油松(Pinus tabulaeformis)是北方的主要造林树种,油松人工林面积大,分布广,是我国森林生态系统的重要组成部分。油松人工林经营管理的不合理,易导致林分质量、生物多样性和稳定性低下。国内外对油松人工林林木竞争的研究多为竞争模型的构造、种内与种间竞争关系的分析、林分结构与生物多样性等方面的研究,鲜有不同类型竞争模型对油松人工林的适用性评价及检验。而油松人工林林下物种多样性的研究则多侧重于土壤养分、地形及生物因子对油松林群落、灌木层、草本层物种多样性的影响,但物种多样性对土壤物理性质及藤本物种多样性对生境因子梯度变化的响应研究较少。为筛选油松人工林最适竞争指数模型及探究生境因子对林下物种多样性的影响,获取油松人工林科学经营管理依据和理论支撑,分别开展如下研究:以北京九龙山典型油松人工林内的1054株油松对象木及4216株竞争木为研究对象,通过Hegyi竞争指数、CIO_i及基于交角的林木竞争指数(d＿α＿CI_i)进行生物量回归分析和k折交叉验证,筛选并分析油松人工林的最适竞争指数。通过对山西中条山12个样地类型36块样地的油松人工林林下灌木层、草本层和藤本物种多样性与生境因子的调查,采用多重比较法与相关性法分析对不同生境因子梯度下各层次物种多样性的变化规律进行研究,并运用主成分分析与CCA排序分析林下物种分布的环境解释。主要结果如下:(1)油松生物量与d＿α＿CI_i,Hegyi竞争指数服从幂函数关系,与CIO_i则服从指数函数关系。竞争指数d＿α＿CI_i与油松生物量的拟合决定系数R~2(R~2=0.7705)、10次10折交叉验证R~2值均最高(验证R~2=0.7695),R~2损失量最小(R~2=0.0010),量化效果最好;Hegyi竞争指数次之,CIOi最差,说明d＿α＿CIi是量化北京典型油松人工林的竞争强度的最佳指标。(2)林木竞争受数量、大小和物种共同影响。随着油松对象木胸径的增大,竞争指数逐渐减小,其上方遮盖所占竞争指数比例也逐渐降低,甚至没有。当油松胸径不小于20cm时(约总体前1/4),随径级增大其竞争指数变化不显著,据此对油松胸径小于20cm的个体进行合理抚育间伐,能改善油松林结构。油松所受竞争主要来自种内,占总竞争强度的93.64%,种内竞争木数量、竞争强度随径级呈先增大后减小的趋势,而种间竞争木数量、竞争强度随径级总体上呈先减小后增大趋势,这表明种内竞争大于种间及两者间的垂直空间分离是物种共存的重要条件。(3)油松人工林林下不同层次的物种数从多到少排列为草本层>灌木层>藤本。在各生境因子中,生物因子是林下物种组成的主要影响因子;林分密度、土壤非毛管孔隙和坡度对灌木层物种组成影响最大,土壤非毛管孔隙和坡度对草本层物种组成影响最大,藤本的物种组成则主要受海拔的影响。(4)油松人工林林下灌木层物种多样性表现为阴坡高于阳坡,总体上其物种多样性与混交程度、林龄、密度、郁闭度和坡度呈正相关,与海拔、油松生物量呈负相关。受物种生活史对策影响,总体上,油松人工林林下灌木层与草本层的物种多样性随各生境因子梯度变化呈相反的变化趋势。(5)在人为调控油松人工林结构时,合理把控林木竞争强度与林下物种多样性维持的平衡对林分生物量、油松更新能力和林下物种多样性的提高非常重要。