综述：火灾后松林生态系统管理：未来不确定性下的主动应对需求

本综述系统探讨了气候变化背景下火灾后森林生态系统的管理策略，强调采用抵抗（resistance）、恢复（resilience）与转型（transition）的RRT框架应对日益严峻的野火挑战。文章通过全球案例（如西班牙、美国）分析了松林生态系统的演化路径，提出通过燃料管理、物种适配与社区参与实现生态服务功能可持续性，为未来森林适应性管理提供科学依据。

　　

1. 气候变化背景下的火灾与森林生态系统相互作用

野火作为全球森林生态系统的关键生态工程师，自然塑造着森林结构、生物多样性和生态服务功能。火情 regime（包括火灾模式、频率、严重度、强度、范围和季节性）与森林生态系统特征之间存在动态复杂的相互作用。气候变化、巨型动物灭绝与放牧减少、废弃农田燃料积累、防火政策及人为疏忽共同导致野火频率和严重度全球性上升。这些因素不仅增加燃料负荷，还改变森林燃料的水平和垂直连续性，形成更均质化的植被结构，使火势更易跨景观蔓延，尤其易引发火灾的生态系统（如地中海区域）更频繁出现大规模高强度野火。

持续干热气候条件预计将加剧野火行为变化。火情 regime 变化与气候变化结合可能改变植被与火灾的关系，导致森林向非森林生态系统转化，并丧失原有生态服务功能。野火活动增加叠加温度上升、干旱和极端天气事件，使生态系统响应扰动的不确定性增强。显著的火情变化（如频率或严重度增加）可能将生态系统推越恢复阈值，引发状态转变（state shift）。幼树（幼苗和幼龄树）对热和干旱胁迫尤为脆弱，而森林在变暖气候中抵御扰动的能力仍高度不确定。例如温带地区针叶林可能因火灾过频无法建群而转为灌丛，甚至加州和西南欧的 moisture-dependent 树木被耐旱灌丛替代。

2. 扰动后的森林管理：适应气候变化

森林生态系统在扰动后恢复原状的能力（即恢复力 resilience）高度依赖于火灾影响区的生态系统特征（如降水模式、地形或物种组成）、火灾严重度和植物物种再生成功与否。林务管理者通常期望火灾后恢复能重现类似多样性和结构，但重建植物群落取决于野火特性（如严重度、复发率或季节性）及火后数月到数年内的区域气候——高温和降水减少可能阻碍完全恢复。

火灾后管理在扰动后多个时间尺度上至关重要：立即火后阶段聚焦土壤稳定化和水资源保护，后续阶段则促进植被重建和初始演替催化。这两个阶段（尤其是后者）可加速生态系统恢复和恢复力，提升对未来扰动的抵抗性，维持或改善植物物种多样性，并增强碳封存。

尽管自然再生或人工 replanting 理想情况下能重建火前全谱植物群落，但越来越多共识表明许多生态系统正向非森林或落叶林（而非针叶林）主导状态转变。例如高强度火灾中橡树可能替代松树（如美国西南部和西班牙），或耐旱灌丛取代依赖水分的树木（如加州和西南欧）。某些区域的环境变化规模可能超越当地树种和生态过程的适应能力，导致依赖 assisted migration 等管理实践以保持树种多样性或防止向非森林生态系统转化。

以欧洲 Aleppo 松（Pinus halepensis M.）林为例：当火灾影响成年单一种群且具大量 serotinous 球果时，火后再生可能极旺盛（达每公顷 10,000 株幼苗）。虽然这反映火适应性状，但可能导致高密度、结构均质化林分，其对后续扰动（如持续干旱、害虫爆发或重复高强度野火）的抵抗力和恢复力有限。地中海环境下火后气候干燥多变，这些密集再生引发水养分竞争加剧，导致高死亡率和高燃料积累，加剧未来火险。短间隔重烧则可能克服快速树木再生响应（因树木未成熟即被烧），叠加干旱加剧导致物种组成和结构剧变，形成灌丛或草地主导的新物种组合。

