Integrating forest structure and livestock use to assess regeneration and understory responses in Austrocedrus chilensis forests
这项研究表明,在阿根廷巴塔哥尼亚地区的智利南洋杉(*Austrocedrus chilensis*)森林中,牲畜放牧对树木再生和原生林下多样性具有负面影响,且这些影响根据基于物候框架定义的森林结构复杂程度而表现出显著差异。
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在阿根廷北部的巴塔哥尼亞地区,一片独特的景观正徐徐展开,古老的森林与现代农业的需求在此交汇。在这里,作为该地区原生树种的南美柏(Austrocedrus chilensis)生长在受数世纪人类活动塑造的林分中。世世代代以来,这些树林承担着双重功能:它们提供建筑和木材,同时其开阔的空间也为牛、羊和马提供了放牧地。这种林业与农牧业的重叠创造了一个复杂的环境,其中树木与土地不断发生着相互作用。科学家们早已理解,森林的外观——其密度、树木的大小以及光照到达地面的程度——直接影响着其下方的植被生长以及新树木扎根的方式。当人们管理这些森林时,他们往往必须在保持树木密集以进行木材生产,还是将其开阔以供牲畜放牧之间做出选择。一个一直困扰研究人员的问题是:放牧动物对森林的影响,完全取决于动物的数量,还是取决于森林现有的结构改变了动物影响生态系统的方式。
一支研究小组通过研究里奥内格罗省(Río Negro)的95个不同森林林分,试图回答这个问题。他们不仅仅是计数树木或动物;相反,他们根据森林的物理外观和结构将其分为八种截然不同的“类型”。其中一些是郁闭度高的密林,天空中几乎看不见天空;另一些是树木稀疏、阳光充足的开阔林地;还有一些是几乎无树的公园式林地,仅保留着零星分布的孤树。在每种不同的森林类型中,研究人员通过统计动物粪便来测量牲畜的放牧量,这是一种估算近期经过动物数量的可靠方法。随后,他们仔细观察了尝试生长的幼树以及覆盖在森林地面的植物,以观察森林类型与放牧压力相结合如何影响林中的生命。
研究结果表明,关于放牧如何影响森林的故事并非一个简单的“一刀切”规则。研究人员发现,在有动物存在的地方,幼树表现出了明显的被啃食迹象。在高强度放牧区域,幼苗变得更矮、更粗壮,这是一种物理变化,即动物反复咬掉枝条顶端,迫使树木向侧面而非向上生长。无论森林是茂密还是开阔,这种效应都一致存在。然而,在涉及新树木生长数量时,森林的结构起到了至关重要的作用。在最开阔、树木稀少的区域,随着放牧动物数量的增加,幼树的数量出现了大幅下降。相比之下,在较密的闭郁林中,新树的数量并不会随放牧强度的增加而发生显著变化。在开阔区域,由于地面已经暴露且由草类主导,增加放牧压力使得新的南美柏几乎无法建立自身。而在较密的树林中,森林结构本身似乎起到了一种缓冲作用,使得新树即使在动物存在的情况下也能生存下来。
对森林地面植物的影响同样截然不同,且取决于这些植物是本土物种还是外来物种。随着放牧压力的增加,本土植物的多样性和丰度稳步下降。地面逐渐被一小群能够承受踩踏和啃食的强韧物种所占据。这种本土多样性的丧失在各处普遍发生,表明过度放牧简化了植物群落。令人惊讶的是,外来非本土植物的存在并不遵循同样的模式。外来物种的数量并非由放牧动物的数量驱动,而是与森林的开阔度有关。这些外来植物在阳光可以照射到地面的开阔林地和公园式林地中茁壮成长,但在郁闭度高的密林中却很少见。这表明,森林的物理结构(特别是穿透林冠层的光照量)是驱动外来植物扩散比放牧动物更强的因素。
这些发现为管理这些宝贵的森林提供了更清晰的路径。研究表明,森林管理者不能对所有林分采取统一的处理方式。在开阔、树木稀少的区域,放牧与缺乏树木覆盖相结合,创造了一个森林难以自我恢复的艰难环境;在这里,可能需要保护土地免受沉重放牧的影响,以允许新树生长。然而,在较密的森林中,放牧与林业可以更容易地共存,因为森林结构为幼树提供了一道天然屏障。这项研究强调,森林过去被利用的历史(决定了其当前的形状和密度)为它未来的响应奠定了基础。通过了解这些不同的森林类型,土地所有者和自然保护者可以做出更好的决策,决定在哪里放牧以及在哪里集中精力进行森林恢复,从而确保这些巴塔哥尼亞的树林能够持续支持木材生产和生物多样性。
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