北方森林采伐保留斑块与野火残余斑块的生态等效性研究：扰动十年后林下植被的功能性状比较

这篇研究通过比较北方森林中采伐保留斑块与野火残余斑块的林下植被和结构特征，首次系统评估了生态系统管理（EBM）中保留林业（retention forestry）对生物多样性的保护效果。研究发现，两类斑块在维持森林结构和功能性状（如持久性性状persistence traits）上高度相似，支持采伐保留斑块可作为野火残余的有效生态替代，为基于自然扰动（END）的森林管理提供了关键证据。

　　

引言

北方森林覆盖欧亚和北美1900万km²，是重要的碳汇和木材产地。传统皆伐（clearcutting）导致结构简化，促使生态系统管理（EBM）转向模拟自然扰动（END），其中保留林业通过留存结构斑块（如采伐保留斑块）模仿野火后的残余斑块。然而，两者生态功能是否等效尚不明确。本研究首次对比了野火与采伐后十年间斑块的林下植被和功能性状差异。

研究方法

在加拿大阿尔伯塔省混合林带，选取13个野火点和12个采伐点，分析六类样地（斑块边缘IE、内部II、参考森林RE/RI、扰动边缘DE/DI）。通过样方调查记录植被覆盖、森林结构（如活立木断面积BAA、枯木体积RCV）及植物功能性状（如种子重量SDWT、比叶面积SLA）。采用PERMANOVA和第四角分析（fourth-corner analysis）解析群落组成与性状分布。

结果与讨论

林下群落与结构相似性
斑块内部（II）与参考森林（RI）的植被组成无显著差异（p>0.05），但野火斑块的群落离散度更高，可能源于地形异质性。采伐斑块的枯木体积（RTV）显著低于野火斑块（p<0.05），但两者均维持了类似参考森林的冠层覆盖（约80%）。

边缘效应微弱
与假设相反，斑块边缘（IE）与内部（II）的植被和结构差异不显著，可能因 boreal 森林本身适应高频扰动。采伐斑块边缘的禾草（如Calamagrostis canadensis）覆盖较高，但未侵入内部，表明斑块完整性良好。

功能性状分异
扰动区（DE/DI）富集 colonization traits（如轻种子、高繁殖力），而斑块和参考森林以 persistence traits（如低SLA、营养繁殖）为主。有机层厚度与 chamaephytes（地上芽植物）正相关，印证其作为干扰程度指标的作用。

管理启示

研究证实，采伐保留斑块能有效模拟野火残余的生态功能，维持结构异质性和生物多样性。建议保留斑块面积≥0.76 ha以缓冲边缘效应，并优化空间配置以匹配自然斑块分布。功能性状分析为评估管理措施提供了新视角。

结论

采伐保留斑块在十年尺度上展现了与野火残余相似的生态功能，支持其在END策略中的核心地位。未来需结合长期监测，进一步验证斑块对稀有物种和碳循环的影响。