太行山南段的植被提供了当地人生存和发展的必要资源,是中华文明的发祥地之一,自古至今开发历史悠久,长期采伐使太行山森林覆盖率降到1950s的不足5%,与中段和北段相比,太行山南段尤其是低山丘陵区的植被受到人类的破坏更加严重。本研究以长期自然恢复后的豫西北太行山次生林群落为研究对象,调查了 104个不同地形、土壤特征条件下20×20 m样方,采集到树种组成和13个环境变量数据。基于R和ArcGIS平台,使用空间分析、Pearson相关分析、PCA等方法分析了研究区整体地形特征和次生林生境特征;采用Ward’s最小聚类和基于Hellinger转化的tb-PCA方法,分析了次生林的树种组成特征和潜在环境梯度;采用DCA、CCA定量分析了树种组成与环境因子间的关系,进一步基于前向选择和VIF评价建立了 PCCA模型,结合TWINSPAN分类结果,使用蒙特卡洛置换方法检验了 PCCA结果的显著性,分析了影响次生林群落的主要生态梯度,探讨了主要树种的适宜生境,明确了影响树种分布的关键环境变量,提出了太行山南麓生境特征的近自然群落构建模式,为南麓植被重建与保护、促进当地生态系统正向演替提供了科学依据。主要结论如下:(1)次生林样方的土壤容重、土壤孔隙度和pH值的变异程度较低(CV值<15%),而土壤碎石含量和有机C含量的变异程度最高(CV值>60%);部分环境变量之间存在较强的相关关系;环境数据的PCA分析结果显示前两个轴对总方差的解释量是55.23%;各变量对生境异质的贡献从大到小依次为海拔、土壤电导率、土壤pH值、土壤全N含量、坡位、土壤容重、土壤孔隙度和土壤有机C含量,其中8个环境变量对生境异质性贡献率大于全部13个变量的平均贡献率。13环境变量按相关关系可分为3组:第1组变量土壤有机C、孔隙度、含水量和全N含量4个变量之间表现出了很强的正向关系,表征了土壤的水分和养分梯度;第2组是土壤pH、坡位、电导率和坡度,与坡向、土壤碎石体积百分比呈负向关系,代表了一部分地形和土壤信息;第3组是特征向量最长变量是海拔,与土壤厚度相关关系较强,海拔越高、土层越深,同时土壤含水量、养分含量有所增加。(2)42个树种对于群落组成的影响程度有很大差异,其中5个树种对群落类型影响超过平均值,从大到小依次为野皂荚、栓皮栎、黄栌、橿子栎、栾树,其分布影响着样方的树种组成差异。对群落影响较大的树种可归为3组:第1组栾树和栓皮栎;第二组是黄栌、橿子栎,以两个树种为优势种的群落中其他树种的丰富度和重要值均偏低,表现为群落乔木层中黄栌或橿子栎占据绝对优势;第3组是小叶白蜡、野皂荚。(3)结合PCA排序结果与Ward’s最小聚类结果分析群落的潜在环境梯度,,当聚类簇值设为4时,可以清晰判读104个样方类型沿两个潜在环境梯度的分布差异。组1与组2沿海拔梯度(PC2)从低到高分布,组1分布在低海拔、薄土层的区域,生境特征为土壤碎石含量多,孔隙度小水分含量少,有机C、全N等营养物质匮乏;组2分布在中、高海拔且土层较厚的区域,生境特征碎石含量少、水分含量多、土质疏松、营养物质丰富;组3与组4沿土壤养分梯度(PC1)分布,组3分布在土壤容重大,空隙、水分、有机C和全N含量较少的区域,生境特征表现为坡度大、土壤呈碱性,可溶性盐类物质较多,样方多位于中下坡位;组4分布在空隙、水分、有机C和全N含量较多的区域,环境特征表现为坡度小、土壤呈酸性,土壤含可溶性盐类物质少。(4)TWINSPAN将104个样方划分为4种群落类型,分别是野皂荚Gleditsia microphylla-檟子栎 Quercus baronii林,栓皮栎Quercus variabilis-栾树Koelreuteria paiculata林、元宝槭 Acer mono 林和黄栌 Cotinus coggygra-橿子栎 Quercus baronii林。根据各类型所含样方的调查情况,描述了4种类型的树种组成、群落结构及其生境特征。(5)根据DCA分析结果,最大轴长=7.6529>4,研究区树种数据的响应模型为单峰曲线,直接梯度分析可以采用CCA方法。CCA分析结果显示,13个环境变量联合解释了群落变异总方差的56.95%,说明次生林树种组成与地形特征和土壤属性关系密切。经过前向选择筛选出显著的解释变量6个,从大到小依次为海拔、土壤全N、土壤含水量、土壤pH值、坡度和土壤碎石含量,消除了环境变量的共线性,提高了模型显著性。其中海拔对群落分布的影响最大,其次是由土壤全N含量代表的养分梯度,和土壤水分差异。在太行山南麓环境变量的影响效果与北段相似,与中段差异较大。海拔、养分和水分梯度的空间差异是影响研究区天然次生森林树种组成和群落分布的主要环境因子。海拔通过限制人为干扰,形成了二级驱动,间接地影响了树种和群落的分布。(4)结合PCCA与TWINSPPAN结果分析,4种次生林群落类型分为2对,分别沿两个生态梯度分布。第1个梯度代表了海拔和土壤养分梯度的变化,位于梯度两端的类型1和类型4对土壤养分和海拔差异有明显的偏好。类型4多分布在海拔较高、土壤肥沃的中山区,其优势种是元宝槭;类型1的优势种是野皂荚和橿子栎,多分布在低海拔、土壤贫瘠的低山区和丘陵区生长繁殖。在当地植被恢复工程中,这两个树种是很好的建群种。第2个生态梯度与土壤pH值、含水量和碎石含量密切相关,代表了土壤酸碱性和水分梯度。位于第2个生态梯度两端的是类型2和类型3,其中类型2的优势种是栓皮栎和栾树,生长在坡度较大、排水良好的坡地,能忍受pH值更高的碱性土壤和较干旱的环境;黄栌和橿子栎是类型3的优势种,适宜在水分条件好、碎石含量少的酸性土壤中生长。(5)根据树种生境选择偏好与群落生态梯度研究结果,结合研究区天然次生林群落及其生境特征,提出了适宜太行山南段低山丘陵区生境特征的近自然群落恢复模式。