森林适应气候变化——非管理是一种选择吗?

关键信息

气候变化对林业工作者构成了相当大的挑战。所需要的适应性措施的强度以及原生林作为管理森林基准的相关性都在辩论中。森林管理者需要根据具有高度不确定性的气候和生物参数对林分处理作出决定。我们提供了适应性森林管理的概念基础，并提供了一些反映应对气候变化方法的选择和局限性的案例研究。这些例子来自作者的亲身经历。我们的结论是，只有少数森林类型要么不受气候变化的强烈影响，要么不需要立即调整森林管理。许多生产性森林的林分特性是由过去的管理决策决定性地形成的，如树种组成、年龄分布、轮作期和林分结构。在气候变化的影响下保持这些特性需要森林管理者不断甚至不断地努力。

气候变化对森林的影响

气候变化是气候变暖、降水变化、极端事件模式改变和扰动机制变化的组合，从根本上影响森林。随着变暖趋势的持续，气候变化不利影响的风险正在增加(Steffen et al.)。2015)。森林在当地条件和树木的适应潜力的驱动下以各种方式应对气候变化。气候变化也可能引发导致植物群落变化的演替过程(Bolte等)。2014)。在某一点上，森林提供的生态系统服务，如木材生产、防止自然灾害、供水和生物多样性，可能会严重减少。

气候条件的变化可以影响森林生态系统的扰动机制(Seidl等)。2017)。干扰是生态系统发展的自然因素，可以不规则地重置可能的变化途径。非生物干扰，如野火和风暴事件的规模和频率与气候变化有关，尽管直接的因果关系尚未得到证实(Allen等)。2010;加德纳等人。2010)。气候变化和生物干扰之间的关系更加清晰了。由于生物过程是温度控制的，害虫和病原体预计会改变它们的栖息地范围，并且在它们尚未早期达到临界种群密度的地区变得具有毒性(Battisti等)。2005;Marini等人。2012;Netherer和Schopf2010)。有强有力的证据表明，最近一些树皮甲虫和落叶昆虫的爆发与气候变化有关，这些对生态系统以及森林昆虫群落产生了重大影响(Kurz等人)。2008;Pureswaran等。2018)。

气候变化，未来的场地条件，和森林可能的反应

全球变化改变了地点的性质，如气候、供水和土壤的养分供应。由于场地条件与森林发展之间的密切联系，人们创造了“场地铁律”一词，强调树木不能超出土壤性质和区域气候所施加的限制(Hildebrand等)。1996)。气候变化可以将树种范围和森林群落改变为不熟悉和前所未有的物种混合(O’hara)2016)。因此，关于历史树种组成的资料对于制定适应性森林管理措施往往没有什么价值。Hickler等人(2012年,一个)表明气候变化在很大程度上影响着潜在的自然植被。这种变化可能会在几十年内发生在区域热点地区，而在其他地方则会慢一些。

有几种工具可用于评估基于外部定义的气候情景的未来站点条件(Rogelj等)。2012;联合国政府间气候变化专门委员会2013)。生态位模型已被用于估算未来树种的空间分布，并指示预期的生境变化(Hanewinkel等)。2012;Schelhaas等人。2015;Wang等。2016;Zimmermann等人。2009)。生态位模型使用不同时间片的预测立地条件作为输入参数，并产生在各自立地条件下最适合的优势树种。在演替模型中，与生态位模型不同，树木的竞争和树木迁移的速度被考虑在内(Bircher2015;h lsmann等。2018)。这些模型适用于森林管理决策。这两种类型的模型都有优点和已知的缺点。

