丛林大火正在改变澳大利亚森林中隐藏的林下植被

导读 火是澳大利亚景观的自然组成部分。但我们最近看到的更频繁的火灾,特别是烧毁或烧焦整个森林树冠的高度严重的丛林大火,是对我国生态系统健...
2024-05-17 14:07:04

火是澳大利亚景观的自然组成部分。但我们最近看到的更频繁的火灾,特别是烧毁或烧焦整个森林树冠的高度严重的丛林大火,是对我国生态系统健康、碳储存和生物多样性的主要关注。

我们经常看到桉树林着火的毁灭性镜头,但我们也应该担心我们并不总是能看到的丛林大火的影响——有时是在地下。

森林比树木更重要

我们对火灾影响的大部分了解来自于形成这些森林的上层树木。

例如,我们知道,更频繁的严重火灾会导致高山白蜡树等对火敏感的树木消失,以及耐火雪胶林的减少。

上层植被——由森林中最高的树木形成的植被层,通常接收最多的阳光并形成森林的上层树冠——是大部分碳的储存处,也是我们找到动物居住的空洞的地方。

虽然植被覆盖率很重要,但森林的意义远不止于树木。

林下层——生长在上层林下的矮树、灌木和植物——是我们发现大部分植物多样性的地方。

而其下方的土壤就是“隐藏的”林下植物所在的地方——林下物种的种子在土壤种子库中休眠,有时长达数十年——等待发芽的机会。

土壤种子库是地上植物多样性的重要延伸。

它代表了可能早已死亡的林下植物的遗产,并为后代提供了新的生长源。

将土壤种子库视为植物多样性的保险储备,以防活的林下植物发生灾难。

在严重火灾频发的世界里,这种灾难正在成为现实。

那么,在一场极端的丛林大火中,森林中这些更深、更暗但重要的部分会发生什么?我们最近在《Fire》杂志上发表的研究已经开始回答这个问题。

山地森林降水量较高,因此森林通常变得更高、更湿润、更暗且更茂密。图片来源:本杰明·瓦格纳

进入“隐藏”的林下

在我们最近发表的两篇论文中,另一篇论文发表在《森林生态学与管理》上,我们的团队研究了植物林下植物如何应对一系列森林类型中更频繁、更严重的火灾。

我们观察了低海拔的干燥灌木林和高海拔的山地森林,一直到维多利亚高山山峰边缘的雪胶森林。

山地森林降水量较高,因此森林通常变得更高、更湿润、更暗且更茂密,形成澳大利亚阿尔卑斯山最广阔的区域。

我们发现,在所有这些森林类型中,植物群落组成(无论是活植被还是土壤种子库)都发生了变化,火灾更加频繁。

如果我们观察林下的活植物,就会发现更频繁的严重火灾导致最低和最高海拔的植物多样性下降。

但林下群落的整体特征也发生了变化。随着火灾的增多,林下植被逐渐向草类和草本植物为主转变,特别是在海拔较高的地区,因为许多灌木物种无法应对频繁的火灾。

山胡须石南(Acrothamnushookeri)是一种小灌木,开白花,结肉质红色果实,是亚高山林地林下植物的特征,但经常被烧毁的地点现在已经找不到这样的物种了。

在山地和低海拔森林中,存活下来的灌木通常会更快地达到生殖成熟,产生在土壤中存活很长时间的种子,以及在火灾中发芽的种子。

箱叶苦豌豆(Daviesiabuxifolia)是一种随着火灾频繁而增加的灌木,在活植被和土壤种子库中都很常见。

当火灾变得更加频繁时,这些适应中的每一种都有助于这些植物生存。

在所有森林类型中,我们发现土壤种子库的多样性下降,这表明种子库所发挥的保险作用正在被频繁的火灾所侵蚀。

土壤种子库缓冲能力的侵蚀表明对其他维持植物多样性机制的依赖增加。

这些机制——包括火灾后重新发芽,或从防火区域进行长距离扩散——有利于某些物种而不是其他物种,从而导致构成林下群落的物种发生变化。

澳大利亚森林特征的变化

我们的研究表明,新兴的火灾机制正在将我们森林的特征——不仅仅是树木,还有灌木、草、草本植物和土壤种子库——推向新的领域。

物种类型和多样性的这些变化不应仅仅引起植物学家的关注。

当生态系统被新的或不同种类的植被占据时,依赖该栖息地的动物就会受到影响,更广泛地说,这些系统的易燃性也会受到影响,这可能会导致更多的火灾,这会继续使问题变得更加复杂。

那么我们该如何管理呢?

目前,当森林地区被多起火灾烧毁时,政府通常会采取行动,在这些地区重新种植已经消失的树种。这通常集中于山梣和高山梣等物种,这些物种会被火杀死。

我们的研究强调可能需要扩大这种方法。

随着更频繁的火灾改变了森林林下的组成,我们可能需要将那些面临频繁火灾烧毁的重要物种纳入其中。

这是一项重大的修复工作,但我们不应该回避。

最大的挑战是收集足够的种子。这需要采取多管齐下的方法,包括从野外收获种子以及为各种物种建立种子园。

另一个挑战是问题的规模。

最近一项针对高山灰森林的研究预测,在森林成熟到足以产生种子和再生之前,每年平均会增加110公顷的森林被烧毁。

鉴于频繁的火灾侵蚀了多种森林类型的林下多样性,恢复挑战的规模比目前恢复任何单一林间物种的努力要大得多。

如果我们希望我们的森林能够抵御未来的火灾,我们就必须习惯于一路向他们伸出援助之手。

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