人类介导的森林转型塑造朝鲜半岛松毛虫(Dendrolimus spectabilis)长期发生模式

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Journal of Environmental Management 8.0

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  本研究通过整合朝鲜半岛古代文献(918-1903)与现代监测数据(1968-2005),运用收敛交叉映射(CCM)和时频分析技术,揭示松毛虫暴发的周期性特征与森林蓄积量变化的因果关系,证实人类活动导致的森林转型是驱动松毛虫种群动态的关键因素,为森林害虫防控提供历史生态学视角。

  

松树林作为东亚地区重要的生态系统,长期面临着松毛虫周期性暴发的威胁。这种以针叶为食的昆虫不仅造成严重的经济损失,其种群波动更被视为森林健康的"晴雨表"。然而,究竟是什么因素在数百年尺度上驱动着松毛虫的暴发周期?是气候变化的直接影响,还是人类活动导致的森林结构改变?这些问题一直困扰着生态学家。韩国国立森林科学研究院的研究人员独辟蹊径,将历史文献分析与现代生态学方法相结合,为我们揭开了这一生态谜题。

研究团队创造性地采用了两种关键方法:一是从《高丽史》和《朝鲜王朝实录》等古籍中提取1100-1903年的历史记录,二是整合韩国22个监测站点1968-2005年的现代监测数据。通过收敛交叉映射(CCM)这一非线性因果推断技术,结合频谱分析和小波变换等时频分析方法,系统解析了松毛虫种群动态的驱动机制。

在"历史与监测记录中的松毛虫"部分,研究发现历史文献记载的暴发高峰集中在15世纪初、18世纪和19世纪,而现代监测显示1970年代后暴发频率显著降低。通过"森林砍伐与温度的影响"分析,CCM模型明确显示森林蓄积量增加(反映再造林)与松毛虫数量下降存在因果关系,而温度的影响则不明显。

"影响松毛虫长期发生模式的因素"部分揭示了惊人的周期性规律:短周期(<10年)在1970年代初最为明显,而长周期(>100年)则与历史文献记载的暴发高峰吻合。特别值得注意的是,这些周期性特征仅在松毛虫高发期显现,暗示人类活动导致的森林砍伐-再造林循环是驱动种群波动的关键。

研究结论指出,朝鲜半岛松毛虫的暴发动态本质上是人类介导的森林转型的生态响应。14世纪朝鲜王朝建立后的木材需求激增、17世纪"小冰期"取暖需求、20世纪中叶朝鲜战争等因素导致的森林砍伐,创造了适宜松毛虫暴发的生境;而1970年代后的再造林政策则通过促进森林成熟化,有效抑制了害虫暴发。这一发现不仅为森林害虫管理提供了历史借鉴,更开创性地证实了人类活动可以通过改变景观结构来调控生态系统长期动态。该成果发表于《Journal of Environmental Management》,为理解人类世生态系统的演变提供了经典案例。

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