城市人工林演替发展过程中的恢复轨迹与生态阈值 | MDPI Forests

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研究背景

生态系统的演替主要表现为植被群落的演化，人工林从重建到逐渐恢复为功能正常的森林生态系统有一个长期过程，因此需要长时间的实验观测。但是已有的研究缺乏长期实地监测，对关键生态系统属性的恢复轨迹和生态阈值的研究也较少。而关键生态系统属性的阈值可为管理决策提供有用信息，因此亟待开展阈值分析。

研究内容

本文选择新西兰 Aotearoa 地区一个65公顷的城市温带雨林恢复项目作为研究对象，该项目已连续14年在公共退耕牧草地上种植人工树种。实验在25个100平方米的地块内 (图1)，测量了在森林演替过程中通常会发生变化的关键生态系统属性，包括：本地树基面积、林冠开阔度、非本地草本地被覆盖、落叶覆盖、地蕨覆盖、枯死木以及本地树种树苗的多度和丰富度。此外，本研究还监测了生理敏感植物群 (苔藓、蕨类植物和附生植物) 的生长情况，有研究人员认为这些植物群可能是演替的生态指标。

图1. Waiwhakareke 自然遗产公园的25个地块位置。

研究结果

本文的数据分析采用了广义线性回归模型结合断点识别法。线性回归模型确定了大部分属性与林龄 (种植后) 的显著关系，有一个关键生态系统属性显示不相关。作者通过断点分析，研究并发现了许多生态系统属性在其恢复轨迹中出现了生态阈值 (图2)：林冠开放度降低 (99.8%至3.4%；阈值为9.6年)、非本地草本地被覆盖 (100%至0；阈值为10.9年)，凋落物覆盖率 (0到95%；阈值为10.8年) 和树木死亡增加 (0到4；阈值11年为)。此外，幼年本地植物种群增加 (树苗丰度为每4平方米0到150)，树苗物种丰富度 (每100平方米0到13个) 和附生植物定植 (每100平方米0到3个)。

图2. 城市人工林地块内关键生态系统属性和生态指标的演替发展。

研究结论

本研究表明了城市人工林的演替发展是可预测的，演替的迹象可以通过测量关键生态系统属性 (如本地成年树生物量、林冠闭合度、非原生植物入侵减少、早期演替冠层树种的更替、促进本地植物定植的林下条件的发展) 来量化。

本文的时间序列监测分析了关键生态系统属性的恢复轨迹并识别了生态阈值，确定了城市森林恢复的重要生态指标。作者通过监测种植情况发现，从事森林恢复的工作者可以帮助人工城市森林更有效地跨越生态阈值，实现自我维持的可持续森林生态系统。

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阅读英文原文

原文出自 Forests 期刊

Wallace, K.J.; Clarkson, B.D.; Farnworth, B. Restoration Trajectories and Ecological Thresholds during Planted Urban Forest Successional Development. Forests 2022, 13, 199.

 Forests 期刊介绍

主编：Timothy A. Martin, University of Florida, USA

主要刊载林业及相关领域的最新科研成果。期刊目前已经被 Scopus、SCIE、Ei Compendex 等多个学术数据库收录，在中科院 SCI 期刊分区中位于林学二区 (2021年 12 月数据)。

2021 Impact Factor	3.282
2021 CiteScore	4.0
Time to First Decision	19.7 Days
Time to Publication	41 Days

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本文撰稿人：杨思琪

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