从森林的当前状态到未来状态的轨迹是不确定的。来自气候操纵实验的直接证据很少，并允许不同的解释。经过相当短的气候操纵实验观察期，森林发展的几种途径是可能的(图1)。1)。森林可以以线性方式从状态A发展到B(图1中的途径1)。1)。这种制度反应要求对管理制度进行轻微和逐步的调整。森林对环境变化的反应也会有一定的延迟(途径2，“滞后”，见图2)。1)，随后会以快速的系统状态做出强烈反应。森林可能在变化的早期阶段发生强烈变化，然后适应新的条件(途径3，图2中的“适应”)。1)，或者甚至最初过度(途径4，“资源限制”)。另一种情况是“内稳态”，即系统特别稳定，根本不改变其状态(图5中的途径5)。1)。最后，系统能够承受初始变化，并在通过一个临界阈值(图6中的通路)后发生突然的系统变化。1)。

适应的需要和基本适应战略

气候变化导致的温度、水和养分供应等场地特性的变化以及森林适应性管理的需要在科学家和实践者中得到了广泛的认同。预测的未来条件的巨大不确定性，加上广泛的区域有效气候情景的驱动，以及森林响应的不确定性。1是实施有效适应措施的障碍。然而，预测立地条件的不确定性并不是知识差距的结果，而是代表了在不断变化的立地条件下长寿森林发展的自然变异性。正在进行的适应性森林管理研究的结果将增加对系统的了解，但不会减轻广泛的系统固有变异性。因此，森林从业者将根据不完整的信息做出决策。一些建议的适应性森林管理形式相当笼统。树种多样性和结构多样性的增加正在林分内分散风险，是提高生态系统稳定性的标准建议。其他建议，如用更能适应未来气候条件的树木取代高产但脆弱的树种是安全的，但它们对林业部门意味着不希望的经济后果(Brang等)。2014)。适应性森林经营理念的实施将改变传统林业。需要加强监测活动，以便及早发现害虫和病原体的侵扰，需要调查更多的树种组合，森林的生产周期往往会比目前短。在即将出现干旱期的地点，最适合种植树苗的时间需要改变。森林管理的变化将改变不同木材类型和种类的供应。这将影响整个木材加工部门。

森林管理的非管理或被动适应是利用森林生态系统的自然、固有的复原力和演替过程，意味着减少甚至停止造林投入。假设自然生态系统动力学将在气候变化面前对生态系统进行动态的自我调节。这一观点越来越多地被小型森林财产的私人所有者所接受，这些财产断断续续地由非专家管理(Mostegl等)。2019;Weiss等人。2019)。主动适应需要使用造林方法(例如，抚育、间伐、林分转换、树种丰富)来改变林分结构和树种组成，使由此产生的森林更好地适应林分生命周期中存在的气候(Bolte等)。2009;米勒等人。2007)。考虑到预测的变化速度远远超过了大多数树种迁移到新栖息地的能力，重新部署造林工具以使当前的森林适应气候变化应该被视为一种必要1995;Settele等人。2014)。

林业学家推荐适应性管理，即预测未来的场地条件，并适应图中所示的现有森林。2(米勒和斯蒂芬森2015)。上图显示了森林在气候变化条件下的发展，直到t₂，则调用一个流程来更改森林的特征。先前存在的林分不再适应当地条件而死亡。经过一段时间后，一个新的林分会发展起来，更好地适应当前的场地条件。下面的面板表示积极主动的管理战略。知识渊博的林务员在气候变化的条件下仔细检查现有森林的稳定性，并及时采取应对措施t₁．在本例中，通过增加被认为能更好地适应预测的未来气候条件的物种，树种多样性得到了丰富。几种树种共存，直到不太合适的树种最终灭绝t_3.．后t_3.与被动管理的林分(上图)相比，自适应管理的林分(下图)处于先进的发展状态。数字2(上图)代表了一种可能的情景，在这种情景中，演替是主要驱动因素。上图还描绘了维持森林管理“一切照旧”情景的森林可能出现的结果，这种情景传统上是成功的，但不适合未来的气候条件。

