云杉林采伐年龄与间伐对生物多样性、碳储量和病原风险的权衡影响研究

本研究针对北方云杉林管理中生物多样性保护、碳固存与木材生产的多目标冲突问题，通过对比66块间伐与未间伐样地的生态指标，发现间伐虽维持锯材产量但降低碳储量15-92%，并加剧病原菌（Heterobasidion spp.）感染至80-100%。研究为延长采伐年龄（81-100年）提供科学依据，揭示早期管理决策对森林多功能适应性的长期限制。

　　

在全球气候变化背景下，森林管理正面临前所未有的多目标平衡挑战。作为北欧重要的经济树种，挪威云杉（Picea abies）林分需要同时满足木材生产、碳固存和生物多样性保护的需求。然而，这些目标之间往往存在深刻矛盾——例如商业间伐（thinning from below）虽能提高木材品质，却可能破坏森林结构复杂性，减少关键栖息地形成，并增加病原菌感染风险。更棘手的是，当前管理决策（如采伐年龄设定）往往基于单一经济目标，缺乏对碳循环和生态功能的系统评估，导致数十年后森林适应能力受限。

为破解这一难题，爱沙尼亚的研究团队在《Journal of Environmental Management》发表了一项开创性研究。该团队在爱沙尼亚半北方带（hemiboreal）选取66块40-206年生的云杉优势林，系统比较了间伐与未间伐样地的木材产量、地上碳储量（含死木）、生物多样性关键栖息地（如大径木、倒木）及病原菌（Heterobasidion spp.等）感染状况。研究采用跨断代样线法（50m transects）测量活立木与枯死木结构，通过PCR检测树基样本的病原菌DNA，并利用物种特异性体积函数计算碳储量。

3.1 地上碳储量、木材价值与病原压力的博弈
研究发现未间伐林分的地上碳储量峰值出现在81-100年生林分（139.4±25.3 T ha^-1
），较间伐林分高21%。尽管间伐林分的云杉锯材（sawlogs）体积与未间伐林相当，但病原感染率（80-100%树木携带DNA）导致实际可用高价值木材减少。值得注意的是，未间伐林的病原压力与林龄无关，颠覆了"老龄林必然高感染"的传统认知。

3.2 生物多样性关键栖息地的年龄依赖性
未间伐林中，大径木（DBH≥40 cm）和倒木体积在81-100年达到旧生长林（old-growth）水平的61-86%，而间伐林仅维持15-92%的栖息地供给。更关键的是，间伐导致的栖息地缺口随林龄扩大——例如高级腐朽倒木的差异从41-60年生的30%增至61-80年生的65%。

3.3 多变量视角下的管理权衡
主成分分析显示，未间伐林分沿年龄梯度形成连续生态序列（PC1贡献30.4%方差），由碳储量和栖息地多样性驱动；而间伐林分则因病原压力和小径木优势（PC2贡献16.2%）显著偏离该轨迹。这证实间伐会改变森林发育轨迹，削弱系统韧性。

4.3 结论与启示
该研究首次量化了云杉林管理中"碳-生物多样性-经济收益"的三方博弈：1）间伐虽短期维持木材收益，但通过加剧病原传播（Heterobasidion spp.）和抑制栖息地发育，长期限制森林适应能力；2）延长采伐年龄至81-100年可使未间伐林同时实现碳峰值和近自然林栖息地水平；3）死木碳库（分解半衰期35-84年）的持久性被低估，其生态价值可能超过短周期木制品。这些发现挑战了北方林业中"早期间伐必有利"的范式，为制定气候智能型（climate-smart）森林政策提供了关键证据链。

研究同时指出，在必须实施间伐的高风险区域（如钙质土壤），应结合病原防控（如Rotstop处理）和保留枯立木（snags）等补偿措施。这一成果为《欧洲森林战略2030》中"多功能近自然林业"的实践路径提供了微观尺度解决方案。