改变森林

随着气候的变化，世界的森林也在变化。从西部多雾的红杉到阿巴拉契亚山脉的蓝岭森林，许多森林生态系统正在适应干旱的条件。

利用美国林业局的森林调查和分析数据库，加州大学圣巴巴拉分校、犹他大学和美国林业局的研究人员研究了美国各地树木群落的特征是如何发生变化的。发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)杂志上的研究结果表明，社区，尤其是在更干旱的地区，正变得更加耐旱，这主要是由于抗旱性较差的树木死亡所致。

理解可能推动改变森林应对气候变化的能力,科学家们认为两个主要生理特征:一个物种的平均耐水压力和距离,这是它的最大公差(实质上是里面究竟有多少余地在处理水压力)。

加州大学圣巴巴拉分校地理系助理教授Anna Trugman是这项研究的主要作者，她说:“我们基本上对物种组成在应对水胁迫方面的能力进行了评估。”

幸运的是，美国农业部追踪了全国随机分布的16万多块林地的树种、大小和丰富程度。此外，美国林务局的森林调查和分析数据库包括200多种不同类型的生态系统，从干燥的松树林到柏树沼泽，从大西洋硬木林到太平洋西北部的温带雨林。

Trugman和她的同事将他们感兴趣的特征与这些区域的物种丰富度相匹配。然后他们用这个来计算每个小区的树木群落的加权平均值，这基本上与该群落的耐旱性相一致。由于这些小块地每5到10年进行一次调查，科学家们可以追踪群落特征组成的变化，并将这些变化与树木的死亡率、更新和气候联系起来。

一个社区可以通过两种方式变得更加耐旱:不那么耐旱的树木会死亡，而更有弹性的树木会生长得更快。两者都导致了一个整体上更加坚韧的社区。

Trugman发现，主要是那些不那么健壮的树木的死亡导致了更强的耐旱能力的转变，尽管她指出，在如此短的时间跨度内，树苗补充的影响不那么明显。她还注意到，一个特定区域的性状范围并不自动与现有物种的数量相关。“如果你有更多的物种，你不一定有更大的策略范围，”她说。

例如，美国东部遭受的常规干旱压力不如西部，但物种多样性相对较高。因此，大多数树木都有类似的策略来应对水分胁迫。相比之下，在美国西南部，尽管许多地区总体物种多样性相对较低，但仍有一些物种生活在一起，它们有一系列应对干旱的策略。

Trugman解释说，植物特征图对科学家很有用，因为它们为预测气候变化将如何影响地貌的模型提供了信息。这些性状图谱帮助研究人员评估气候适宜性和群落当前性状组成之间的不匹配。

Trugman的研究将这种社区特征的变化称为“特征速度”。“变化越快，速度就越快。同样，研究一个地区气候条件变化的科学家把这种随时间的变化称为“气候速度”。“从直觉上看，这两个比率应该是相关的，因为社区和生态系统在变化，以适应该地区不断变化的气候。

“但这两者之间可能存在不匹配，” Trugman说。“你的特质速度可能比你的气候速度慢得多，在这种情况下，那个特定位置的树木将不太适合新的气候。换句话说，这些树可能暂时存活下来，但它们不会生长或繁殖。

杜鲁门指出，科学家有可能根本看不出这些特征有任何变化。虽然这听起来可能更有希望，但在现实中，这可能表明有什么东西在阻止社区适应——也许是物种或遗传多样性的丧失，或者只是附近缺乏更有弹性的物种来提供种子。

另一方面，Trugman在更多干旱地区发现性状速度加快。这项研究是第一次通过;她计划在未来的研究中进一步研究性状和气候速度之间的关系。

总之，结果表明，森林正在向能够应付更大的平均水压力和更大的水压力变异性的社区转移。Trugman说，至少在短期内，这将缓冲森林免受气候变化的影响。

“最终，”她说，“我们希望将性状速度和气候速度放在一些可比较的环境中，以了解两者之间的不匹配将如何影响我们的森林。”