接下来，我们说明了原生林作为非管理和管理森林适应指标的优势和弱点。然后，我们对不同强度的适应策略进行了案例研究，包括(i)非管理或被动适应，(ii)继续非适应性的常规森林管理，以及(iii)主动适应。我们确定了不作为对森林适应的一些影响，并提出了一些建议。

原生林的结构和动态可以作为经营森林的参考系统。原生林被描述为有大而老的树木，地上有枯木，没有明显的人类影响。在没有林分更替干扰等外部影响的情况下，晚演替树种占主导地位(Oliver和Larson)1990)。根据林分结构、演替状态或生物地球化学，使用了不同的定义(Spies和Franklin1996;与等人。2009)。原生林的一个共同特性是异质性。由于林分结构的异质性和多样性，原生林特有的复杂性被认为使原生林能够适应多样化和意想不到的干扰，因为未经管理的森林可以向各种状态发展，而管理森林的发展选择要窄得多(Puettmann等)。2009)。几位作者指出，原始森林不断地吸收二氧化碳₂(Luyssaert et al.)。2008;库奇等人。2009;Korner2017;Zhou等。2006)。但目前尚不清楚，当森林进入生物量和土壤有机质固碳以及枯木碎片和土壤有机质分解导致的碳损失的稳定状态时，这种碳汇功能是否会减少甚至停止(Desai等)。2005;Pukkala2017)。然而，为了减缓气候变化，将管理森林重新转化为未受破坏的原始森林的概念很容易被自然保护部门采纳(拉普2003)。最近一份备受争议的报告认为，非管理森林的特征，特别是碳储量、对生物多样性和各种生态系统服务的贡献，高于从森林管理到木制品和生物能源的价值链，并明确以原生林为参考(EASAC)2017)。

对森林管理者来说，原始森林在某些情况下是一个有问题的参考。一些多重的有益效果并没有得到令人信服的证明。森林生态系统的动态反映了自然机制，但自然动态的后果如干扰是否都是可取的，这是值得怀疑的。原始森林本身不能抵抗干扰。在林分更替干扰的情况下，原生林会消失并最终重新发育(Wirth等)。2009)。干扰是生态系统动力学的一个组成部分;然而，从经济角度来看，它们是有问题的，其后果可以通过森林管理的具体行动加以减轻。此外，包括长寿命木制品中的碳汇和木材用于替代高能量消耗材料(材料替代)以及替代能源生产中的化石燃料(能源替代)的替代效应可能有利于主要使用具有高材料替代能力的木基产品的管理森林，而不是不使用木材的原始森林(Jandl等)。2018年,一个，b;萨赛特和奥康纳2010;Soimakallio等人。2016)。然而，必须遵守森林管理的可持续性原则，以避免诸如生物多样性下降和林分密度急剧减少等意外影响(施莱辛格)2018;萨顿2014)。

原生林不一定能保证持续的森林覆盖。根据森林类型的不同，原生林可以沿着图2所示的方案发展。2．一些森林类型，如挪威云杉(挪威云杉)在其发展的后期往往会解体，而欧洲山毛榉(Fagus sylvatica)森林往往在成熟林分的树荫下再生。最后，林分结构的老生长特征不能保证树种的多样性。由于自然原因，有许多单一物种森林类型的例子，例如亚高山挪威云杉林或绿桤木(赤杨皮绿冬青)站在雪崩的边缘，在那里外部力量沿着连续的几个州限制了生态系统的演替(梅尔)1974)。然而，在允许混合物种的生物群落中，森林原生林可以作为树种混合的鼓舞人心的模板，而不管它们目前的商业意义如何。

