加拿大森林辅助迁移（FAM）操作化挑战与机遇：从理论到大规模应用的路径探索

本综述系统剖析了加拿大在实施森林辅助迁移（Forest-Assisted Migration, FAM）过程中面临的多维度挑战与潜在机遇。文章指出，尽管FAM作为应对气候变化的关键适应性管理工具，能通过引导树种向更适宜环境迁移以维持森林健康与生产力，但其大规模操作化仍受限于种源试验数据不足、种子供应链断裂（如基础设施与存储容量匮乏）、知识转移效率低下、幼苗建植不确定性及政策指南缺位等核心瓶颈。作者提出整合跨学科研究、优化数据共享平台、强化种质资源管理、制定风险应对策略及推动包容性政策对话等系统性解决方案，为实现国家尺度的FAM操作化及碳中和目标（如20亿棵树计划）提供科学支撑。

　　

引言：气候变化下的森林适应性管理挑战

全球气候变化通过温度上升、降水模式改变、极端天气事件及干扰 regime（如火灾与害虫）加剧对森林的威胁。随着适宜生境迁移速度超过树木自然适应能力，森林健康与生产力面临严峻挑战。森林辅助迁移（Forest-Assisted Migration, FAM）作为一种关键适应性管理工具，通过将树种或种群迁移至更适宜环境，以维持林分功能、生产力及生态系统健康。FAM 主要依赖气候驱动的种子转移模型（climate-based seed transfer models）和气候-生长预测模型（climate-growth projection models）指导再造林和物种保护中的种植材料选择。然而，其大规模操作化仍面临多重挑战。

种源与物种选择：数据局限与风险权衡

种源选择：工具发展与数据缺口

辅助种群迁移（Assisted Population Migration, APM）已在加拿大部分商业树种中实施，并得到多种工具支持，如 Seedlot Selection Tool（SST）、SeedWhere 网络应用及 Climate-Smart Restoration Tool（CSRT）等。加拿大各省也开发了区域性规划工具（如不列颠哥伦比亚省的气候驱动种子转移系统、安大略省的生态区气候相似性转移规则）。然而，种源试验数据仅覆盖主要经济树种，且多局限于狭窄气候范围，难以预测极端气候下的种群响应。例如，北方树种种群间遗传分化较弱，导致 APM 可能无法产生预期的气候抗性（如图1所示黑 spruce 种群响应曲线重叠）。此外，表型性状（如物候）虽可能显示更强种群差异，但难以在大规模试验中评估并整合至育种项目。

物种选择：范围扩展的机遇与风险

物种选择需综合考虑经济价值、保护状态、气候适宜性及生活史性状。辅助范围扩展（Assisted Range Expansion, ARE）的实践案例较少，部分原因是对 extra-range 迁移风险的担忧（如潜在入侵性）。然而，研究表明适度超范围迁移风险较低，且历史上已有类似实践。土壤条件（如 boreal 土壤的低碱基阳离子浓度）和生物因子（如菌根关联）可能限制 ARE 成功率。现有种源试验多位于物种分布区内，对土壤等非气候因子的评估不足。整合全球历史超范围种植数据、建立风险评估框架，是推动 ARE 的关键机遇。

种子供应与苗木生产：供应链断裂与技术创新

种子可获得性：系统碎片化与战略缺失

FAM 实施依赖于高质量、遗传代表性强的种子资源。加拿大种子来源包括野生采集、种子生产区、遗传保护单元及种子园，但现有种子园缺乏跨物种地理范围的代表性。新建种子园投资巨大，而野生采集受种子产量年际变异和成本限制。加拿大缺乏国家统一的种子采购战略，导致供应断裂。美国通过多部门协作解决再造林需求的经验可借鉴，例如建立虚拟种子银行（如不列颠哥伦比亚省的 Tree Seed Planning Dashboards）。未来需开展物种特异性缺口分析，评估种子库存与需求，并应对干旱、火灾等风险。南部种子来源日益重要，但跨境调动面临供应商可靠性、成本及植物检疫要求等挑战。

种子存储：基础设施限制与物种特异性挑战

种子长期存储需求增长与基础设施不足形成矛盾。加拿大现有十余个 ex situ 种子库，但物种覆盖有限。国家树种中心（NTSC）虽存储多样性最高，但缺乏自动化 FAM 决策工具。脱水敏感型种子（如橡树 Quercus spp. 和核桃 Juglans spp.）的操作存储时间短，需依赖种子园保障供应。例如，红橡（Quercus rubra）在北部范围种子产量低，且需数十年成熟，加剧了供应链不确定性（图3显示 NTSC 历史种子收集量与潜在幼苗可用性）。开发新型物种存储协议、建立种子共享网络是迫切需求。

