综述：美国东部林野-城市交界区的森林与野生动物管理

《Conservation》：Management of Forests and Wildlife at the Wildland–Urban Interface in the Eastern United States

　　

林野-城市交界区（wildland–urban interface, WUI）是指受人类影响较小的森林及其他植被类型与人类开发区域相交汇的地带。WUI中的生态系统管理面临特殊挑战。人类住宅及其他基础设施可能制约管理方案的选择，如木材采伐、计划烧除（prescribed burning）和野生动物管理。人类活动还可通过引入入侵动植物物种、引发野火、造成栖息地破碎化（habitat fragmentation）以及吸引致害野生动物（nuisance wildlife）等方式对生态系统功能产生负面影响。尽管WUI遍布世界各地，本综述主要聚焦于美国东部地区，该地区人口密度高且森林趋于成熟，对森林管理构成了特殊挑战。该区域WUI中的土地所有权以非工业私有林地（non-industrial private forestlands, NIPF）为主，所有权目标多样，且地块通常较为分散，给协调性森林管理带来困难。土地所有者和采伐者制定木材采伐计划时往往缺乏森林管理人员的参与。处于WUI管理一线的是推广人员、州及地方机构、非政府组织和咨询林务官。公共教育、成本分摊协议（cost-share agreements）以及地方政府的参与是保护和可持续管理WUI森林的必要条件。

**1. 引言**

森林野生动物的管理通常侧重于相对未开发的原野地区，如国家公园、荒野区、国家森林及其他连续栖息地类型。林野-城市交界区（wildland–urban interface, WUI）的扩展对野生动物保护和管理日益重要。WUI被定义为住宅及其他开发区域与未开发的林野植被相接或交错分布的景观。WUI在全球多地广泛分布，尽管其仅覆盖全球陆地表面约5%，却承载着全球一半的人口。温带阔叶林和混交林生物群落（包括欧洲、中国和北美东部）在WUI内的人口密度较高。美国东部的森林经历了400年的大规模采伐、农业开垦和森林恢复的历史，近几十年来，WUI在该地区迅速扩张，人类基础设施嵌入已恢复的森林景观之中，甚至延伸至国家森林周边及其内部。

该地区当前森林的几乎所有方面都与历史森林不同。当前森林以破碎化和物种组成为特征，这是三个世纪以来人类直接和间接改造的遗留产物。许多曾经重要的物种已消失，多种外来物种的影响十分显著。历史和新型森林生态的相互作用集中在WUI地区，两个基本问题至关重要：WUI景观内部发生了什么，以及如何应用生态学见解来塑造WUI的未来？

WUI给森林和野生动物管理带来了特殊问题。最重要的是WUI范围广大且所有权类型多样。在美国2.85亿公顷的林地中，58%为私人所有，通常分散为小地块，土地所有者具有不同的经营目标。在美国东部（本文定义为密西西比河以东），高达80%的林地归私人所有。在东部大部分地区，私人林地的主要所有权类别为非工业私有土地所有者（non-industrial private landowners, NIPF），包括拥有毗邻林地的房主、拥有森林的农场以及包括狩猎俱乐部、童子军营地、私立学院等在内的非政府组织。近几十年来，美国私人林地所有权的性质发生了变化，林产工业将其土地出售给林木管理投资组织（timber management investment organizations, TIMOs）或房地产投资信托基金（real-estate investment trusts, REITs），这些所有权持有林地以投机未来出售和开发转化，加剧了WUI的破碎化。

WUI内的土地所有者通常将保护和观赏野生动物列为首要管理目标，但WUI上的森林野生动物管理面临诸多挑战。小规模所有地块导致的栖息地破碎化对野生动物管理尤其成问题。森林野生动物可能损坏财产、携带疾病、捕食宠物和牲畜。木材采伐和其他森林管理活动会影响野生动物物种多样性和组成，景观内的人类开发程度同样如此。

