林下植被 通常由林下灌木层、草本层、地被苔藓层及树木幼苗等组成,是森林的重要组成部分,在维持森林生态系统结构功能和生态服务等方面发挥着独特的作用。同时,它也为森林昆虫、土壤节肢动物和大型草食动物等提供食物、栖息地及避难所。森林经营管理措施(如间伐和抚育)能直接或间接改变林下植被的物种组成和生物多样性,进而影响林下植被群落对气候变化(如干旱和全球变暖),极端气候事件(如高温、火灾、风暴及雨雪冰冻)以及其它逆境(如强光胁迫和病虫害)的功能响应,即林下植被的抵抗力、适应力及恢复力。这一过程最终影响森林的生态功能、动态平衡及弹性。随着林下植被研究的不断深入,越来越多的生态学基础理论问题和与之相关的生态效应和生态机制逐渐被揭示,但目前仍然存在许多问题亟待解决。
林下植被 通常由林下灌木层、草本层、地被苔藓层及树木幼苗等组成,是森林的重要组成部分,在维持森林生态系统结构功能和生态服务等方面发挥着独特的作用。同时,它也为森林昆虫、土壤节肢动物和大型草食动物等提供食物、栖息地及避难所。森林经营管理措施(如间伐和抚育)能直接或间接改变林下植被的物种组成和生物多样性,进而影响林下植被群落对气候变化(如干旱和全球变暖),极端气候事件(如高温、火灾、风暴及雨雪冰冻)以及其它逆境(如强光胁迫和病虫害)的功能响应,即林下植被的抵抗力、适应力及恢复力。这一过程最终影响森林的生态功能、动态平衡及弹性。随着林下植被研究的不断深入,越来越多的生态学基础理论问题和与之相关的生态效应和生态机制逐渐被揭示,但目前仍然存在许多问题亟待解决。
2023年3月, Forestry Research 在线发表了 中国科学院西双版纳热带植物园刘成刚副研究员等联合国内外诸多林学研究领域内的学者 共同撰写的题为 Forest understory vegetation study: current status and future trends 的综述论文。
文章基于林下植被组成特征及其潜在的生态效应,围绕植被生物多样性 (Biodiversity) 、林下幼苗更新 (Regeneration) 、生物量及养分存储 (Biomass, nutrient content and storage) 、碳氮耦合关系 (Carbon-nitrogen coupling) 、植物功能性状及环境适应 (Functional traits and environmental acclimation) 、凋落物分解 (Litter decomposition) 、林下与林冠层互作 (Under- and overstory interaction) 以及林下植被对土壤化学 (Soil chemistry) 、土壤微生物 (Soil microbial community) 和水土资源保护 (Soil and water conservation) 的生态效应共十个主流研究方向,系统总结了这些方面的研究现状、存在的不足之处及未来方向。同时,提出了在全球气候变化的背景下,未来的研究应侧重于多种气候或环境因素与区域尺度上森林管理实践联合驱动的林下植被与林冠树木相互作用、植物-土壤互馈机制等,特别是涉及地衣苔藓层和复杂的根际网络。这些关系将通过应用包括同位素标记技术、高通量测序分析、有机质分组等先进方法来实现。此外,建议开发更多的非破坏性技术,如3D激光雷达扫描和高光谱或多光谱扫描、热成像技术,同时结合生物多样性人工调查共同监测和描述林下植被动态,以为长时间进行大规模研究提供便利。
图1 林下植被在森林生态系统功能和服务中的作用及对管理实践和气候变化的响应
作者认为,更好地理解林下植被可以科学指导退化森林生态系统的再生、恢复及重建,维持生态系统的多层结构、空间格局和生态功能,从而为有效管理森林生态系统,充分发挥林下植被在森林生态系统生态屏障功能和生物安全保护方面的作用,为实现森林生态效益和经济效益的“双赢”提供理论基础。同时,该综述也可为专业技术人员、管理者和政策决策者制定更好的森林可持续管理措施提供科学指导。