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疏伐提升森林对干旱、病虫害、风暴和火灾的抵抗力与恢复力:一项Meta分析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月19日 来源:Forest Ecology and Management 3.7
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推荐:面对全球气候变化加剧导致的森林干扰事件频发,法国波尔多大学联合国际团队通过Meta分析评估了疏伐(thinning)对温带和北方森林抵抗(drought/pest/wind/fire)及恢复(resilience)能力的影响。研究整合50项研究、246个案例,发现疏伐能显著提升森林对干旱和病虫害的抵抗力(效应值1.076,p<0.001),但对风灾效果不显著。该研究为多风险森林管理提供了关键实证依据。
随着全球气候变化加剧,森林生态系统正面临前所未有的多重胁迫:干旱频率增加诱发树木死亡,升温促进火灾蔓延,风暴路径改变导致风灾加剧,气候驱动的病虫害范围扩张威胁森林健康。这些干扰因素之间还存在协同效应——干旱削弱树木抗火性,风灾后倒木助长虫害爆发,虫害死树又增加火灾风险,形成恶性循环。面对这种"多风险困境",传统单一目标的森林管理方式已显不足,亟需科学评估能同时应对多重胁迫的适应性经营措施。
法国波尔多大学联合加拿大魁北克大学等机构的研究团队在《Forest Ecology and Management》发表重要研究,通过系统整合全球50项实证研究、246个案例数据,首次采用多层级Meta分析方法量化评估了疏伐(thinning)这一基础营林措施对森林抵抗力和恢复力的广谱效应。研究团队建立了包含疏伐强度(12-95%蓄积量移除)、类型(下层/上层/选择性疏伐)、林分年龄等关键调节因子的分析框架,重点考察了干旱、病虫害、风灾和火灾四类主要干扰下的树木生长、存活和受损指标。
研究采用三阶段分析方法:首先通过Web of Science检索获取1074篇文献,严格筛选符合标准(含对照组、重复样本、定量指标)的50篇研究;其次将响应变量统一转化为标准化均值差(SMD),采用"rma.mv"函数构建多层级随机效应模型,考虑研究内效应量非独立性;最后通过薄板样条曲线等分析调节因子影响。针对出版偏倚采用Egger回归检验,通过留一法进行敏感性分析确保结果稳健性。
在干旱响应方面,研究发现疏伐显著提升树木生长抵抗力(resistance)和恢复力(resilience)(p<0.05),尤其下层疏伐效果最佳(SMD=2.321),但随时间推移效益递减,约40年后消失。这与树木水力结构改变相关——疏伐后增大的叶面积/边材比随林分恢复逐渐抵消初期优势。
对于病虫害,选择性疏伐通过清除染病木显著降低死亡率(SMD=1.234),但对感染率无显著影响。特别对虫害(如小蠹虫)效果优于病原菌,其中成熟林(>40年)响应更明显。这表明疏伐主要通过增强树木活力而非直接控制病原传播来提升抗性。
关于风灾,分析推翻传统认知——疏伐整体效应不显著,仅高强度疏伐(>30%蓄积移除)呈现负面趋势。这支持了"适度疏伐不会增加风倒风险"的新观点,为多风险经营提供关键依据。
火灾响应呈现阈值效应:当疏伐强度<55%时显著提升抗火性,但更高强度因促进林下可燃物积累而抵消效益。这突显了结合采伐剩余物处理的必要性,单纯疏伐效果有限。
该研究首次在全球尺度证实疏伐作为基础营林措施的"多风险缓冲器"价值:在温带和北方森林中,未发现疏伐导致任何干扰类型下的显著负面效应,且对干旱和虫害的积极效果突出。这一结论为适应性森林管理提供了重要科学依据——通过合理配置疏伐强度(中低度)和类型(下层/选择性),可在不加剧风灾风险的前提下,同步提升森林对气候驱动的多种胁迫的适应能力。研究特别指出,疏伐效应具有时效性(约20-40年),需作为适应性管理的"启动措施"而非终极解决方案。未来研究需拓展至亚洲和热带地区,并加强疏伐与其他措施(如计划烧除)的协同效应评估。这项开创性工作为应对全球变化下的森林可持续经营提供了关键决策支持。
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