苗木生产：扩产压力与环境不确定性

加拿大年需6.25亿株苗木再造林，但 nurseries 面临增产压力（如联邦20亿棵树计划）、劳动力短缺及物种多样化挑战。新物种引入需经验积累，包括发芽率、营养需求、生长速率及对未来气候响应等。环境异常（如过量降水导致病原体滋生、干旱引发水分胁迫、冬季解冻造成冻害）进一步扰乱生产计划。依赖 freezer 存储虽可降低风险，但小型苗圃难以承担投资。快速病害鉴定技术及环境适应性生产知识的开发至关重要。

幼苗建植与风险管控：silvicultural 策略与遗传优化

建植基础：气候匹配与 silvicultural 整合

幼苗建植是 FAM 的核心 silvicultural 挑战，需结合气候适应性种植材料与 site-specific 管理策略。气候匹配可提高存活率与早期生长，但 biotic（病虫害）与 abiotic（气候极端事件）因子交互作用要求 FAM 纳入更广泛的适应性 silvicultural 框架。微环境选择、植被控制及种植密度调整等策略可改善建植成果。

迁移不确定性：maladaptation 风险与保守策略

种子-环境气候不匹配风险是 FAM 的主要挑战。选择过于未来气候适应的种子可能无法适应当前条件（如冻害风险）。no-analog climates（无现代类比的气候组合）进一步增加不确定性。保守迁移距离（如不列颠哥伦比亚省的15年预测窗口）可降低风险，并整合土壤等非气候因子。多样化种子来源组合、缩短轮作期及适应性 silvicultural 处理是有效风险缓解策略。

极端气候应对：silvicultural 与遗传策略并重

热浪、干旱及季节性霜冻事件概率增加，要求 FAM 管理关注气候极端事件而非平均气候。保留 overstory canopy（如 underplanting 或 shelterwood 制度）可缓冲幼苗压力。遗传选择（如来自南部或干旱区的种群）可提升抗逆性。遗传改良种子（如快速早期生长品种）能缩短幼苗脆弱期，并保持抗寒性（西部针叶树研究证实）。

竞争与生物胁迫：多元化管理

竞争、病虫害及 browsing 威胁 FAM 建植。气候适应性种子选择可增强森林健康，但需辅以 silvicultural 干预（如 canopy 保留以稳定微环境）。遗传抗性品种在高风险区有效，但需避免单一化引发的选择压力。物种与种源多样化可降低 pest vulnerability，但增加植被管理复杂性。控制竞争植被仍是关键措施。

前进路径：研究、数据与经济政策协同

研究创新：技术驱动与跨学科合作

大型再造林项目为部署适应性强苗木提供机遇，但供应链挑战限制作业。无人机遥感、自动化数据流程及森林基因组技术（如 genomic selection）可加速表型鉴定与育种。跨机构合作能整合资源、促进知识转移。可靠的核心 funding 是长期研究保障。

数据整合： centralized 数据库开发

建立集中化 FAM 数据库，整合生理响应数据（如 common garden 与控境实验），可支持决策。加拿大森林服务的 TreeSource 平台可作为架构基础，扩展至气候耐受性、物候等性状。此类资源能改进性能预测、迁移距离确定及种植材料匹配。

监测与经济评估：适应性管理

持续监测（如建植检查与库存调查）支持适应性管理，并在气候 uncertainty 中识别物种特异性缺口。经济评估需关注短期（存活率与干预需求）与长期（产品质量与市场适应性）收益，以优化投资回报。

政策与信任建设：包容性治理

加拿大气候驱动种子转移项目依赖政府-产业政策协作，但公众对森林治理与信任的担忧持续存在。知识 co-production 模型揭示科学实践与权力关系的交互作用。推动 stakeholder 与 rights-holder 参与、社区及 Indigenous 研究、知识民主化与 decolonization，是应对 FAM 复杂性的关键。整合多元社会科学视角（如经济学、伦理、行为变化）及传统生态知识，能增强公共信任与长期成功概率。

结语

FAM 的操作化需系统性应对种源数据缺口、供应链断裂、生物环境不确定性及政策指南缺失等挑战。通过技术创新、数据共享、风险策略及包容性治理，加拿大可实现国家尺度 FAM 应用，支持碳中和目标与森林适应性转型。跨学科合作与持续监测将是核心推动力。