利用原生林的特征来增加森林的明显自然性，只适用于自然干扰制度允许原生林发展的景观。在不列颠哥伦比亚省(bc)的森林中，“原生林”的性质和普遍性的变化是明显的，这些森林被划分为自然干扰类型，区分了具有罕见、不频繁和频繁的林分初始事件的生态系统，以及频繁的林分维持火灾的生态系统。即使在自然(即未砍伐)条件下，原生林在受到严重干扰的地点也很少见，森林通常不会超过几个阶段(通常是黑松;松果体contorta)，然后再开火。因此，在这些情况下，使用原生林的特征来模拟天然林是人为的。原始生长在低扰动森林中更为常见，主要位于bc省沿海，与风暴有关的间隙动力学是那里普遍存在的扰动形式(Bartemucci等人)。2002;丹尼尔斯和格雷2006)。认识到这一点，促使不列颠哥伦比亚省沿海地区的森林管理向较小的开口和可变保留采伐转变。为了更好地模拟自然干扰过程而进行的森林管理的这一转变和其他转变表明，森林管理对不断变化的范式具有适应性。在瑞士，半个世纪以前，为了重新建立具有原始森林特征的森林，已经从森林管理中撤出了几个自然保护区。对25个这样的保护区的评估表明，与定期管理的森林相比，原生林的林分特征正在缓慢地接近，特别是在林分密度较高和巨树数量较多方面。干扰事件启动了不同于积极管理的森林的演替过程。在树皮甲虫侵扰的情况下，即使在自然保护区，如果所采取的措施在效果和成本方面都是合理的，也可以进行积极干预(Heiri等人)。2011;Heiri等人。2012)。林分特征从管理森林向原生林转变的速度是一个持续数十年的过程。在瑞士观察到的模式在很大程度上重申了泛欧荟萃分析的结论，即生物多样性增长缓慢(Paillet等人)。2010)。

经过长期的观察和试错，森林科学已经发展出利用天然林动态优化林分发展的策略。发展森林管理有时会导致陷阱，例如过度开发森林造成的场地退化(柏林1991)。林业的关键要素是缩短非生产性时期和加速天然林的动态。此外，森林管理者对树种组成进行选择，最大限度地利用可利用资源(Pretzsch等)。2017)。这样做的好处很多。在不受管理的环境下，受干扰场地上的植被会经历几个演替阶段，并在几十年后达到成熟状态。人工林可以在演替的早期阶段发挥生产作用，演替阶段可以缩短甚至跳过。在气候变化的背景下，管理可以在森林中创造条件，减轻对树木的一些压力。传统上，森林管理的主要目的是生产木材。然而，管理森林也可以优化生态系统服务，如生物量和土壤中的碳固存。最重要的是替代效应，即木制品正在取代具有较大生态足迹的其他材料(Braun等人)。2016;Pukkala2017;史密斯等人。2016;Soimakallio等人。2016)。

参考图。2，森林管理的意图是避免时间跨度之间t₂和t_3.在美国，土壤暴露在外，土地贫瘠。有几次尝试如何将原生林的特征引入经营森林。古老的“平原森林”概念的特点是连续的森林覆盖，邻近的不同树种处于不同的发展阶段，年龄分布不均匀，没有明显的年龄等级，垂直结构不均匀(图1)。3.)。它起源于由农民管理的森林，并于19世纪晚期被亨利·比奥利(Henry Biolley)在瑞士库维特(Couvet)作为一种造林概念采用。这一概念已在瑞士、德国和斯洛文尼亚成功应用，主要应用于冷杉山毛榉林，并已推广到美国的松林(Guldin等)。2017)。来自生物和非生物干扰的风险分布在许多林分成员之间。然而，为这类森林设计一个长期管理概念是复杂的。类似的管理系统以连续覆盖林业的名义存在(波莫宁和墨菲)2004)和目标直径收获(Reininger1987)。

本文以温带和寒带地区的5个森林适应气候变化的案例为例，讨论了主动适应和被动适应的选择及其组合。被动适应侧重于利用天然林动态进行森林适应，因此可以将其视为非管理的一致要素(参见Bolte等)。2009)。我们的评估仅限于作者有第一手实验数据的情况。其他生物群系，如法国的大西洋落叶林、地中海森林和其他生物群系的病例未包括在内，但可能采用类似的描述方法。

