极端气旋的森林生存策略

森林中的树木容易受到强风的破坏。尽管极端天气事件变得越来越普遍，但科学家们还没有完全理解为什么一些树木受到破坏而另一些树木幸存下来。2018 年，当正在进行研究的一片森林受到 5 级热带气旋 Trami 袭击时，由信州大学的 Kana Kamimura 博士领导的一组研究人员成功获得了独特的数据，为他们提供了有关受损树木动态响应的先前未记录的信息风。,,随着气候的变化，预计不仅在当前受热带气旋影响的地区，而且在由从未遇到过这种极端条件的树木组成的更大的地区，森林风的破坏都将发生。热带气旋预计将向北迁移(在北半球)，同时强度也会增加。为了更好地保护森林——通过提供森林资源、休闲场所和碳汇，森林具有重要的经济价值和生态系统的福祉——我们必须更好地了解树木和森林如何在全球变暖造成的极端天气中生存。,一旦树木遇到超过其稳定性的强风湍流，它们就会失败。强风会造成森林破坏，但并非所有树木都被连根拔起或在树干上折断。迄今为止，人们认为树木倒下的机制仅仅是由风湍流对树冠的压力引起的，这会导致树木振荡。随后，累积的应力导致茎或根失效。这项研究是缩小当前理解与实际的风对森林破坏过程之间的差距的重要一步。,本研究使用杉树 (Cryptomeria japonica) 人工林中的两个地块：作为对照的未间伐地块和树木之间距离较大的间伐地块。研究人员发现，控制地块没有损坏，而稀疏的地块有一些受损的树木。然而，稀疏地块中未受损的树木被倾斜，再也没有回到原来的垂直位置。两个地块中的所有树木都应同时受到风湍流的相似压力;那么，为什么有些树能存活下来，而另一些则不能呢?,本研究中的树木配备了传感器，用于监测茎应变和树冠位置。研究人员能够从幸存的树木和失败的树木中收集数据。分析了不同地块内和不同地块之间的树木振荡的异同。,一起观察所有树木的树冠摇摆数据，Kamimura博士意识到，控制区的树木通过频繁压碎树冠来帮助彼此释放强大的压力，而间伐区的树木则必须在没有任何帮助的情况下单独抵抗压力由于树木之间的距离，从相邻的树木。换句话说，控制地块共同建立了弹性，而稀疏地块中的树木必须单独抵抗强大的压力。这回答了经常讨论的问题，即为什么在稀疏后立即森林中的树木更容易受到强风的影响. 变薄使树木之间的距离变大，通过减少树冠碰撞的机会，将森林变成单棵树的集合，作为能量转移到根部的缓冲。,由于相邻树木提供不同程度的支持，树木的间距改变了树木存活的可能性。通过森林管理可以控制树间距;因此，即使在气候变化条件下，森林破坏风险也可以降低。,对不同森林环境的进一步研究将为森林如何生存数千年以及人们在气候变化下可以为森林做些什么提供更多线索。,“5级热带气旋中的树木动态响应与生存：以超强台风特拉米为例”发表在《科学进展》上。