**2. 栖息地破碎化与退化**

WUI内森林的性质在某种程度上取决于栖息地破碎化。破碎化发生在连续森林区域内部出现暂时或永久性毁林时。破碎化在森林与非森林区域之间创造了边缘栖息地（edge habitats），这些栖息地具有改变的小气候，对植物和动物均有影响。一般而言，森林破碎化程度越高，景观中的边缘和边缘栖息地数量越多。森林与非森林区域之间的边缘及其邻近影响区域（生态交错带，ecotones）对许多野生动物物种有益，这些物种常被称为“边缘物种”（edge species）。另一方面，它可能为偏好远离边缘的森林栖息地的物种创造不适宜的栖息环境，这些物种常被称为“森林内部物种”（forest-interior species）或“面积敏感物种”（area-sensitive species）。

美国东部的许多狩猎物种因破碎化和边缘创造等因素而数量增加，包括白尾鹿（Odocoileus virginianus）、野生火鸡（Meleagris gallopavo）、山齿鹑（Colinus virginianus）和东棉尾兔（Sylvilagus floridanus）等受欢迎的游戏物种。破碎化也有利于中型杂食动物和食肉动物种群的增加，这些物种常被称为“中型捕食者”（mesopredators），包括浣熊（Procyon lotor）、东部郊狼（Canis lupus）、条纹臭鼬（Mephitis mephitis）、弗吉尼亚负鼠（Didelphis virginiana）、家猫和野猫以及各种犬科动物和鼬科动物。这些物种大多在森林边缘大量捕食鸟巢、小型哺乳动物、两栖动物和爬行动物。鸣禽物种还受到其他鸟类物种的威胁，如乌鸦（Corvus spp.）和蓝松鸦（Cyanocitta cristata）捕食鸟蛋和雏鸟。褐头牛鹂（Molothrus ater）这一巢寄生鸟类的种群随森林破碎化而增加，导致易受影响的鸣禽物种种群急剧下降。常出没于边缘栖息地并攀爬树木的蛇类，如东部大鼠蛇（Pantherophis alleghaniensis），也捕食鸟蛋和雏鸟。

破碎化及相关联的野生动物道路致死也是许多物种种群下降的主要原因。林箱龟（Terrapene carolina）是北美东部常见的龟类，其移动缓慢且遇险缩入壳内的行为使得穿越繁忙道路成为漫长旅程，导致大量WUI道路死亡。龟类也常被从野外捕获作为宠物，并可能被WUI中的家犬捕食。雌龟在寻找阳光充足区域进行日光浴和产卵时常被割草机杀死。新孵化的幼龟极易受到边缘捕食者的攻击。

**3. 采伐**

WUI内的土地所有者，尤其是NIPF所有者，对采伐其林地往往持有强烈且不同的观点。部分人出于审美原因不在其土地上采伐木材，而另一些人则愿意采伐，尤其是在突发经济紧急情况可通过出售木材解决时。大多数采伐决策由土地所有者和私人采伐公司之间做出，很少涉及受过培训的林务员或野生动物管理者的建议或监督，尽管州和联邦机构或林业咨询顾问通常提供免费或低成本服务。作者在弗吉尼亚州与NIPF所有者的经验表明，他们倾向于选择择伐（selective logging）而非皆伐或其他同龄林经营方式，除非他们出售地产用于开发。受土地所有者委托采伐木材的采伐者更愿意进行选择性采伐（高伐，high-grading），因为只采伐最具市场价值的树木可以获得更高收入，此类采伐往往降低森林的长期生态完整性和经济价值。

已知有许多林分改良处理（timber stand improvement treatments）可改善NIPF土地上的森林组成和木材质量，这些营林干预措施可由土地所有者或承包商实施，并提供薪材、生物质碎片、纸浆材或碳信用等中间产品。林冠层的更新也是NIPF土地上的重要问题。林下和林冠遮荫会减少不耐荫树种和林隙阶段性树种的更新，以及热带松（Pinus palustris）等稀树草原树种的更新。结合计划烧除的林分改良处理可清除低价值树木和阻碍森林生长及抑制树木更新的落叶层。计划烧除后可促进高价值木材树种（如鹅掌楸，Liriodendron tulipifera）的建立。WUI中白尾鹿的啃食会阻碍幼苗和幼树的建立，并促进入侵物种扩散。

