林窗大小对贫瘠生境欧洲赤松天然更新的影响：建立阶段与早期发育的关键调控

《European Journal of Forest Research》：The effect of gap size on the establishment and initial development of natural regeneration of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in oligotrophic sites

本研究针对传统皆伐作业在贫瘠立地欧洲赤松（Pinus sylvestris L.）林转化中面临的生态稳定性与再生成功率问题，通过设置0.05 ha与0.30 ha两种林窗，系统分析林窗特征（土壤覆盖类型、微地形、林窗内位置）对天然更新的影响。研究发现，尽管大林窗初期更新密度（3.42 seedlings·m?2）显著高于小林窗（1.04 seedlings·m?2），但8年后差异消失；灌木与草本覆盖抑制更新，而苔藓与凋落物促进密度但抑制幼苗高度。结果为近自然森林经营（CNFM）中林窗尺度的择伐设计提供了关键依据，对提升人工林生态系统韧性具有重要实践意义。

　　

在欧洲森林中，欧洲赤松（Pinus sylvestris L.）作为重要的用材树种，其经营方式长期依赖皆伐作业。然而，随着气候变化的加剧，干旱、病虫害（如松树细小蠹虫Ips acuminatus）和槲寄生（Viscum album）侵袭导致松林衰退现象日益严重。同时，公众对大面积砍伐的景观美学批评也促使林业工作者寻求替代方案。近自然森林管理（Closer-to-Nature Forest Management，CNFM）提倡采用小规模干扰（如林窗更新）来促进天然更新、增强森林结构多样性，但在贫瘠立地条件下，林窗大小对欧洲赤松天然更新的具体影响尚不明确。

为解答这一问题，华沙生命科学大学森林科学研究所的Marcin Czacharowski与Leszek Bolibok在波兰东南部的亚诺夫斯基森林（Janowskie Forest）开展了一项为期八年的野外实验。研究在98年生松林内创建了25个小林窗（0.05 ha）和5个大林窗（0.30 ha），通过系统调查更新密度、幼苗高度及土壤覆盖类型，揭示了林窗特征对欧洲赤松天然建立与早期发育的调控机制。

研究采用的关键技术方法包括：1）在林窗内沿四个方位（东、南、西、北）设置样方对（每对包含犁沟与垄台微地形），记录第2年与第8年生长季后的更新参数；2）使用广义可加模型（Generalized Additive Models，GAM）分析林窗大小、微地形、土壤覆盖类型等变量对幼苗密度与高度的非线性影响；3）通过德马东干旱指数（de Martonne aridity index，MI）量化研究期间的水分条件，并结合气候数据评估环境胁迫对更新的作用。

整体更新参数与土壤覆盖类型特征

欧洲赤松是林窗内最主要的更新树种。初期（第2年）大林窗更新密度（3.42 seedlings·m^?2）是小林窗（1.04 seedlings·m^?2）的三倍以上，但到第8年，两者密度趋于一致（分别为2.13与2.16 seedlings·m^?2）。空样方比例从第2年的47.0%降至第8年的27.2%。土壤覆盖以灌木（平均覆盖度51–59%）和苔藓（23–36%）为主，凋落物占6–8%，其余类型覆盖较低。

欧洲赤松幼苗数量与多因子的关系

初期（2015年）更新密度主要受林窗大小与微地形影响，大林窗内密度从边缘向中心递减，而小林窗呈相反趋势；犁沟的幼苗密度显著高于垄台。8年后（2021年），林窗大小的影响消失，但方位与微地形作用显著：犁沟区密度从边缘向中心下降，而垄台区在距边缘15–20米处出现峰值。扩展模型（加入土壤覆盖变量后）解释度提升至32.3%，表明灌木与草本覆盖负向影响密度，苔藓与凋落物则呈正向作用。

欧洲赤松幼苗最大高度与多因子的关系

幼苗高度与方位和微地形显著相关，北部林窗的幼苗最高，东部最低；犁沟内幼苗高于垄台，尤其在林窗中心。高度与苔藓、地衣覆盖负相关，凋落物的影响则受方位调节（西部最强，北部最弱）。

研究结论指出，在贫瘠立地条件下，大小林窗均能支持欧洲赤松天然更新，但更新成功与否强烈依赖于微生境异质性。林窗边缘的湿润环境与犁沟的矿质土壤为幼苗建立提供了关键条件，而灌木竞争与局部水分胁迫是限制更新的主要因素。尽管更新密度与高度生长低于传统皆伐地，但其空间分异特征符合近自然林业中“小规模干扰促进结构多样性”的核心原则，为松林向异龄、混交化转型提供了生态基础。然而，研究者强调，在实践中需谨慎评估立地条件，结合自然干扰动态（如虫害形成的林窗）设计择伐方案，以避免更新失败或材质下降风险。

该研究发表于《European Journal of Forest Research》，为欧洲赤松林在气候变化下的可持续经营提供了实证依据，推动了从皆伐向生态适应性管理的范式转变。