沈陽生態所在量化臺風干擾對火山噴發后森林景觀恢復的影響方面取得新進展

  傳統景觀平衡的范式表明,在穩定的環境條件下森林生態系統將沿著預期的路徑進行演替,最后到達景觀平衡的狀態。然而近年來研究表明干擾的出現可能會導致森林生態系統偏離預期的演替軌跡朝著不同的演替路徑發展,最終達到另外的動態平衡甚至不平衡的狀態。在當前全球氣候和干擾模式不斷變化的情況下,了解干擾模式和景觀動態之間的相互作用對于預測未來景觀變化非常重要。 

  公元946年長白山火山大噴發后,經過上千年的恢復,長白山北坡已經沿海拔發育出了典型的垂直植被帶,森林景觀接近平衡。然而長白山西坡和南坡的景觀跟北坡明顯不同,大量早期演替的森林斑塊鑲嵌分布在垂直帶中,這與西坡和南坡受到周期性臺風干擾有關。因此,長白山能夠為探討臺風對森林景觀的影響提供一個理想的平臺。  

  中國科學院沈陽應用生態研究所景觀過程組通過利用森林景觀模型對長白山的歷史森林景觀動態和臺風干擾進行空間重建,通過比較長白山西坡、南坡和北坡的森林景觀動態在大的時空尺度上量化臺風干擾對森林景觀恢復的長期影響。結果表明,臺風可以顯著地影響森林的組成,功能和景觀格局。此外,臺風對森林恢復的影響會隨森林演替階段而發生變化,在森林恢復初期表現出隨森林演替逐漸增強的影響,然而隨著森林逐漸達到成熟或穩定,臺風的影響也將趨于穩定。本研究的結果也證實了臺風干擾導致火山噴發后長白山西坡和南坡的森林景觀格局逐漸偏離預期的演替軌跡,達到景觀不平衡的狀態。 

  以上研究成果以“The impact of typhoon on post?volcanic?eruption forest landscape recovery: a study in Changbai mountain through 300 years of historic landscape reconstruction”為題發表在Landscape Ecology雜志上。景觀過程組特別研究助理吳苗苗為文章第一作者,梁宇研究員為通訊作者。研究得到了國家自然科學基金項目(NO. 31961133027, 31971486)等項目的資助。
1 長白山北坡、長白山西坡和南坡各森林帶在林分(像元)水平上的模擬的地上生物量動態(AGB)、晚期或頂極演替樹種重要值(IV)和林分恢復程度(DSR)。最后一列為長白山北坡與長白山西坡和南坡在上述模擬值上的的差異(Δ),用于反映臺風干擾的影響
2 長白山北坡、長白山西坡和南坡各森林帶在景觀水平上模擬的的景觀恢復程度(DLR)和聚集性指數(AI)。最后一列為長白山北坡與長白山西坡和南坡在上述模擬值的差異(Δ),用于反映臺風干擾的影響
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