-2,死地被物层11.97 t·hm-2,林分生产力为11.26 t·hm-2·a-1,其中乔木层7.79 t·hm-2·a-1,下木层3.05t·hm-2·a-1,草本层0.18 t·hm-2·a-1,死地被物层0.24 t·hm2·a-1。檫木+杉木混交林林分生物量为147.07 t·hm-2,其中乔木层为117.03t·hm-2,下木层13.43 t·hm-2,草本层0.15 t·hm-2,死地被物层16.46 t·hm-2,林分生产力为10.16 t·hm-2.a-1,其中乔木层6.79 t·hm-2·a-1,下木层2.69t·hm-2.a-1,草本层0.15 t·hm-2·a-1,死地被物层0.53 t·hm-2.a-1。三种类型檫木混交林处于相对稳定状态,生境条件有利于檫木及其他植物生长。3.2天然次生白栎混交林,乔木层总生物量为112.65 t·hm-2,其中白栎为36.30 t·hm-2,檫木34.76 t·hm-2,杉木19.04 t·hm-2,灌木层为19.39t·hm-2,草本层为3.64t·hm-2,死地被层为15.09 t·hm-2,乔木层净生产力为8.78 t·hm-2·a-1,其中檫木为2.916 t·hm-2·a-1,白栎2.857 t·hm-2·a-1,杉木0.828 t·hm2.a-1,该林分是以落叶阔叶树种为主的针阔混交林,叶的净生产力为3.888 t·hm-2·a-1,占林分净生产力的44.30%,对维持林地生产力具有重要的作用。3.3天然次生杉木+檫木混交林,林分总生物量为144.68 t·hm-2,其中乔木层为114.52 t·hm-2,占林分总生物量的79.16%,灌木层12.52t·hm-2,占8.65%,草本层0.23 t.hm2,占0.16%,死地被物层17.41 t·hm-2,占12.03%。该林分为28年生的杉木+檫木群落,是以杉木和檫木为建群种的速生、浅根群落。4.天然次生林养分含量及养分的生物循环4.1天然次生林养分含量檫木：N平均含量6.39 g-kg-1,P含量0.36 g·kg-1,K含量4.37 g·kg-1,Ca含量4.18 g·kg-1,Mg含量1.71 g·kg-1。麻栎：N平均含量4.92 g·kg-1,P含量0.28 g·kg-1,K含量4.05 g·kg-1,Ca含量6.02 g·kg-1,Mg含量1.00 g·kg-1。枫香：N平均含量4.09 g·kg-1,P含量0.24 g·kg-1,K含量4.31 g·kg-1,Ca含量11.31 g·kg-1,Mg含量1.55 g·kg-1。白栎：N含量1.32-18.87 g·kg-1,P含量0.11-0.99 g·kg-1,K含量1.34-6.79 g·kg-1,Ca含量3.29-22.48 g·kg-1,Mg含量0.25-1.86 g·kg-1。杉木：N含量0.68-10.47 g·kg-1,P含量0.03-0.53 g·kg-1,K含量0.39-2.21 g·kg-1,Ca含量0.77-13.45 g·kg-1,Mg含量0.11-2.65 g·kg-1。4.2天然次生林养分的生物循环檫木+枫香混交林,养分吸收量为714.57kg.hm-2.a-1,存留量116.15kg.hm-2.a-1,归还量598.42kg.hm-2.a-1,循环速率为0.84。檫木+麻栎混交林：养分吸收量为491.42 kg.hm-2.a-1,存留量114.18kg.hm-2.a-1,归还量377.30 kg.hm-2.a-1,循环速率0.77。白栎混交林：养分吸收量为178.59kg.hm-2.a-1,存留量53.88kg·hm-2.a-1,归还量124.71 kg.hm-2.a-1,循环速率0.70。在沅陵林区,现有的天然次生林,养分循环强度较大,归还林地养分多,有利于林地生产力的维持,对林木生长有利。