野生动物对采伐引起的栖息地变化（包括林冠覆盖减少、地面植被覆盖增加、粗木质残体输入以及食物资源可得性变化）表现出不同响应。采伐期间打开森林林冠可能降低后期演替物种的栖息地质量，但一项关于宾夕法尼亚州东部和弗吉尼亚州西南部采伐对野生动物响应的研究表明，与未采伐对照组相比，采伐地上的许多野生动物类型有所增加。例如，小型哺乳动物的丰度和多样性在采伐后增加，这与林下覆盖和粗木质残体数量的增加有关。同样，采伐林地上的鸟类物种丰富度和多样性以及爬行动物丰度也更高。

**4. 入侵物种**

嵌入森林景观的土地所有者经常引入入侵植物物种或为其创造栖息地。许多入侵植物主要沿森林边缘侵入，但该过程因边缘结构而异。然而，一些物种如葱芥（Alliaria petiolata）、秋橄榄（Elaeagnus umbellata）和日本微草（Microstegium vimineum）能够在森林林下定居，阻碍森林更新并降低野生动物栖息地质量。其他物种在光照穿透增加（如风倒、火灾或采伐）时可从森林边缘深入渗透。臭椿（Ailanthus altissima）是一种喜光且大量产生风播种子的物种，常侵入森林边缘，还产生化感化学物质阻碍其他物种的萌发和建立。若邻近森林发生选择性采伐，该物种可扩散至森林内部林隙。

入侵植物物种往往因缺乏天敌和病原体以及其从发达根系萌发的能力而极难控制。野葛（Pueraria montana）不仅大量产籽，还具有庞大的根生物量，可在火灾或机械切割后迅速再萌发。除草剂有效但需重复施用。反复放牧山羊或牛是另一种选择。火灾后该物种的种子库被激活，可形成密集的新幼苗地毯，阻碍更新。作为一种攀援藤本，野葛可包裹树木树冠，通过阻挡阳光杀死树木，然后从森林边缘进一步扩散。

**5. 火**

当人类建筑嵌入森林时，野火对人类安全和财产构成威胁。尽管与地球上其他更易发生野火的地区相比，东部较湿润森林中的野火威胁较小，但气候变暖和更高的人口密度使得WUI中野火威胁变得重要。在2003—2020年野火附近居住的所有人中，三分之二的家庭位于WUI。WUI中野火管理存在若干复杂性。人们常出于审美原因选择在易火生态系统中建造住宅。由于住宅和其他建筑邻近森林，野火管理和扑灭十分重要，这取决于气候和森林类型。这种情况可能导致森林中燃料积累增加，从而增加火灾风险，或因耐荫物种增加使火不易发生（中生演替，mesophication）而增加抗火森林。中生演替可能导致森林组成变化，耐火物种如橡树（Quercus spp.）或某些松树（Pinus spp.）被薄皮不耐火物种如红枫（Acer rubrum）和美国山毛榉（Fagus grandifolia）取代。尽管中生演替可能降低野火风险，但在干旱和其他可导致野火的天气条件下并不能排除野火事件。

计划烧除（prescribed burning）日益被森林管理者接受，用于多种目标，包括燃料减少、立地准备、物种组成控制、入侵植物物种减少和野生动物栖息地改善。在美国东部，计划火烧是维护和恢复沿海平原生态系统中长叶松（Pinus palustris）森林和稀树草原的重要管理工具。该物种适应火，因其具有厚树皮和“草期”幼苗/幼树阶段，顶端芽受厚针叶保护免受火害，火后迅速生长至地面以上高度。橡树物种也受益于火，因其厚树皮保护免受火害，深根系允许被火烧死的幼树快速重新萌发。已开发出结合计划烧除的伞伐系统（shelterwood system）以有效更新橡树为主的森林。计划烧除，尤其在东南部各州，已广泛用于火炬松（Pinus taeda）的立地准备。控制火烧是维持和改善许多火适应物种野生动物栖息地的高效、经济工具，可改善白尾鹿、野生火鸡和山齿鹑等游戏物种的觅食栖息地。