3. 在野火影响森林中应用抵抗、恢复与转型框架

多种适应框架提供应对变化的策略谱系，包括抵抗-恢复-转型（RRT）、抵抗-接受-引导（RAD）等。在野火影响森林中，采用由 Adaptive Silviculture for Climate Change（ASCC）网络测试的 RRT 框架：抵抗（resistance）行动强化森林防御预期变化或扰动以维持相对未变条件；恢复（resilience）行动容纳一定变化但鼓励扰动后返回先前状态或基准条件；转型（transition）行动有意容纳变化并使生态系统适应性地响应变化和新条件。

这些策略涵盖短期和长期森林管理方法，应对火灾影响同时为未来条件做准备。抵抗策略聚焦降低火灾脆弱性，常见实践包括燃料负荷减少、疏伐和计划烧除以降低潜在野火强度和蔓延，保护现有植被和生物多样性。恢复策略旨在增强生态系统在野火等扰动后恢复其结构、组成和功能的能力，实践包括促进多样化原生物种、维持土壤健康和辅助自然再生以支持恢复和长期生态系统稳定性。转型策略则主动引导生态系统向新的稳定状态过渡，更好地适应预期未来条件（如气候变化驱动），实践包括种植气候适应物种、鼓励植被类型转变或重新设计景观以降低野火风险并长期增强生态服务功能。

随着生态系统日益暴露于新气候条件，全球森林管理者正探索气候适应策略以保护现有生物多样性并促进向气候适宜配置的生态转型。尽管近期焦点多在扰动前适应策略，但越来越多工作（包括广泛采用的 RRT 框架）已指导美国和加拿大多样森林类型的实验处理。例如北美北部硬木林通过操纵落叶树与针叶树比例增加结构和组成多样性；明尼苏达红松系统测试适应性 silvicultural 处理以支持气候适应森林轨迹；美国东南部长叶松系统评估气候适应性 silviculture（甚至在飓风等极端扰动下）。然而这些方法较少涉及火后情境（森林已处于生态转型状态，特征为快速物种更替和计划外树木死亡率高）。蒙大拿西部落叶松林是一个重要例外：管理者在高严重度火灾后启动气候适应处理，探索辅助迁移、改变物种混合和新再生策略等选项。这些例子凸显将适应性管理框架扩展至扰动后景观的紧迫性——这些景观常呈现更高风险和引导生态转型的独特机遇。

当前对气候变化如何改变森林对野火响应的理解有限，且对管理策略如何有效增强生态恢复力（即森林生态系统吸收扰动并重组同时保留基本结构、功能和反馈的能力）认知不足。近期实验数据显示火后树木死亡率突然飙升（如因水力衰竭或碳饥饿），加剧了对森林动态不稳定性增加的担忧。此外，野火与额外胁迫因子（如火后干旱或树皮甲虫爆发）的交互作用可能严重破坏森林恢复潜力。多研究表明当生态阈值或临界点被跨越时，森林可能经历 abrupt transitions，转向替代性、较不理想的生态系统状态。这种情况下，即使轻微持续扰动也可能导致长期系统退化或转化。

西班牙森林向灌丛和草地的持续生态系统转化 exemplify 气候变化和土地废弃驱动的植被转变大趋势。该过程在地中海盆地尤为明显，那里温度上升和水分可用性下降预计将加速森林生态系统被更耐旱灌丛替代。这些变化不仅影响生物多样性和碳储存，还增加更频繁高强度野火的风险（该区域生态系统转型的关键驱动）。响应地，西班牙成为针叶林（尤其是 Aleppo 松主导林）火后气候适应策略测试和实施的关键场域。这些策略包括通过 enrichment planting 耐旱本地阔叶树种（如 Quercus ilex、Pistacia lentiscus）促进物种和结构多样性；选择疏伐高密度火后松树再生以减少竞争和燃料负荷；通过计划烧除和机械处理进行燃料管理以降低未来事件火灾严重度；探索辅助迁移试验引入来自更干早区域的森林基因型或物种以适应未来气候条件。

