中欧森林保护区边界效应对枯木与树木微生境的生态影响研究

为解决森林保护区边界效应对生物多样性指标的影响问题，研究人员系统研究了中欧44个森林保护区的枯木(deadwood)和树木微生境(TreMs)分布特征。通过264条跨边界样带调查发现：保护45年的保护区使枯木体积增加156%、TreMs丰富度提升72%，但62%的样地存在显著边界效应，且多数表现为从保护区内部向边界递减的趋势。该研究为优化保护区边界设计提供了重要科学依据。

　　

在全球生物多样性持续衰退的背景下，森林保护区作为生态系统保护的关键手段被纳入"昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架"（目标3：2030年前保护30%陆地面积）。然而，中欧地区因高度破碎化的景观格局，保护区的面积普遍较小，这使得边界区域占比显著增加。目前学界对保护区边界如何影响枯木(deadwood)和树木微生境(Tree-related microhabitats, TreMs)这两类重要生物多样性指标的认识仍存在空白，特别是不同发育速率的森林类型对保护措施的响应差异尚不明确。

来自德国巴伐利亚州食品、农业和林业部资助项目"Die neuen Naturw?lder Bayerns"的研究团队，在《Biological Conservation》发表了突破性研究成果。研究人员创新性地采用跨边界样带法，对中欧三类典型森林（河岸林、高地林和山地林）的44个保护区开展系统调查，通过264条200米对称样带（保护区内外各100米）的精细采样，记录直径>20cm的所有立木和倒木，运用线截取样法(Van Wagner法)量化枯木体积，并参照Larrieu标准对47种TreMs类型进行标准化记录。

研究主要采用三种关键技术方法：(1)高精度GNSS定位（Emlid Reach RS2+）确保样带空间精度；(2)基于10×10m网格的嵌套采样设计，分别分析50m梯度效应和10m边界效应；(3)运用Hedges g效应量和多模型比较（线性、指数、自然样条等7种模型）量化保护时长和边界的影响强度。所有数据采集由双人团队完成，通过定期轮换和交叉培训控制观测误差。

研究结果揭示三个重要发现：

1. 保护效果差异显著

   45年保护的河岸林保护区枯木体积比周边管理林高156%（p<0.05），TreMs丰富度高72%；高地林保护区除TreMs发生率外所有指标显著更高；但山地林无显著差异，反映森林发育速率（河岸林>高地林>山地林）对保护效果的调节作用。

2. 保护时长效应明显

   高地林保护45年后，枯木多样性(Simpson指数)和TreMs丰富度较新保护区分别提升36%和33%（p<0.01）。值得注意的是，新设保护区的初始值甚至低于景观均值，暗示部分区域可能在设立前经历了抢救性采伐。

3. 边界效应普遍存在

   61.6%的案例显示显著边界效应，其中70%呈"内高外低"模式。河岸林85.2%的显著效应为负向梯度，而山地林仅60.7%。自然样条模型在91.1%的案例中拟合最优，揭示边界效应多呈复杂非线性。特别的是，50%以上的高地林保护区边界与林道重合，这可能通过改变冠层结构而放大边界效应。

该研究的创新性结论为保护区设计提供了重要启示：首先证实即使是<100ha的小型保护区，经过45年保护也能显著提升生物多样性指标，但山地林需要更长时间才能显现效果；其次揭示保护区边界常与林道、河岸等景观要素重叠，这种"行政边界与生态边界的耦合"会通过微气候改变等途径影响保护成效。研究人员建议未来保护区选址应优先考虑森林连续度高、远离边缘效应的区域，避免单纯以管理便利性划定边界。这些发现对实现"30×30"全球保护目标具有重要指导价值，特别是为中欧高人类活动强度地区的保护区网络优化提供了科学依据。