《Journal of Applied Ecology》:Impacts of clearcut accumulation on boreal forest bird communities: Defining a safe operating space at the landscape level
编辑推荐:
基于皆伐(clearcut)的集约化经营是全球森林生物多样性(forest biodiversity)的主要威胁。然而,目前尚不清楚景观尺度上皆伐的长期累积如何影响生物多样性,以及森林物种能够耐受的最大皆伐水平(即安全操作空间(safe operating s
基于皆伐(clearcut)的集约化经营是全球森林生物多样性(forest biodiversity)的主要威胁。然而,目前尚不清楚景观尺度上皆伐的长期累积如何影响生物多样性,以及森林物种能够耐受的最大皆伐水平(即安全操作空间(safe operating space))是多少。研究人员旨在评估南部芬兰集约利用的森林景观中,随时间累积的皆伐面积对鸟类群落的影响,并界定该区域森林物种的生态边界。
基于芬兰鸟类监测样线(2006–2020),研究人员将物种丰富度以及整体群落和基于栖息地亲和性及红色名录(Red List)状态的物种组的丰度,与鸟类观测前5年和20年内的皆伐累积面积和平均大小相关联。在具有足够数据的子集样线上进行了趋势分析,以界定皆伐累积的阈值,低于该阈值时森林物种的丰度不会下降。
皆伐对开阔栖息地物种有益,包括常见的农田和沼泽受威胁物种。然而,20年的皆伐累积对常见森林物种和老龄林专性物种(old-growth forest specialists)产生了负面影响。时间趋势分析表明,在10年内,景观中最多9.6%的面积应被皆伐,以维持或允许老龄林专性物种的恢复。这一安全阈值对应于91年的轮伐期(rotation time),并表明至少20%的森林面积不应采用皆伐管理。
综合与应用。尽管皆伐可以有益于开阔栖息地物种,但应限制皆伐以避免成熟林和老龄林物种的减少。通过界定皆伐面积的安全阈值,研究人员为生态可持续的森林利用提供了一个可读的目标,以及一种可推广到全球其他地区的方法。然而,此类阈值应谨慎应用,因为它们可能具有情境依赖性,并需要多分类群分析进行验证。
基于皆伐(clearcut)的集约化经营是当前全球森林生物多样性(forest biodiversity)面临的主要威胁之一。尽管森林覆盖在北欧等生产性景观中保持相对稳定,但皆伐的长期累积在景观尺度上如何影响物种群落,以及森林物种能够耐受的最大皆伐水平(即安全操作空间(safe operating space))尚不清楚。为应对这一问题,研究人员在芬兰南部长期实行皆伐的半北方和南方北方植被带,利用鸟类监测样线数据(2006–2020年,共144条样线,858次观测)和基于Landsat卫星影像的皆伐识别(Senf & Seidl, 2021),评估了皆伐面积随时间累积对鸟类群落的影响,并定义了森林物种的生态阈值。该研究发表于《Journal of Applied Ecology》。
研究采用的主要关键技术方法包括:基于芬兰鸟类监测样线(2006–2020年,144条样线中96条用于趋势分析,需至少5次重复且跨度≥10年)获取鸟类物种丰富度与丰度数据;利用广义线性混合模型(GLMM)分析静态关系(即年度观测),并通过广义加性模型(GAM)计算时间序列上的年变化率,进而定义安全阈值。景观指标来自Landsat影像的皆伐像素累积(5、10、15、20年尺度),并整合CORINE土地覆盖数据(2006、2012、2018年)以控制整体景观组成。样本来源为芬兰南部半北方和南方北方植被带,所有样线均位于森林覆盖率≥60%的景观中。
研究结果保留以下小标题:
**3.1 皆伐与土地覆盖对鸟类群落的联合效应**
通过静态分析发现,整体丰度和物种丰富度随森林比例增加而下降,随农田比例增加而上升,这反映了开阔栖息地物种(如常见农田和沼泽鸟类)的响应。短期皆伐累积(5年)与总体物种丰富度、沼泽鸟类丰度及受威胁湿地物种丰富度正相关;长期皆伐累积(20年)则与常见森林物种和老龄林专性物种(old-growth forest specialists)的丰度呈负相关,同时与受威胁开阔栖息地物种丰富度和人类耐受物种指数正相关。此外,20年平均皆伐斑块大小与常见农田鸟类丰度正相关。
**3.2 趋势分析与森林物种的安全阈值**
趋势分析显示,10年累积皆伐面积与常见沼泽鸟类丰度增加正相关,但与常见森林物种和老龄林专性物种的丰度下降负相关。具体而言,老龄林专性物种的安全阈值为10年内景观中累积皆伐面积不超过9.6%(对应轮伐期91年),而常见森林物种的安全阈值为7.8%(对应轮伐期112年)。高风险区阈值分别为18.4%和24.5%。通过自助法(bootstrap)分析,考虑不确定性后,安全阈值进一步降低至8.5%和6.5%,对应轮伐期分别为102年和134年。这些阈值表明,至少20%的森林面积应避免皆伐管理。
讨论部分归纳了皆伐的双重效应:皆伐为开阔栖息地物种(如农田和沼泽鸟类)提供了替代栖息地,但其长期累积导致成熟林和老龄林栖息地丧失,驱动森林物种(尤其是专性物种)的持续下降。研究人员强调了安全阈值在生态可持续森林管理中的实用价值,并指出阈值可能具有情境依赖性,需通过多分类群分析进行验证。研究结论翻译如下:综上所述,研究人员认为,定义最大皆伐面积可以为生态可持续的森林利用提供一个可读的最低目标;然而,此类阈值应谨慎应用,因为它们可能具有情境依赖性,并需要多分类群分析进行验证。