烧伤的严重程度会改变抢救性伐木对不列颠哥伦比亚省内陆地区野火后花旗松自然再生的影响

《Forest Ecology and Management》：Burn severity modifies the impact of salvage logging on post-wildfire natural regeneration of Douglas-fir in interior British Columbia

本研究在BC省Alex Fraser Research Forest，对2017年火灾后不同烧伤严重度和 salvage清理处理下的 douglas-fir种子苗进行生理分析，发现高烧伤未清理地种子苗生物量最大，中等烧伤未清理地密度较高，氮含量与水分利用效率正相关，建议根据烧伤程度选择性实施salvage清理。

　　在加拿大不列颠哥伦比亚省（BC省），由于气候变化的影响，野火的范围和严重程度正不断增加，这对森林生态系统，包括具有商业价值的树种如内陆巨杉（*Pseudotsuga menziesii var. glauca*）构成了重大挑战。野火不仅改变了森林的结构和组成，还对森林的生态功能和经济价值产生了深远影响。为了应对这些影响，人们采取了多种森林管理措施，其中“救火采伐”（salvage logging）是一项常见做法，旨在减少火灾带来的经济损失并促进森林的快速恢复。然而，救火采伐对生态系统的具体影响，尤其是对新生幼苗的生长和生理特性，仍存在诸多不确定性。因此，理解救火采伐与火灾严重程度如何相互作用，以及它们对森林自然再生能力的影响，对于制定有效的森林管理策略至关重要。

本研究在Alex Fraser研究林的Gavin Lake区域开展，该区域经历了一次2017年的野火，烧毁了约1000公顷的森林。研究团队通过分析火灾后幼苗的生理特征，特别是通过稳定同位素分析（δ13C、δ1?N和δ1?O）来评估水利用效率（WUEi）、光合作用、水分胁迫和氮循环情况。这些同位素指标可以反映幼苗在不同环境条件下的生长状况和生理适应能力。研究发现，高严重度、未进行救火采伐的区域中，幼苗的生物量显著高于其他处理组合，表明这些区域的幼苗在自然恢复过程中表现更优。同时，中等严重度、未进行救火采伐的区域中，幼苗的δ13C和δ1?O值较低，这可能与较低的光合作用效率和较高的水分胁迫有关。在所有处理中，较高的叶氮含量与较高的δ13C值存在正相关，说明氮素供应对提高幼苗的水利用效率具有积极作用。

研究还揭示了火灾严重度与救火采伐之间的显著交互作用。在高严重度的区域，即使进行了救火采伐，幼苗的生物量并未显著增加，这可能是因为这些区域已经具备了充足的光照条件，因此救火采伐并未带来额外的生长优势。而在中等严重度区域，救火采伐对幼苗生物量的影响较为有限，尽管存在一定的正向趋势，但并未达到统计学上的显著水平。这表明，救火采伐的效果可能取决于具体的环境条件，例如火灾的严重程度、林地的土壤状况以及周围植被的分布情况。

从生态生理的角度来看，δ13C和δ1?O的测量结果提供了关于幼苗光合作用效率和水分胁迫的重要信息。δ13C值较高通常意味着较高的光合作用效率或较低的气孔导度，而δ1?O值较高则可能反映出水分胁迫的加剧。这些同位素指标的变化趋势表明，幼苗在高严重度、未进行救火采伐的区域中表现出更强的光合作用能力和更高的水利用效率，这可能与该区域较高的光照水平和较低的水分胁迫有关。相比之下，中等严重度、未进行救火采伐的区域中，由于残留的树木和枯木提供了较阴凉、湿润的微气候环境，幼苗的水分胁迫相对较低，但其光合作用效率和生物量增长则不如高严重度区域。而在中等严重度、进行救火采伐的区域中，幼苗的光合作用和水利用效率有所提升，但水分胁迫同样有所增加，这可能与采伐后微气候的变化有关。

氮素的供应状况对幼苗的生长也起到了重要作用。研究发现，虽然不同处理组合中叶氮含量和δ1?N值没有显著差异，但叶氮含量与δ13C值之间存在正相关关系，这表明氮素供应对幼苗的光合作用效率和水利用效率有积极影响。这与一些先前研究的结果相吻合，即氮素的丰富度可以提高植物的光合能力和水利用效率。然而，氮素供应并不是幼苗生物量增长的主要限制因素，尤其是在高严重度和救火采伐的区域，幼苗的生物量增长更多地受到光照水平的影响。

从管理角度来看，研究结果强调了根据火灾严重度采取不同管理措施的重要性。在高严重度区域，由于已经具备了良好的光照条件，救火采伐可能并不必要，反而可能带来额外的环境扰动，如土壤压实和幼苗损坏。因此，对于高严重度区域，建议采取最小干预或不进行救火采伐，以保护微气候环境，促进自然恢复。而在中等严重度区域，救火采伐可能具有一定的积极作用，尤其是在提高幼苗生物量和促进光合作用方面，但需要权衡其可能带来的水分胁迫和土壤破坏风险。

此外，研究还指出，幼苗的自然再生能力可能受到距离种子来源远近的影响。在一些情况下，即使进行了救火采伐，由于种子来源的缺失，幼苗的再生效果可能仍然有限。因此，未来的森林管理策略需要更加关注种子来源的保护和分布情况，以确保幼苗的自然再生过程能够顺利进行。同时，由于气候变化导致野火频率和严重程度的增加，未来的森林管理需要更加灵活和适应性强，以应对不断变化的环境条件。

本研究通过结合稳定同位素分析和生态生理指标，为理解野火后森林自然再生的机制提供了新的视角。这些数据不仅有助于评估不同管理措施对幼苗生长的影响，还能够为未来的森林恢复策略提供科学依据。研究团队的发现表明，森林管理决策应更加注重生态系统的整体健康和恢复潜力，而不是仅仅追求短期的经济利益。通过优化管理措施，可以在减少经济损失的同时，促进森林生态系统的长期恢复和可持续发展。