古老的山毛榉林——被动适应是一种选择

欧洲山毛榉是中欧和西欧大部分地区天然林植被的主要树种(Bohn等)。2004;Leuschner和Ellenberg2017)。然而，自中世纪以来，天然山毛榉林因农业用地而被砍伐或破坏，在过去的几个世纪里，剩余的山毛榉林经常被改造成更多产的针叶林，有挪威云杉或苏格兰松(抗旱性(Bolte et al.)2007)。在其自然分布范围内，欧洲山毛榉作为一种遮荫树种和晚演替树种，对其他本土树种具有很强的竞争力，对生物威胁的脆弱性较低。在没有人类干预的情况下，广泛的生态范围内的mesic遗址将由相当纯粹的山毛榉林主导(Leuschner和Ellenberg)2017)。目前，山毛榉的高干旱敏感性(例如，Gessler等。2006)正在争论中，最近的研究表明，通过对干旱的局部适应和高表型可塑性，它具有很高的潜力(Bolte等人)。2016;Stojnic等人。2018)。中欧的原始山毛榉林是自然森林群落的残余，是高度自我调节的生态系统(图2)。4)。干旱情况下可能的替代物种，如本地橡树(佩特拉- Quercus，问:栎树)易受病原体的影响(Bergot等人)。2004)和亚地中海甚至地中海树种在当前气候条件下表现出低竞争活力和低抗冻性(Hickler等)。2012 b)。因此，由于缺乏有希望的主动适应措施和目前山毛榉森林系统的高复原力，主要的被动适应似乎是可行的，利用天然林动态和可能的演替来适应气候变化。耐旱品种欧洲山毛榉和较少的本地品种如小叶酸橙(椴树属cordata)、角梁(鹅耳枥)，或本地的花楸属和宏碁物种。由于经济原因，本地及非本地针叶树种，如银杉(冷杉属阿尔巴)，道格拉斯-菲尔(Pseudotsuga menziesii)，或大冷杉(冷杉属茅)可能会引起人们的兴趣，但这只是支持而不是取代自然演替过程。

高山带线森林的低强度管理与主动和被动因素维持了一个敏感的生态系统

在内阿尔卑斯山脉，樟子松(松果体cembra)生境狭窄，是上树带界线的天然优势树种(图2)。5)。大约150年前，许多雪松林已经被亚高山牧场所取代，但随着它们经济意义的消失，松树林正在重新获得其自然栖息地。由于气候变化，杉木的栖息地正在扩大(Dullinger et al.)。2004;Korner2007;曾2010)。樟子松目前不容易受到树皮甲虫的攻击。主要威胁是未成熟树木的真菌和由于动物密度控制不充分(BAFU)而造成的鹿和羚羊的破坏2010)。樟子松林的生产力很低，即使通过更高的温度和更长的生长季节来刺激生长，也会使生产力加速到仍然低于经济上可行水平的水平(Jandl等)。2018年,一个，b)。樟子松林生长缓慢，非常稳定，寿命长达几个世纪。低强度经营不会影响森林功能。

在私有土地森林管理方面，决策大多由农民自己做出。在自然具有挑战性的条件下，业主被迫应对不断增加的生产成本(Streifeneder等)。2007)。建议林业从业者继续目前的低强度林业，从自然死亡的树木中抢救树木，并确保最终在树冠上打开间隙的林分再生。因此，森林的主要功能，即保护基础设施，可以在管理结构的最小变化下保持。建议的造林干预措施可能是罕见的事件，可能相隔几十年。这种观点代表了阿尔卑斯中部土地管理的当前心态。在多标准分析中，本地区活跃的农业、林业、自然保护和旅游业专家被要求评估不同的生态系统服务。人们一致认为，对自然灾害的保护是最重要的。林业工作者同样重视生物多样性和监管服务，而森林生产力和美学在土地利用决策中发挥的作用较小(Fontana等人，如Cembran松林是潜在的未管理森林，不采取行动不会导致目前可预见的问题)。然而，采伐木材的价值不足以支付难以进入的高海拔森林的管理费用。因此，车辆的可达性是高海拔森林土地利用强度的重要决定因素。 Such a setting is conducive for focusing on the provision of additional ecosystem services besides protection against natural hazards. High-elevation forests are harboring a rich diversity of plants and animals and are shaping the scenic beauty of rugged mountain landscapes. The biodiversity is highest at the interfaces of subalpine pastures, shrublands, and forests. The aggradation of forests that are moving back into abandoned pasture lands are even decreasing the floral diversity (Tasser and Tappeiner2002)。

