从农田变成森林,到底需要多久?

从农田变成森林,到底需要多久?

随着人类世的到来,人类对土地的需求越来越大,越来越多的森林被砍伐开垦成为农田、牧场或者城市。而最近,在一些被废弃的农田和牧场上重新出现了森林,我们称这些森林为“次生林 (secondary forests)”。但是,农田需要多久才能变成成熟的森林呢?

 

Danaë Rozendaal带领的研究团队对新热带56个森林地区进行了研究 [1]。为了减少海拔差异给分析带来的混杂作用 (confounding effect),他们只分析了海拔1000m以下的森林。通过比较不同年龄的次生林和它们附近成熟林中的树木物种数量 (物种丰富度,species richness) 和树木的物种组成,他们用模型分析预测了一片森林从在人类用地“重生”到成熟到底需要多久。


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干燥 (左) 和湿润 (右) 地区新 (上) 老 (下) 森林对比 [1] 


研究发现,在废弃的农田和牧场上重生的森林物种数量恢复很快,只需要大约20年就能恢复到附近成熟森林的80%,大约50年就能拥有和成熟森林同样数量的树木物种。新森林物种丰富度恢复速度快很可能跟农田或牧场形成前的森林留下的“遗产”有关。也就是说,从土壤中的遗留的种子  (种子库seed bank)、残留的树桩上都可能萌发生长出小树。同时,附近成熟林中的小动物也可能将成熟林中的种子带到新森林中。各种各样树木种子的萌发快速增加了新森林中树木的物种数量。

 

然而,若次生林要恢复到和成熟林一样的树种组成,却大约需要780年。次生的年轻森林中虽然物种数量恢复较快,但这些年轻森林中的物种却多是年轻森林特有的物种 [2]。也就是说,由于年轻森林中环境压力更大、可以利用的资源种类跟成熟林不同等原因,只有能适应这样的环境、能利用这样的资源的树种才能在年轻森林中生存下去,我们称这样的物种为“次生特有种 (second-growth specialists)”。在演替 (succession) 梯度明显的地方,在从次生的年轻森林过渡到成熟林的过程中,还需要经过从次生特有种到适合在成熟林生存的物种种类的改变。同时,由于次生林中的种子不少是从附近成熟林中传播来的,一些成熟林中稀有的老树传播种子的能力很弱,这些种子要到达新的森林并在其中扎根生长就很难了。

 

次生林们较高的物种丰富度恢复能力奠定了它们在生物多样性保护中的重要地位。虽然年轻次生林中物种组成恢复速度很慢,但它们拥有的能和成熟森林媲美的物种丰富度,对生态系统功能的恢复也有着至关重要的作用。同时,为了让年轻的次生林可以尽可能快地恢复物种组成,我们还需要对次生林附近的成熟森林进行保护,以保护次生林的种子来源之一。