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速生树种正在“接管”全球森林:生物多样性与气候韧性面临双重威胁

气候变化、森林砍伐和栖息地丧失,正在推动全球森林进入一个前所未有的同质化时代。生长迅速的树木正在逐步取代本土树种,导...
气候变化、森林砍伐和栖息地丧失,正在推动全球森林进入一个前所未有的同质化时代。生长迅速的树木正在逐步取代本土树种,导致森林结构日益单一。这种变化不仅降低了生物多样性,还削弱了森林对病虫害的抵抗力,并减少了其储存二氧化碳的能力,进而对地球气候系统构成深层压力。

一项发表于国际顶级期刊《自然·植物》的综合研究,揭示了这一趋势的全球性图景。研究人员分析了全球超过31000种树木,描绘了森林在组成结构、生态韧性和功能方面可能发生的变化。研究指出,森林将越来越多地被速生树种主导,而那些生长缓慢、生态功能独特且高度特化的树种,正面临逐步消失的风险。

该研究的主要作者之一、丹麦奥胡斯大学生物系教授、丹麦国家研究基金会“新生物圈生态动力学中心”主任延斯-克里斯蒂安·斯文宁指出,这一趋势令人深感忧虑。他特别警告,要警惕那些仅分布于世界极小范围的特有树种的灭绝风险。

“我们谈论的是高度独特的物种,它们尤其集中分布在生物多样性极高、生态系统紧密耦合的热带和亚热带地区。当这些特化的本土树种消失时,生态系统中将留下难以填补的功能空白。即使那些生长迅速、扩散能力强的外来物种,也无法替代它们所发挥的生态作用。”斯文宁教授说。

森林的“基石物种”正遭受威胁
据斯文宁教授介绍,受威胁最严重的往往是那些生长缓慢、高度特化的树种。这些树木通常叶片厚实、木材致密、寿命漫长,与稳定的生态环境密切相关——尤其是湿润的热带和亚热带森林。

“它们构成了森林生态系统的核心支柱,有助于维持生态系统的稳定、提升碳储存能力,并增强森林应对环境变化的韧性。”斯文宁表示。

如果当前的气候变化与森林开发趋势持续下去,森林将越来越多地被“自然界的短跑选手”所主导。这些树种叶片轻薄、木材密度低,能够在短时间内快速生长,例如各类金合欢、桉树、杨树和松树。

“尽管这些速生树种能够迅速建立种群并快速生长,但它们对干旱、风暴、病虫害以及极端气候事件更为敏感。这使得森林在长期储存碳方面变得不稳定,效率也大打折扣。”斯文宁强调。

研究还发现,近41%的所谓“归化树种”——即在某一区域并非原生、但已在野外自然繁殖并建立种群的物种——具有生长迅速、叶片较小等特征。斯文宁教授指出,这些特性使它们非常适合受人类活动干扰频繁的环境,但它们很难像本土树种那样发挥相同的生态功能。

“此外,在受到当前和未来干扰不断影响的景观中,归化树种会进一步加剧本土树种的生存压力,因为它们在光照、水分和养分方面的竞争能力更强。”他补充道。

热带地区尤为脆弱,寒冷地区亦面临入侵风险
森林同质化对热带和亚热带地区的冲击尤为严重。未来,树木物种濒危程度上升最集中的区域也将主要分布在这些地区。

“许多生长缓慢且自然分布范围极为狭小的树种就生长在这里。由于它们被限制在非常有限的栖息地内,一旦其生境遭到破坏或被速生树种侵占,这些物种将面临彻底灭绝的风险。”该研究的第一作者、华东师范大学生态与环境科学学院教授郭文永解释道。

“与此同时,我们预测,全球范围内适应日益频繁干扰的归化树种和速生树种的数量将持续增加。在北半球较寒冷的地区,这些物种的入侵将成为主导性的生态动态。”郭文永进一步指出。

研究人员认为,人类活动是森林组成变化的主要驱动因素。

“人类活动引发的气候变化、为基础设施建设而进行的森林砍伐、集约化林业经营、商业采伐以及全球范围内的树种贸易,都在推动这一趋势。速生树种往往因为能够快速提供木材或生物质而被广泛推广,但从生态学角度看,它们通常较为脆弱,更容易受到病害侵袭。”郭文永说。

积极的生态系统管理至关重要
在本研究中,研究人员模拟了不同未来情景下树木物种可能扩散或消失的过程。结果清晰表明,预计在未来几十年里,已经归化的树种将在全球森林中愈发占据主导地位。

斯文宁教授强调,面对这一趋势,采取积极措施阻止生长缓慢的特有树种流失已刻不容缓。这可以通过在森林管理中将它们置于更高优先级,并借助积极的生态系统修复手段来实现。

“在建立新的森林时,应更加重视种植生长缓慢和稀有的本土树种。这将使森林结构更加多样化、生态功能更具韧性。在生态保护和修复工作中,也应主动推广这些物种。它们往往能够与丰富的大型动物群落的恢复形成良性互动,而这些动物群落对未来生态系统功能的完整性和稳定性同样至关重要。”斯文宁总结道。