时空置换会误导对缓慢生长环境中受干扰后植物群落和林分结构发展的预测

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2024-10-18 DOI:10.1111/1365-2745.14438

Juergen Kreyling

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摘要

因此，对林下物种的持久性或更替至关重要的是移除树木上层的事件，如火灾或风撬等自然的林分替代干扰，或砍伐等人为干扰。因此，我在这里集中研究林下植被在林分替代干扰下的动态变化，并选择以前原始的亚高山北方森林首次皆伐后的发展作为高度相关的案例研究。林业可能会通过皆伐来模拟这些自然干扰（Bergeron 等人，2002 年；Lieffers 等人，1996 年；Niemela，1999 年；Taylor 等人，2013 年）。然而，火灾和滥伐之间的干扰效应可能不同，而且对这些干扰的反应通常研究不足（Seedre 等人，2011 年）。此外，自然干扰和人为干扰的复发间隔也不相同，因此，此类干扰后群落组成的时间发展对设计可持续管理计划非常重要（Kreyling 等人，2008b）。为了对这些森林的生物多样性进行合理管理，必须了解砍伐对林下植被的时间动态及其多样性的影响。然而，关于这一主题的现有研究几乎都是由 SFT 替代组成的，真正的时间序列很少达到二十年，而且仅限于较小的空间范围（图 1b）。之前的一项研究使用了 SFT 替代法，并比较了加拿大不列颠哥伦比亚省内陆亚高山恩格尔曼云杉-亚高山冷杉区三个龄级林分的林下群落丰富度和组成（Kreyling 等人，2008b）。研究发现，原始林林分与近期皆伐林分和次生林林分（皆伐后 24-28 年）的物种组成存在显著差异，皆伐林分的物种组成没有向原始林单向回归的趋势。根据这项 SFT 研究得出的结论是，20 年后仍未出现向老林再生的迹象。通过在 20 年后对这项研究进行重新取样，即与最初的 SFT 研究相同的干扰后时间框架，我检验了 SFT 替代法在预测加拿大不列颠哥伦比亚省南部内陆原始亚高山针叶林的林分替代干扰后植被动态方面的有效性，以及从这种方法中得出的管理这些森林的结论。我假设空间-时间替代法（SFT）不能可靠地预测原始亚高山针叶林间伐后植被在二十年和几百平方千米范围内的动态变化，因为它违反了研究对象之间除时间外无差异的基本假设。此外，在原始 SFT 替代法的基础上，对这些亚高山针叶林砍伐后演替的真实时间发展又增加了二十年，利用这些真实时间发展的洞察力来评估植物物种组成的再生轨迹，并预测恢复时间。

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Space-for-time substitution misleads projections of plant community and stand-structure development after disturbance in a slow-growing environment

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.