中欧次生云杉的脆弱森林需要大量的主动适应

“次生云杉林”描述的是潜在自然植被的树种被挪威云杉取代的地点。显然，这些森林的树种组成是由管理决策决定的。自19世纪后期以来，次生云杉林已在奥地利、瑞士和德国南部建立，主要分布在低海拔地区。6)。在大多数地点，云杉是混交林的优势种或共优势种。主要的动机是挪威云杉的生产力优于本土的，主要是落叶的树木，如橡树和山毛榉。与天然混交林相比，这些森林受到风暴破坏、树皮甲虫爆发和茎腐病等干扰的影响程度更大。然而，森林生产力的总体增长弥补了区域损害造成的经济损失。在中欧的许多地区，这些森林是林业部门的支柱。因此，他们的生产力和管理计划得到了很好的调查(Assmann)1961;Pretzsch2010)。

将次生云杉林转变为生物多样性更丰富的混交林或落叶林的必要性，只有林业从业者才勉强接受。原因是混合树种的产量通常低于纯挪威云杉林，而且由于技术原因，该行业特别需要挪威云杉的木材。一些人寄希望于云杉的基因多样性。种源试验证实，云杉生长在广泛的场地条件。对温暖和干燥条件具有耐受性的种源可以在未来的气候条件下为云杉管理打开一扇窗。此外，在不适合挪威云杉的地方，银杉被视为一种选择(Kapeller等)。2012;乔治等人。2015)。

在建立次生云杉林后，很明显，在整个轮作期间，为了保持云杉的预期优势，需要进行几次干预。数字6说明林下落叶乔木生长旺盛。这些物种在成熟阶段将是丰富的，如果留给自然动力学。转向零管理的做法意味着失去对未来森林发展的控制。通常年龄均匀的云杉为主的森林更容易受到树皮甲虫的侵扰。即使是维护得很好的实验台架也容易受到影响。7)。森林健康方面的考虑要求立即采取行动，包括移走某一地区内受影响的树木和邻近的树木。如果对这片区域放任不管，将会刺激树皮甲虫的进一步扩张。对森林管理者来说，清除树皮甲虫侵扰后的树木群是一个很大的问题。它规定了采伐作业的地点、空间范围和时间，并凌驾于森林管理计划之上。管理决策不再由生态和经济考虑驱动，而主要是被动的(Lexer等)。2015;汤姆等人。2016)。

除了防治病虫害和病原体蔓延的迫切需要外，适应性森林管理的战略还有很多。有可能用额外的物种来修正森林，并且疏林可以改善单个树木的水分可利用性。甚至轮换期也常常可以缩短，因为较长的生长季节可以使木材市场的目标规模更早达到。然而，以今天的知识和对气候变化影响的关注，建立次生云杉林将很难证明是合理的。

