多樣化的森林更能抵禦乾旱 彈性森林為樹木提供多種用水策略

多樣化的森林更能抵禦乾旱

彈性森林為樹木提供多種用水策略

多樣性就是力量，即使在森林中也是如此。在發表在《自然》雜誌上的一篇論文中，由猶他大學生物學家威廉·安德雷格領導的研究人員報告說，那些樹木具有與用水相關的高度多樣性的特性的森林受乾旱影響較小。這一研究結果進一步拓展了以往基於水力特性的單個樹種恢復力的研究，為森林恢復力的研究提供了新的方向，並為森林管理人員在砍伐或野火後重建森林提供了信息。

安德列格說，令人驚訝的是，森林的水力多樣性是預測其應對乾旱能力的主要指標。他說:「我們預期液壓特性會起作用，但令我們驚訝的是，許多科學界關注的其他特性並沒有很好地解釋或預測。」

安德列格是一位研究乾旱對樹木影響的資深研究員，他特別關注森林從乾旱中恢復所需的時間。與他的同行們一起，他還研究了水力特性對單個樹種在乾旱中生存機會的影響。水力特性與樹木將水輸送到整個生物體的方式有關——以及在系統開始崩潰之前，它們能承受多大的乾旱壓力。但是乾旱，當它們襲擊的時候，並不會去追逐單個的樹木——它們會影響整個生態系統。Anderegg說:「這項研究的不同之處在於，它正在研究整個森林。」

安德列格和他的同事，包括來自斯坦福大學、普林斯頓大學和加州大學戴維斯分校的合作者，收集了來自世界各地40個森林遺址的數據。這些地點配備了名為通量塔的儀器，用來測量森林中碳、水和能量的流動。他們還配備了環境感測器，包括土壤濕度感測器，以生成有多少水進出現場的圖片。

他們將這些數據與已知的每個地點的樹種，以及已知的與這些樹種相關的水力特徵相結合。非水力性狀是指木材密度或葉面積除以葉質量。但水力特性包括水力安全裕度、樹木在乾旱條件下允許的水分移動量與絕對最小水量的差值——也就是樹木的水力開始停止運轉的點。本地植物物種豐富度占最大百分比。數據可從http://ecotope.org/anthromboes/biodiversity /plants/data/獲得。

在其樹種中，水力特性差異較大的森林，其森林功能(通過水、能量和土壤濕度的通量來衡量)的下降幅度小於多樣性較弱的森林。全球溫帶森林的衛星數據證實了他們的發現——乾旱對水力多樣性森林的影響與其他森林不同。

Anderegg說:「目前存在的物種和它們所具有的水力特性對於預測生態系統範圍內的抗旱能力是最重要的。」那麼，擁有水力多樣性的森林是什麼樣的呢?首先，考慮一下相反的情況——只有一種樹的生態系統。例如，畫一個聖誕樹農場。每棵樹都是完全相同的物種。多樣性不會比這更低。但是，Anderegg說，一個多樣化的森林「將會有許多不同類型的樹木——針葉樹和被子植物，耐旱和不耐旱的木材，可能還有不同的生根深度。」這將涉及到水源的多樣性。這些東西很難直接研究和測量。

這個團隊看到了繼續這項研究的幾個未來途徑。Anderegg說:「我們想要了解這種彈性背後的生理學原理。」「不同物種或不同種群的具體特徵是什麼，能讓你適應未來氣候?」研究人員並沒有專門研究水力特性、乾旱和火災條件之間的聯繫，但美國西部夏季的大火以及由此產生的煙霧在全國蔓延，讓人不禁產生了疑問。Anderegg說:「景觀的多樣性將有助於森林對火災的抵抗能力。」同樣的氣候條件導致了乾旱——例如早期融雪和炎熱的夏季溫度——也導致了危險的火災季節。Anderegg說:「它會使地面的燃料變干，並造成高溫的火災天氣。」

那麼，森林管理者能做些什麼來提高多樣性和恢復力呢?在對生態系統造成創傷後，比如伐木或野火，可能會出現機會。Anderegg說:「在我們砍伐森林或火災之後，我們有時會考慮種植單一物種。我們應該考慮多種物種的最佳組合，以增強適應能力。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！