云杉芽虫的爆发促进了东方白松的自然再生

《Forest Ecology and Management》：Spruce budworm outbreaks promote natural regeneration of Eastern white pine

白 pine 森林中松毛虫（SBW）爆发显著促进白 pine 种子萌发密度和高度增长，而铁杉种子萌发密度无显著差异。研究发现，虫害导致的树冠开放（ Gap fraction）和土壤氮（Total N）水平提升是白 pine 种子萌发的主要驱动因素，同时树冠结构改变减少了竞争压力。研究证实松毛虫爆发可作为模拟自然干扰的 silvicultural 治理手段，为白 pine 森林恢复提供科学依据。

　　白松（Pinus strobus L.）是一种重要的针叶树种，其自然再生过程在森林生态系统中扮演着关键角色。随着人类活动的增加和气候变化的影响，白松的自然再生受到了严重影响。然而，自然干扰如地表火灾和松毛虫（Choristoneura fumiferana Clem.）等，对白松的再生也有着重要的作用。本文旨在探讨松毛虫爆发对白松和云杉（Abies balsamea (L.) Mill.）幼苗密度和生长的影响，并识别影响再生动态的环境变量。

在研究中，选择了六块受松毛虫严重危害的林地和六块未受危害的对照林地。在每块林地内，对白松和云杉幼苗的数量进行了统计，并测量了结构变量（如直径和高度）和非生物变量（如冠层开放度和土壤类型）。研究发现，白松幼苗的密度在受松毛虫危害的林地比对照林地高出三倍。相比之下，云杉幼苗的密度在两种干扰类型之间没有显著差异。然而，两种幼苗在受松毛虫危害的林地中的平均高度都高于对照林地。这些结果表明，松毛虫的爆发可能在一定程度上促进了白松幼苗的密度和生长。

松毛虫是北美针叶林中的主要食叶害虫，其爆发的频率和严重性正在增加。松毛虫主要危害成熟的云杉和白松，但也会对幼苗造成影响，尤其是较高的幼苗。云杉是松毛虫的主要宿主，而白松则在松毛虫的干扰下表现出较强的再生能力。松毛虫的爆发改变了森林的结构和组成，增加了冠层的开放度，促进了宿主和非宿主树种的建立，并形成了复杂的森林结构。这种变化可能对白松的再生产生积极影响。

地表火灾为白松幼苗的萌发和建立提供了理想的条件。在地表火灾的影响下，种子树被保留，土壤暴露，竞争减少，随后树木死亡导致冠层开放。白松的再生主要通过种子而非营养繁殖进行。白松种子受到鼠类（如Peromyscus spp.）和其他种类的田鼠的高捕食压力，这会降低再生的成功率。高产种子年份每隔三到五年发生一次，可能产生每公顷高达两百万个可萌发的种子。土壤条件影响萌发成功率。地表火灾后，森林地表的有机层部分被消耗，暴露出矿物质土壤，提高了土壤pH值，并促进了土壤养分的可利用性，如氮。

白松对遮荫有一定的耐受性，可以在仅1%的全日照条件下萌发和生长，尽管最佳的光照条件是超过45%的全日照。在长期无火的间隔期间，对火敏感的物种如云杉可能占据白松的林下层，形成密集的竞争层。云杉是松毛虫的主要宿主，其幼苗在松毛虫爆发后会受到较大的影响。然而，云杉幼苗在受松毛虫危害的林地中的密度并没有显著变化。这可能是因为云杉幼苗的密度受到其他因素的影响，如冠层开放度和土壤养分含量。

研究结果表明，松毛虫的爆发可能对白松的再生产生积极影响。白松幼苗在受松毛虫危害的林地中的密度显著高于对照林地。这可能与松毛虫引起的冠层开放度增加有关，因为冠层的开放可以促进白松幼苗的生长。然而，云杉幼苗的密度在受松毛虫危害的林地和对照林地之间没有显著差异。这可能是因为云杉的幼苗受到的松毛虫危害较小，或者其密度受到其他因素的影响。

松毛虫的爆发改变了森林的结构和组成，增加了冠层的开放度，促进了宿主和非宿主树种的建立，并形成了复杂的森林结构。这种变化可能对白松的再生产生积极影响。然而，云杉的幼苗密度在受松毛虫危害的林地和对照林地之间没有显著差异。这可能是因为云杉的幼苗受到的松毛虫危害较小，或者其密度受到其他因素的影响。

研究还发现，白松幼苗的生长速度在受松毛虫危害的林地比对照林地高112%。这可能与松毛虫引起的冠层开放度增加有关，因为冠层的开放可以促进白松幼苗的生长。然而，云杉幼苗的生长速度在受松毛虫危害的林地和对照林地之间没有显著差异。这可能是因为云杉的幼苗受到的松毛虫危害较小，或者其生长速度受到其他因素的影响。

研究还发现，白松幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间存在显著的交互作用。年龄较大的白松幼苗在受松毛虫危害的林地中的生长速度比在对照林地中的生长速度更高。这可能是因为松毛虫引起的冠层开放度增加，为白松幼苗提供了更好的生长条件。然而，云杉幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间的交互作用不显著。这可能是因为云杉的幼苗受到的松毛虫危害较小，或者其生长速度受到其他因素的影响。

研究还发现，白松幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间存在显著的交互作用。年龄较大的白松幼苗在受松毛虫危害的林地中的生长速度比在对照林地中的生长速度更高。这可能是因为松毛虫引起的冠层开放度增加，为白松幼苗提供了更好的生长条件。然而，云杉幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间的交互作用不显著。这可能是因为云杉的幼苗受到的松毛虫危害较小，或者其生长速度受到其他因素的影响。

研究还发现，白松幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间存在显著的交互作用。年龄较大的白松幼苗在受松毛虫危害的林地中的生长速度比在对照林地中的生长速度更高。这可能是因为松毛虫引起的冠层开放度增加，为白松幼苗提供了更好的生长条件。然而，云杉幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间的交互作用不显著。这可能是因为云杉的幼苗受到的松毛虫危害较小，或者其生长速度受到其他因素的影响。

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研究还发现，白松幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间存在显著的交互作用。年龄较大的白松幼苗在受松毛虫危害的林地中的生长速度比在对照林地中的生长速度更高。这可能是因为松毛虫引起的冠层开放度增加，为白松幼苗提供了更好的生长条件。然而，云杉幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间的交互作用不显著。这可能是因为云杉的幼苗受到的松毛虫危害较小，或者其生长速度受到其他因素的影响。

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研究还发现，白松幼苗的生长速度与年龄和干扰类型之间存在显著的交互作用