刺槐(Robinia pseudoacacia)作为一种世界范围内生态恢复和木材生产的重要树种,具有良好的保持水土、改良土壤等作用。刺槐由上世纪50~60年代在泰山大规模造林,由于其强大的根蘖繁殖能力,目前表现出“越伐越多,越伐越细、越伐越矮”的现象,严重侵占其他树种的生存空间,给泰山生物多样性和森林景观质量带来严重危害。泰山刺槐的扩散问题已成为泰山风景林经营和多样性保护过程中亟待解决的技术难题。前期已针对刺槐的化学计量特征、生理特性、单株扩散距离以及其向其他林型的扩散等做了部分研究,但针对萌生代际间刺槐扩散格局和过程尚无系统研究。本研究选取泰山谷山林场二代、三代萌生林为研究对象,结合SSR分子标记技术与地统计学相关理论,调查并分析不同萌生代际间刺槐林扩散格局、过程,阐明刺槐多代萌生林萌蘖扩散格局及影响因素,为泰山生物多样性保护及风景林合理管护提供理论依据,主要研究结果如下:1.改进了刺槐无性系鉴定的SSR分子标记方法课题组王灿灿博士在前期使用了16对引物来鉴定刺槐无性系时存在个别引物特异性不强、引物数量过多及成本略高的问题。本研究为降低试验成本并且达到快速鉴定刺槐无性系的更优效果,在王灿灿的基础上改用8对特异性强的引物进行SSR分子标记试验。本研究共计测试1476株刺槐个体。结果显示,三代萌生林鉴定出的刺槐克隆个体数量以及克隆比率高于二代萌生林。6个样地共鉴定出238个具有克隆个体的基因型,总克隆分株数为951株,其中二代萌生林平均63.33株,克隆个体率为34.94%;三代萌生林平均253.67株,克隆个体比率为79.20%。SSR分子标记法进行“亲子鉴定”,可以最大限度保证在野外的原位调查条件,减少破坏性取样,在克隆植物的起源、变异及进化等方面提供理论依据,有良好的应用前景。2.不同萌生代际刺槐林根蘖扩散格局不同萌生代际间刺槐林克隆分株种群分布格局及强度随着取样尺度的变化而不同,但随着取样尺度的变化表现出不同的聚集强度。随着代际增加,刺槐种群分布格局类型没有明显改变,在本研究的6个取样尺度上(6 m×6 m、6 m×12 m、12 m×12 m、18 m×18m、24 m×24 m、30 m×30 m)基本上都呈现为聚集分布,且均在6m×6m的取样尺度上聚集程度最强。随着萌生代际的增加,聚集强度有所减弱,在最小取样尺度上二代萌生林的负二项指数(K)和Morisita指数(I)分别为1.06和1.97,而三代萌生林为3.45和1.29。不同萌生代际间刺槐种群格局规模都在6 m×6 m的取样尺度上达到最大聚集规模,且随着取样尺度的增大而降低且趋向于0。在各个取样尺度上,三代萌生林最大均方值为0.58,远远低于二代萌生林的最大均方值12.66。由于该地区刺槐主要是根蘖繁殖,与种子繁殖相比受到距离限制,因此呈现出聚集分布的现象,多代以后扩散距离增加,聚集强度有所减弱。3.不同萌生代际刺槐林扩散数量、距离与方向差异随着萌生代际的增加,扩散的数量和距离上越来越大。分别对刺槐二代林、三代林的517株和959株刺槐统计分析发现,刺槐二代林克隆分株向各个方向总扩散株数为88株,总扩散距离为260.49 m,其中最远距离为7.96 m,平均年扩散最远距离0.24 m/年;三代萌生林扩散向各个方向的总扩散株数为537株,总扩散距离为1981.22 m,其中最远距离为21.05 m,平均年扩散最远距离达1.75 m/年。从本研究划定的上下坡各四个区域来看,不同代际刺槐萌生林在扩散方向偏向上基本一致,即往下坡方向扩散的数量比例均高于上坡方向,且在扩散距离最远的方向,扩散数量最多。推测随着萌生代际的增加,刺槐扩散的数量越来越多,距离越来越远,扩散范围越来越大。4.刺槐根蘖扩散格局的影响机制刺槐根蘖扩散相关的土壤元素主要是氮、磷。其中铵态氮、硝态氮可能是扩散的主导因子,磷和含盐量可能是限制性因子。本研究其他测定的土壤化学元素与刺槐扩散无明显相关关系。综合分析表明人为干扰下,随着刺槐萌生代际的增加,扩散能力逐渐增强,这是导致泰山风景林景观质量下降的主要原因。大规模的抚育不符合森林健康经营的理念,未来应减少对刺槐纯林的干扰,合理调控刺槐营林,做到既能不形成大范围扩散,又不会严重影响其他生物多样性,进而提高泰山风景林景观质量。