阿尔卑斯山区针叶林——所需的适应性措施选择很少

山区针叶林是阿尔卑斯地区林业的支柱，与农村地区的经济有着高度的相关性。由于气候和地形的限制，除了林业，没有其他土地用途。山林除了提供木材的作用外，也是保护人口和基础设施免受自然灾害影响的一个组成部分。除了低地的次生云杉林外，阿尔卑斯山脉的山林通常以挪威云杉为主。尽管土壤养分供应不足，气候恶劣，但挪威的高生产力培育了以云杉为主的森林。8)。山林非常脆弱，因为树皮甲虫的爆发仍然使森林管理者在以前未受影响的地区感到意外(Jandl等)。2013)。在山区防护林丧失的情况下，将立即需要付出巨大代价采取技术保护措施(Lexer等)。2015)。除了生物损害外，挪威云杉林的生产力也因春季和夏季干旱而下降。在许多地区，只有少数参考林分可供选择，例如银杉、欧洲落叶松(落叶松属蜕膜)，落叶乔木目前占主导地位。因此，包括额外树种在内的适应性森林管理概念相当投机，没有得到实地试验结果的支持。因此，经证实的适应性管理战略仅限于增加空间条例和缩短轮调期。

不列颠哥伦比亚省的Lodgepole松林——恢复森林功能的主动适应

在考虑适应气候变化的森林管理实践时，加拿大不列颠哥伦比亚省的森林提供了一个对比鲜明的案例研究。不列颠哥伦比亚省的大多数森林都是初生林，树种的分布反映了当前或过去的气候。这种关系反映在不列颠哥伦比亚省森林的生物地理气候分类中，这是该省所有森林管理决策的基础。大多数地点都是自然或人工更新的，在该地点自然发生的物种，所以次生林也反映了当前和过去的气候。已经开发了模型来预测未来的气候包膜和未来与气候相关的不列颠哥伦比亚省树种的最佳分布(Hamann和Wang)2006)。这些气候变化所涉及的距离使该物种不太可能在没有帮助的情况下进行必要的范围转移。在这种情况下，无论是被动的还是一切照旧的情况都存在这样的风险:几十年后，一个地点上的物种可能不能很好地适应地点的条件。这种影响在黄杉(Cupressus nootkatensis)在其过去海拔范围的较低范围(Hennon和Shaw)1994)，以及红杉(金钟柏plicata)树木在干燥地点在其目前的范围内(威尔逊和Hebda2008)。积极适应将需要修订种植指南，以反映未来的场地条件，而不是过去的条件。Wang等。(2006)利用卑诗省各地的黑松种源试验数据和气候模型ClimateBC，根据卑诗省的气候变化预测来评估种子部署方案，并且修改了省级种子转移指南，允许在其当前范围之外种植基因型(Aitken et al.)。2008)。

在过去的二十年中，气候变化对干扰机制(生物和非生物)的影响在不列颠哥伦比亚省的lodgepole松林中非常明显。在该省的整个内陆地区出现了大片几乎纯净、成熟的黑松，这与欧洲人定居期间发生的火灾和灭火政策有关(伯顿)2008)。整个不列颠哥伦比亚省内陆发生的野火数量和强度都在增加，2018年最近超过2017年，成为不列颠哥伦比亚省有记录以来最严重的野火年。Dendroctonus ponderosae)，影响了超过1800万公顷的森林，造成约7.42亿平方米的损失^3.(> 50%)仅在卑诗省(https://www.nrcan.gc.ca/forests/fire-insects-disturbances/top-insects/13397)，归因于与气候变化相关的暖冬(Creeden et al.)。2014)。由真菌引起的针叶枯病造成了前所未有的破坏Dothistroma septosporum在气候变化的影响下，黑松林的再生也受到了影响(Woods et al.)。2005)。与气候变化相关的多种慢性应激因子也与不列颠哥伦比亚省松林死亡率、损害和疾病的增加有关(Mather等)。2010;伍兹等人。2016)。被动的管理方法(即“任其自生自灭”或不控制昆虫种群)对该省数百万公顷森林的健康和木材供应产生了巨大的生态和经济影响。考虑到黑松球果的多汁性，听任自然发展很可能导致大面积几乎纯黑松的永久存在，这将容易受到进一步虫害和疾病爆发的影响。一切照旧也会带来不可接受的风险，因为过去的经验与当前和预计的未来现场条件越来越不相关。适应性管理，如在林分或景观水平增加物种多样性的造林干预，或减少对严重野火的易感性的规定火灾，可以改善松林的健康和寿命。事实上，森林发展日益增长的不可预测性促使人们呼吁在不列颠哥伦比亚省建立一种新的森林管理模式，其中管理干预的目标不是达到一个精确的目标，而是确保森林具有所有必要的要素，以便在未来继续适应和生产理想的商品和服务(Woods等)。2016)。对不列颠哥伦比亚省的森林进行明智和积极的管理可以说比过去更加重要。