4. 火后景观中考虑适应性森林管理的不确定性与问题

虽然气候适应性森林管理日益被接受，但其在火后生态系统中的应用仍有限。这些景观的独特挑战凸显需要清晰目标、灵活管理方法和持续学习。通过适应性策略主动塑造恢复中生态系统，管理者可增强生态恢复力并在气候变化面前促进理想结果。然而需进一步研究和实验以充分理解恢复路径并优化火后环境中的管理干预。

气候适应策略在火后景观中的应用代表森林管理中相对新颖的方法。传统上适应性森林管理应用于完整森林生态系统，主要目的增强对未来气候变化影响的恢复力。但火后景观提供帮助塑造恢复中生态系统和影响演替阶段的独特机遇。尽管有此潜力，对这些区域自然恢复路径及大小尺度管理干预如何影响生态系统轨迹知之甚少。这一知识缺口使适应性策略在扰动后环境中有效实施具挑战性。

尽管未来气候情景模型在改进，但气候变化如何与扰动（如野火）交互以改变扰动后恢复轨迹（尤其在特定位置）仍存在不确定性。这一不确定性需要灵活、适应性管理方法，允许持续实验和调整，而持续扰动为实验提供自然实验室。因此最佳方法是基于学习的方法，整合科学研究、实验处理及利益相关者和权利持有者知识。识别呈现最大风险的关键扰动或干扰及长期监测计划对评估生态系统响应（当额外扰动和气候变化影响实验时）并告知未来管理决策至关重要。

这一实验和适应性森林管理的关键组成部分是应用抵抗、恢复和转型方法时清晰定义目标、目的和期望结果。这些目标应基于生态考虑和人类价值。从管理者到公民的社区参与对识别哪些生态系统属性应抵抗性或恢复性以维持理想生态系统特性至关重要。参与式过程帮助使森林管理与社会优先事项对齐同时确保决策透明度。

适应性森林管理方法可涉及被动和主动策略，取决于期望结果和生态系统条件。被动策略（如自然再生）可能促进向新生态系统状态的自主转型而无人类干预。相反，当需要特定结果时（如疏伐处理或辅助迁移）则需主动策略。例如留下耐火松树物种孤立林分的疏伐处理可增强对未来野火的抵抗性而不显著改变林分结构；在火后景观中推广预计在更暖干、火情更频未来条件下表现更好的耐旱针叶树种——然而关于树木生理和适应能力的许多不确定性仍可能导致不同程度树木存活。至少研究表明火后森林管理不足和设计拙劣的树木种植园可能导致恢复失败或增加野火风险。

随着适应性管理策略实验的增加，成功的一个清晰组成部分是包含地方基于场所的知识和当地优先事项。此外火后扰动景观有许多可学习之处，那里的策略和优先事项可能与完整森林不同。我们处于快速生态变化时代，若意在扰动后管理成功，必须考虑未来新生态系统和理想生态服务功能。

5. 结论

数百万公顷野火影响森林的再野化和管理对支持地球生物多样性和功能至关重要。此外， recurrent 干旱事件和缺乏主动适应策略结合可能进一步耗尽本已稀缺的地下水资源，并成为新的更严重野火的定时炸弹。未能管理这些新生态系统（通过允许火后燃料负荷重新积累或不规划所需长期财政和生态投资）可能导致全球 substantial 生物多样性损失和经济成本。在现实和气候知情条件下管理火后再生森林并规划森林再野化和恢复至关重要。

主动气候知情讨论和决策有助于避免对再生森林缓解气候变化能力的错误期望，并增强其适应未来扰动（如后续野火）的能力。变化气候和扰动体制下的适应性管理复杂，需考虑森林结构与组成、火情 regime、社会经济优先事项和社区需求间的相互作用。实施多样化适应策略谱系（如促进功能多样性、减少燃料负荷和增强生态系统恢复力）将是确保火后景观继续提供关键生态服务功能（包括碳储存、水分调节和栖息地供应）的关键。如此，我们可更好使火后恢复目标与气候变化下森林景观的长期可持续性对齐。