尽管营林火烧已被证明有效，但其可行性取决于与WUI的相对位置。公众对烧除仍有广泛反对，原因包括：历史上对火灾扑灭的公众支持源于19世纪末和20世纪初美国的历史性野火；标志性的“护林熊”（Smokey Bear）形象广泛用于宣传活动中，告诫公众“只有你才能防止森林火灾”；国家森林局实施了“上午10点火规则”。火灾扑灭在美国全国范围内有效，但导致了燃料积累，尤其是在北美西部易火森林中。燃料载荷导致日益强烈的火灾可能从原野蔓延至WUI。尽管野火可由闪电点燃，但大多数由人为引发，来源多样，如纵火、失控营火、丢弃的点燃香烟、倒下的输电线和碎屑燃烧。计划烧除的失控野火也时有发生并引起对计划烧除的关注和批评。

除控制火烧蔓延的担忧外，WUI中的当地居民和企业还关注这些火烧产生的烟雾，烟雾可随风向和其他天气条件从燃烧点扩散至邻近区域。烟雾管理是WUI中实施计划烧除时的重要考虑因素，包括风向、混合高度和燃料湿度的考虑。由于这些担忧，一些社区法令禁止森林燃烧，而其他一些社区则建立了“燃烧权”政策。某些美国州机构限制一年中某些季节的任何燃烧。例如，弗吉尼亚州设立了春季和秋季防火期。春季防火期（2月15日至4月30日）内，森林中或附近在下午4点前不允许生火。秋季防火期从10月15日持续至11月30日。弗吉尼亚州林业局可在一年中的任何一天因天气条件宣布“红旗”警告。

WUI中野火损害风险的缓解包括多种选择。靠近森林的土地所有者可通过创建“可防御空间”（defensible space）来保护其住宅和其他资产免受火灾影响。Cohen将住宅附近需要可防御空间的区域称为“住宅引燃区”（home ignition zone, HIV）。计划建议清除住宅上或邻近的可燃材料，如屋顶或排水沟中的落叶以及靠近住宅的可燃植物、覆盖物和薪材。更远离住宅处，建议清除丙烷罐附近的燃料、安装火花消除器、创建割草带或创建其他屏障如人行道和露台。绿色防火隔离带也被提出用于减少对人类构筑物的威胁。建筑设计也是可选方案，如安装耐火屋顶和外墙材料。

**6. 致害野生动物**

WUI的扩展及由此产生的栖息地破碎化使人类与野生动物更加接近。尽管遇到更多野生动物对许多WUI土地所有者而言可能是积极体验，但这也是人兽冲突的主要来源。造成财产损害、杀死牲畜或对人类健康和安全构成直接或间接威胁的动物大多是边缘物种。

在美国东部造成最多损害的物种之一是白尾鹿。鹿食用住宅周围的景观和园林植物，也是车辆碰撞造成财产损失和人身伤害的主要原因。此外，鹿可通过蜱传疾病向人类传播疾病，因为鹿是蜱的主要替代宿主。WUI中鹿种群的增加可能与莱姆病、落基山斑疹热、埃里希体病和α-半乳糖综合征的增加有关。鹿还可严重阻碍森林更新。在WUI内，许多土地所有者禁止狩猎，当地法令和枪支法律也可能限制狩猎。随着其主要天敌灰狼（Canis lupus）和美洲狮（Puma concolor）的消失，白尾鹿种群的控制主要依赖猎人，但鹿和其他游戏物种的猎人数量正在下降。

