夏季干旱對森林多樣性的影響

于世河

摘?要?迄今為止，很少有研究評估夏季干旱對森林生物多樣性和生態系統功能的影響。一般干旱對生物多樣性影響是降低生態系統生產力和增加物種死亡率。物種間競爭、物種對寒冷和潮濕的適應以及物種繁殖率更易受干旱影響。干旱對生物多樣性的短期影響取決于物種抵抗能力，干旱、物種競爭之間的相互作用。盡管干旱期間許多物種的豐度普遍減少，但在干旱后不久一些類群數量可能會增加。必須在更廣泛的全球氣候和生境變化基礎上評估干旱的影響。同時，為了預測干旱頻率和強度，迫切需要跨學科研究。

關鍵詞?干旱影響；生物多樣性；森林；生態系統功能；全球變化

中圖分類號：Q948?文獻標志碼：B?文章編號：1673-890X（2014）03-110-2

自然災害對于塑造生物多樣性的重要性已經引起廣泛的科學關注。一些學者認為，未來幾十年全球氣候變暖，自然干擾的頻率和強度將增加。研究表明，干擾的頻率和強度影響了生物多樣性。夏季干旱對森林產生了極端影響，樹木出現過早落葉、枯死現象，并且各級森林生物都可能會受到影響，包括地上植被層和地下相關的物種。因此，干旱可能對森林生態系統功能造成嚴重的后果。目前為止，只有少數研究集中在干旱對森林生物多樣性的影響，干旱對生物影響的調查主要集中在干旱、半干旱和地中海生物群落和偏向開放棲息地，而這些棲息地的推斷結果對溫帶森林不可能非常有效。得出的結論不應盲目地外推到其他森林的生物多樣性[1]。此外，當前結論大多數是基于實驗數據而非觀察。但是，單獨觀測往往是短期的，不可重復。因此，將這兩種方法結合非常必要，可以彌補二者各自的

缺點。

1?物種的抗旱性

生物通過逃離這些環境來應對干旱，或減輕生物逆境的破壞性影響。存儲在一個種子庫中的種子同滯育昆蟲類似，對昆蟲而言，夏季滯育的主要目的是躲避干旱，并且可能發生在所有發育階段，昆蟲對不同的環境因素作出反應，以一種特異的方法可能會延長或終止滯育。短期和中期干旱對種子庫的影響還難以總結，主要由于干旱對種子庫的影響還取決于種子基因型、年齡、位置、生活史、形態特征，解剖結構和適應性等多個因素，通常干旱對保存時間短或長的種子影響較大。夏季干旱不僅影響森林樹木的生長，而且可以間接促進其它干擾的發生。然而，生態系統對夏季干旱的抵御往往與總物種豐富度無關，而同植物功能群的數量和功能群的營養水平有關。

2?短期和中期干旱的影響

短期干旱同中期干旱不同，短期干旱對森林的影響體現在物種的復蘇階段，而不是干旱發生時。在短期干旱中，生長速度快的物種對短期干旱比生長緩慢的物種更敏感。較低生產力和較高的死亡率是中期干旱最廣泛的影響。在生產力較高的生態系統中，干旱顯著影響草本植物的生產力。中期干旱通常刺激一些昆蟲的生長，使其產生更多的后代。到目前為止，研究短期和中期干旱對生物多樣性的影響多集中于草原。森林生物多樣性，特別是植被，受短期和中期的影響較少。植物群落的組成只有在干旱幾年后變化明顯，直到林分完全郁閉，森林干旱潛在的積極影響是使枯枝和依賴枯枝真菌、昆蟲、苔蘚、脊椎動物和線蟲數量增加。當前，缺乏一個全球性、標準化的評估干旱對動植物種群影響的模型。物種對干旱的響應是理解干旱對森林生物多樣性影響的基礎。種群對干旱的反應可能不僅僅是物種的個體反應，因為干旱的影響往往是通過生物媒介發揮的。干旱可能減少多年生植物的覆蓋率或為其它植物提供生長

空間[2]。

3?長期干旱和全球氣候變化的影響

當前的干旱強度和頻率使物種的抗旱基因在短時間內無法固定下來。因此，當代氣候變化導致物種滅絕的可能性極小。然而，大多數現存的種群在北半球抵御冬季寒冷，而不是夏季干旱或高溫。此外，觀察北半球樹種，同時選擇相對獨立的特征，可以評估物種適應迅速變化的環境條件的能力。長期干旱對森林的影響不僅取決于干旱頻率和強度，還取決于大氣、氣候和生境變化的影響。大多數這些變化以復雜的方式相互作用。例如，大氣氮沉降可能減少植物競爭，但是對減緩氣候變暖收效

甚微。

4?結語

夏季干旱對森林多樣性的影響被遠遠低估。未來應該優先研究變化的因素，如干旱強度、持續時間和頻率，其次是物種特異的表型可塑性、適應潛力、系統發育和生理限制等與干旱相關的特征，這將簡化物種對干旱敏感性的分類。研究的重點還包括脆弱的物種和生態系統，因為可能會首先受到干旱的嚴重影響。

必須加強干旱對生態系統影響過程的研究，有助于了解干旱改變生態功能和物種組成。研究同時應該關注其它因素，如森林經營、污染和全球變暖，這對于確定最相關因素是至關重要的。長期監測應該持續，將監測同綜合實驗和建模相結合，有助于了解夏季干旱對森林的復雜

影響。

參考文獻

[1]?Petraitis P.S.， Latham R.E.， Neisenbaum R.A..The maintenance of species diversity by disturbance[J].Biol，1989，（3）：393-418.

[2]?Bultman T.L.，Bell G.D..Interaction between fungal endophytesand environmental stressors in?uences plant resistance to insects[J].Oikos，2003，（2）：182-190.

（責任編輯：劉昀）

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