基于林业档案的加拿大东部森林景观年龄结构与树种组成长期变化评估（1950–2020）

本研究通过分析1950年代森林管理计划与现代森林资源清查数据，揭示了加拿大东部380万公顷森林70年间年龄结构与树种组成的变化规律。研究发现北方森林从老龄林主导转变为幼龄林为主，云杉和纸桦减少，杨树和香脂冷杉增加；温带混交林则呈现枫树增加、桦树减少的差异化演替模式。该研究为理解林业活动、自然干扰与气候变化对森林生态系统的复合影响提供了重要基线数据。

　　

在全球森林景观经历剧烈变化的背景下，理解人类活动与自然干扰对生态系统的长期影响成为当务之急。然而，由于缺乏大时空尺度的连续观测数据，科学家们难以准确追踪森林动态变化过程。这项发表在《Forest Ecology and Management》的研究创新性地利用历史林业档案，为破解这一难题提供了新思路。

研究团队通过分析加拿大东部18个大型景观区（总面积376万公顷）1950年代的森林管理计划和现代清查数据，构建了长达70年的森林演变记录。采用地理约束聚类分析将研究区划分为4个生态区域：针叶北方林、混交北方林、中部温带混交林和西部温带混交林。通过对比不同时期的年龄结构和树种组成数据，结合1950-2020年间干扰事件的空间分析，揭示了各区域森林变化的差异化特征。

关键技术方法包括：（1）整合历史航空照片（1928-1961年）与现代森林地图的年龄结构数据；（2）基于30,418个现代样地（1995-2023年）的树种体积估算；（3）使用SIFORT系统量化1950-2020年间砍伐、火灾等干扰事件；（4）应用hclustgeo算法进行生态区域划分。

研究结果显示：

1. 年龄结构变化：北方针叶林老龄林（>80年）比例从73%骤降至36%，幼龄林增加40%；温带混交林变化较缓和，但西部区域幼龄林仍增加14%。
2. 树种组成演变：黑云杉（Picea mariana）普遍减少（北方区-6%），桦树（Betula spp.）显著衰退（黄桦-6%）；枫树（Acer spp.）在温带区增加7%，香脂冷杉（Abies balsamea）在多数区域扩张。
3. 干扰机制差异：北方区以皆伐为主（38%面积），混交北方林受复合干扰（33%皆伐+18%火灾）；温带区则以间伐（36%）和轻度云杉芽虫（Choristoneura fumiferana）危害（26%）为主导。

讨论部分指出，这些变化是多重因素交织的结果：北方林老龄林减少主要源于工业化采伐扩张，桦树衰退与1940-50年代"桦树枯死病"及选择性采伐相关；温带区枫树增加得益于其幼苗库对间伐的适应性响应；气候变化（1980年后升温1.5-2°C）可能加速了树种更替过程。该研究不仅为区域森林可持续管理提供了科学依据，更示范了林业档案在重建长期生态变化中的独特价值，建议将其纳入全球森林监测体系。这项跨越时空的生态侦探工作，为理解人类世森林演变提供了珍贵的历史视角。