黑熊（Ursus americanus）种群在美国东部随着森林恢复和限制无管制狩猎的实施而增加。黑熊可能威胁人类，但更常对家禽、田间作物、菜园和蜂箱造成大量损害。WUI中黑熊遭遇日益常见。尽管远不如鹿碰撞常见，黑熊造成的车辆损坏和人身伤害也时有发生。在WUI中，黑熊控制因狩猎限制而困难，但受管制的狩猎可能是可行选择，可减少动物安乐死需求和熊车碰撞。

另一类主要的致害野生动物是受益于森林破碎化的中型机会主义杂食动物，包括前述的郊狼、浣熊、条纹臭鼬和弗吉尼亚负鼠。郊狼种群已从美国西部渗入东部森林景观，并已很好地适应WUI生活，因其丰富的中小型动物，但也被人居吸引以觅食室外宠物食品和垃圾残渣。它们已知会捕食家养宠物和小型农场动物。浣熊、臭鼬和负鼠在住宅周围也可能是害兽，觅食食物或家鸡鸡蛋，但也可能在人居内部栖居。中型捕食者也是狂犬病和其他可传播给人类和宠物的疾病的主要携带者。

土地所有者采取简单措施如室内喂养宠物、固定垃圾桶和保持动物在室内，可有助于减少熊和中型捕食者问题。其他情况下，可能需要投资围栏以将野生动物阻挡在菜园和蜂箱之外。中型捕食者控制是另一种选择。WUI中的其他物种在人类住宅中寻找庇护，包括蝙蝠、小鼠和松鼠，它们可传播疾病并损害住宅内部。啮齿动物易啃咬木材甚至电线。兔子在WUI中也很常见，可侵入菜园并环剥果树树皮。土拨鼠（Marmota monax）可摧毁家庭菜园并给农民造成问题。

尽管一些WUI土地所有者恐惧和厌恶野生动物，尤其是大型食肉动物和致害动物，但作者发现大多数人欣赏野生动物，喜欢观赏它们并对保护感兴趣。尽管在应对WUI野生动物冲突方面存在许多公共教育问题，公共机构可以做更多工作来帮助开展教育计划以缓解人兽冲突，并在需要野生动物控制措施时建立与这些机构的信任。非政府组织、学院和大学以及社区团体，如Master Naturalist分会，在这项努力中也很重要。与WUI中的野生动物共存很重要，同时还需要解决公众对人与野生动物冲突的态度问题。

**7. 结论与管理建议**

WUI的规模、所有权类型的复杂性以及管理问题和目标的多样性使得难以提供统一的WUI森林管理建议。WUI包含一些最多样化的森林，不仅在物种方面，而且在塑造当前和未来组成和动态的因素方面尤其如此。这意味着WUI中总体上不可能有广泛的管理解决方案，需要应用基于当地问题知情的管理。

在最广泛尺度上，认识到土地利用规划和控制城市及郊区蔓延的必要性很重要。WUI是一个独特的社会-生态区域，需要新的创新政策和管理工具。促进和保护地役权（conservation easements）的采用有助于减少城市蔓延和WUI的扩张。保护地役权涉及土地所有者自愿同意将其部分产权捐赠或出售给合格的第三方，并写入其财产契约中。土地所有者对其财产免受未来开发保护感到满意，通常获得税收减免，在某些情况下还以政府或第三方支付形式的激励。保护地役权在北美东部人口密度高和栖息地破碎化的森林中尤为重要。

WUI森林管理的一线是州和地方组织，特别是推广办公室和地方森林及野生动物专业人员，他们可帮助公众解决其财产上的管理问题。他们通常提供免费咨询和成本分摊计划，以帮助土地所有者实施营林措施来改善森林生长和物种组成、管理野火、促进野生动物保护以及控制致害物种和入侵物种。为这些机构提供更多财政和技术支持可能是管理林野-城市交界区森林的最佳策略。