气候变化要求适应性森林管理。气候变化的程度和森林的反应的不确定性，以及对气候变化实验的解释的局限性，使森林管理者有广泛的实际选择，但很少有明确的管理决策建议。虽然林业专业人员熟悉和适应在广泛的证据范围内做出决策，但外行人可能会因缺乏指导而不知所措。越来越多拥有小型森林财产的非专家森林所有者在作出具有长期影响的森林管理决定时，发现自己处于意想不到的困难境地。

许多森林生态系统已受到人类影响的影响，树种组成和林分结构已根据明确的社会期望进行事后管理。私人森林的管理者可以满足森林产生的许多预期生态系统服务，但在平衡森林管理成本和木材销售收入时，仍然需要满足目的。需要在提供公共产品和商业利益之间进行权衡。我们确定了几个案例研究，评估了应对气候变化所必需的适应性相互作用的程度。只有在少数几种森林类型中，我们相信继续照常经营或采取被动的非管理办法将产生令人满意的结果。我们的例子是成熟的山毛榉林和亚高山松林，它们目前是稳定的生态系统，不受直接明显的气候变化相关威胁的影响。在许多支持农村地区生物经济的生产性森林中，建议使森林管理适应气候变化。生产林的树种和年龄级分布往往偏离没有人类活动的森林。仅仅依靠调节气候变化影响的自然机制是有风险的。已经有证据表明，传统的造林概念不足以使森林为未来的条件做好准备。 Changes in the tree species composition, rotation period, and stand density are required. In low-elevation forests, a wide range of adaptive forest management concepts is available and foresters can choose among several options. At sites with nutrient limitations, as commonly encountered in mountain regions, the range of available options for adaptive forest management is narrower. In particular, there are either fewer tree species available that could replace the existing dominant tree species, or there is limited experience with tree species that could be used as stand-dominating trees. For many of these forests, there are few if any reference stands that reflect conditions of pristine forests without human interaction. It is therefore often impossible to use unmanaged reference forests as a benchmark for the most appropriate strategy of adaptive forest management. Foresters will therefore need to use both experience and imagination to devise suitable adaptive management plans for future forests.

该手稿是在IUFRO全球变化下森林适应和恢复工作组会议期间构思的。

共同作者的贡献

Robert Jandl设计了手稿。所有作者都对编写和编辑文本作出了平等的贡献。

数据可用性声明

这部作品表达了作者的观点。在稿件准备过程中不涉及任何数据。

该手稿与特定的研究项目没有联系。编稿工作时间是作者单位的实物贡献。

作者及单位

1. 奥地利森林研究中心森林生态与土壤部，奥地利维也纳1131

   罗伯特Jandl

2. 德国工业与环境研究所，16225，德国埃伯斯瓦尔德

   彼得Spathelf

3. 研究中心Waldökosysteme，约翰·海因里希·冯·研究中心，16225，德国埃伯斯瓦尔德

   Andreas Bolte拍摄

4. 英属哥伦比亚大学森林与保护科学系，加拿大温哥华v6t1z4

   辛迪·普雷斯科特

相应的作者

对应到罗伯特Jandl．

利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

处理编辑:Laurent berg

出版商的注意

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这篇文章是专题合集的一部分全球变化下的森林适应与恢复

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