中世纪伊比利亚比利牛斯山脉的针叶林动态 | MDPI Forests
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中世纪时期，森林受到人类活动的影响较大。伊比利亚半岛比利牛斯山南部在中世纪时期经历的人为森林砍伐，被认为是其形成如今景观的主要成因。根据现有孢粉学证据，对森林最常见的人为干扰是砍伐森林以扩大可用耕地与牧场，或是用于提取木材木炭。然而，目前仍缺乏能够正确揭示中世纪详细森林动态所需的分辨率，以及专门侧重于比利牛斯山森林中世纪动态的高分辨率记录。这在一定程度上阻碍了对这些林地群落管理方法与气候变异性影响的理解，气候-人类活动的协同作用、自然和人为驱动因素对位于不同海拔的不同森林群落的潜在影响也仍然未知。
基于此，西班牙巴塞罗那植物研究所Valentí Rull与巴塞罗那大学Teresa Vegas-Vilarrúbia合作在Forests 期刊发表文章，通过比较中世纪低山区 (蒙特科尔特斯) 和高山区 (圣毛里西)，确定了森林随时间的变化情况，及其与相应气候、人为因素 (包括气候-人类活动协同作用) 的联系。该研究有助于评估中世纪时期比利牛斯山脉森林砍伐导致如今景观的假说，并对森林保护具有积极意义。
研究过程与结果
作者分析了两个地点的中世纪森林动态。其中，蒙特科尔特斯湖 (42°19′50″ N–0° 59′ 41″ E；海拔1027 m) 是一个喀斯特湖泊 (图1)，位于山脉地带最低部分，靠近地中海山麓阶的过渡区 (图2)；圣毛里齐湖 (42°34′53″ N–1°00′12″ E；海拔1914 m) 曾位于冰斗中，现位于钩松林带内 (图2)，约在树线以下500-600 m (图3)。本研究中，作者使用的实际数据对应公元400~1500年这个区间，根据研究具体目标对这些数据进行了重新分析和重组，并使用psimpoll 4.27 (chrono.qub.ac.uk/psimpoll/psimpoll.html) 绘制成孢粉谱。
图1. 蒙特科尔特斯湖周围的植被处于山麓地带和较低山脉地带之间的过渡地带。(A) 湖泊的景色；(B) 蒙特科尔特斯湖周围植被的概况。
图2. 比利牛斯山脉中南部的海拔分带显示了主要森林类型的海拔分布。蒙特科尔特斯湖 (M) 和圣毛里齐湖 (S) 的位置用红点表示。
图3. 圣毛里齐湖周围植被。(A) 该湖完全被亚高山的钩松树林所包围；(B) 树线 (白线) 位于大约海拔2300至2500 m之间，同样的森林在亚高山阶段地貌中占主导地位。
研究结果表明，砍伐森林不是同时涉及所有森林树木种类的普遍砍伐现象，而是具有高度选择性的。不同的树木分类遭受个别的、突然的和连续的砍伐，从而产生普遍砍伐的累积效应。森林砍伐量最大的时候正是“千年挑战”开始时，这表明温暖的气候可能促使了人们从低地向上迁移到蒙特科尔特斯地区，从而导致森林开发的增加。对森林分类群的选择性清除表明，森林砍伐是人为的，而非气候造成的。
圣毛里齐湖孢粉谱显示了突出的同质性。在整个中世纪时期，除了在这一阶段开始时发生的一次小干扰之外，湖泊周围的森林主要是以松树为主的针叶树种 (图4)。在迁徙期间，森林逐渐减少，野草和杂草略有增加，这与火灾发生率增加的阶段相吻合，也表明了刀耕火种和可能的一些谷物种植。此外，两个地点最显著的植被变化可以用森林动态来解释，其森林动态分别占总方差的75%以上 (PC1，蒙特科尔特斯) 和99%以上 (PC1，圣毛里齐)。在这些森林成分中，松属是主要贡献者，在蒙特科尔特斯为0.730，在圣毛里齐为0.977。因此，针叶林动态是中世纪植被动态的主要因素。上述所有研究的分辨率通常是一百年或一百年以下，但变化较大，从十几年到几十年不等。因此，对同一地点进行新的高分辨率研究可能有利于提供更详细、更准确的毁林年表。就圣毛里齐而言，其独特之处在于中世纪未经历大规模砍伐森林，且森林恢复力惊人。然而，为进行更合理的评估，需要在其他地点进行更多高分辨率的研究。
图4. 使用森林、草地和栽培植物的主要元素以及其他人类活动相关指标 (粪生真菌和木炭，分别作为放牧和火灾发生率代表)，绘制了与中世纪相对应的圣毛里齐湖沉积序列孢粉谱 (此图请横向阅览)。
研究总结
在蒙特科尔特斯，中世纪时期发生变化的主要生态驱动力是人类活动干扰，有时会与气候变化协同作用，通过调节人口向上或向下迁移间接影响森林生态系统，导致土地利用沿海拔梯度变化，中世纪末期封建政权的消失使地区森林得到恢复。因此，蒙特科尔特斯湖周围的森林保护应更加侧重于对人类活动的监管。就圣毛里齐而言，其森林呈现长期稳定性，主要是由于较少的人类压力影响及其对气候变化的较强抵抗力。并且，这些森林具有足够的恢复能力，在迁徙期间发生局部和低强度的人为干扰后能够完全恢复。这表明，无论是气候变化还是人类活动产生的压力，都不会将森林引向发生不可逆转变化的临界点。与本研究同类型的更长期的研究将有利于确定亚高山森林这些变化阈值，从而促进相关森林保护人员进一步了解森林持久性所能承受的气候或人为干扰的最高水平。
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原文出自 Forests 期刊
Rull, V.; Vegas-Vilarrúbia, T. Conifer Forest Dynamics in the Iberian Pyrenees during the Middle Ages. Forests 2021, 12, 1685.
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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