COLSA/EOS科学家探索利用森林火灾扩大北方红橡树的范围

2024年5月20日,星期一
  • 两名研究人员(1名男性站立), 拿着铲子, 1女蹲在旁边整)在规定的烧伤地点工作种植盆栽红橡树.

    马修Vadeboncoeur和同庆吨之前在Bartlett实验森林的一个燃烧架上种植盆栽幼苗. Nat Cleavitt摄影.

  • 两位研究人员, 1 seated with a notepad the other standing next to a tree, measure and take calculations while surveying a forest site.

    同庆吨(左)和Abigail Powell(来自Duquesne大学的本科生暑期研究经历)在burn stand进行植被调查 克劳福德Notch州立公园. Matt Vadeboncoeur拍摄.

  • 森林里,五名研究人员站在一棵树旁,树的底部布满了黑色的疤痕.

    从左到右, summer undergraduate technicians Roxy Moore, Abigail Powell and Colin Craig; 主要研究 COLSA scientist 同庆吨; and summer undergraduate technician Linda Mahecha next to a mature oak tree, with burn scar and multiple oak seedlings, 在史蒂文斯布鲁克(温特沃斯, NH)燃烧架. Nat Cleavitt摄影.

  • A burned site in Bartlett Experimental Forest. 有些树还挺立着. 植被覆盖地面.

    巴特利特实验森林的一个燃烧看台,于2019年被砍伐,并于2021年被烧毁. Matt Vadeboncoeur拍摄.

北红橡木(Quercus rubra) holds significant ecological and economic value in the Northeast, 作为重要的野生动物栖息地和该地区木材工业的重要组成部分. Red oak timber is highly valued for its strength, 耐用性和美观性, making it a preferred material in furniture making, 地板及橱柜. It also offers an important food source – acorns – for many forest species; provides a home for birds, mammals and insects; helps photosynthesize and sequester carbon, even during periods of drought; and tolerates low-intensity ground fires among numerous other ecological benefits. 然而, 森林管理者很早就认识到再生这个物种的困难—growing seedlings and saplings to replace harvested trees—in New England, where it’s found in all six states.

“这个地区以种植一些你能找到的最高质量的红橡树而闻名...它在美国和国际市场上的价格都很高.安迪·法斯特,森林工业国家专家/ 主要研究合作推广的推广教授

马修Vadeboncoeur他是一位研究科学家 联合国大学地球系统研究中心Institute for the Study of Earth, Oceans, and Space, 正在研究如何使用规定的火来提高红橡树的再生能力并扩大其向北的分布范围.

在该国部分地区,使用规定的火作为森林管理工具来再生理想的木材品种更为普遍,这些地区也使用规定的火来防止灾难性的野火. 在新英格兰, 它的使用更少了, 主要侧重于保护稀有物种,而不是管理生产木材的林地. But the practice of prescribed fire as a conservation tool dates back centuries and was commonly used by Indigenous peoples.

在新英格兰的森林管理者中,有一些人怀疑,规定燃烧的长期木材效益是否值得短期成本或固有风险,Vadeboncoeur补充道, who also serves as a research scientist with 主要研究’s 生命科学学院 and 农业. “因此,这项研究旨在衡量改善树苗健康和多样性的好处,并分享这些信息, 通过主要研究 Extension, 促进接受和实施以消防为本的管理策略.”

根据 安迪快他是森林工业专家 联合国卫生组织合作推广, 新罕布什尔州每年收获超过2000万英尺的红橡木板, 红橡木在国内和国际市场上都是需求量很大的木材.

法斯特说:“这个地区以种植一些你能找到的最高质量的红橡树而闻名。. 而且,无论是在美国还是在国际市场上,它的价格都很高.”

Vadeboncoeur和 同庆吨, 联合国大学自然资源与环境专业硕士生, 领导这项研究, 和其他调查人员一起, 海蒂Asbjornsen他是联合国大学自然资源与环境系的教授,也是联合国环境规划署的科学家 New Hampshire Agricultural Experiment Station; and 娜塔莉Cleavitt, a senior research associate with Cornell University. 该团队采用了多方面的方法来研究北方红橡树的再生,包括监测橡树幼苗的建立及其在最近(2017-2021)白山国家森林规定的烧伤中的生长情况. 该团队还使用盆栽幼苗来分离和研究受控条件下橡树再生的影响, 他们正在分析有野火历史的森林中橡树的年轮,以确定有多少成熟的树木在火灾事件后发芽.

到目前为止, 他们发现,在被削薄和烧毁的林分上,生长的橡树幼苗大约是原来的三倍, 相对于那些只会变薄的看台. 他们已经了解到,在燃烧林中,幼苗的根颈(树干和根相交的地方)明显更大, 意思是火灾后树木长得更好更茂盛. 他们正在发现火灾的时间和燃烧强度如何在橡木再生中发挥关键作用.

烧伤后, 其他物种对光线和养分的竞争可能会减少, allowing for more red oaks to regenerate,瓦德本科解释说. “然而, 我们还发现,在烧焦的土壤中种植的橡子比在未烧焦的土壤中种植的橡子表现更好, indicating th在re might be other processes at play in the soil.”

在研究2022年的一场野火(通常比规定的火灾燃烧得更热、更强烈)的地点时, the scientists found numerous burned acorns on the ground, 但很少有幼苗, resulting in other species getting a head start on regenerating. 当一场大火在一年中地面上红橡树橡子充足的时候燃烧时, 在橡子下一次丰收之前,橡树几乎没有机会再生, 每2-3年发生一次, 据研究人员称. 即使橡子发芽了, 由此产生的幼苗需要变得足够大,以充分利用该物种的耐火性,与适应性较差但生长速度较快的物种充分竞争. 

“森林管理者在进行造林实践时可能希望记住这一点,以避免弊大于利,汤姆说。. “有时候,等待合适的时机比不断改变环境要好.” 

这项研究的实际应用——能够使用规定的火来促进物种范围的扩大——也得到了植物物种随着气候变化而扩大或移动其范围的需求的支持. 对于某些物种, 比如树, 它们自己将活动范围向理想气候条件移动的能力可能不够快.

随着气候变化, 森林的功能多样性, 包括耐热性, 干旱和野火, 会比以往更重要吗,”他说. “因此,我们正在研究可以使规定火灾成为管理更适应气候变化的北方森林的有用工具的过程.”

另外, 该项目将通过教育实地考察和永利app新版本官网地址规定火灾的示范,让社区科学家和森林管理者参与进来. 这次外联活动将由 联合国推广中心的林业专家.

Working with forest managers across New Hampshire, 法斯特说,他经常听说再生橡木面临的挑战. 他还指出,规定的火灾往往难以大规模实施. 然而, 在他与森林管理者的谈话中, 他知道他们“渴望有效的工具”来解决这个问题.

“If the science supports using more fire, and we can provide cost effective avenues to implement it, 我认为新罕布什尔的森林管理者会尝试使用更多的火来管理他们的土地,他补充道.

北方红橡树一直是东北森林生态系统和木材工业的基石, 这项研究为支持经济和生态目标的可持续森林管理实践提供了重要见解. 这些发现将有助于确保森林景观在面对不断变化的气候条件时的复原力,并有助于确保木材工业带来的经济效益, which is a significant contributor to the U.S. GDP和当地就业.

This material is based on work supported by the USDA's U.S. 林务局通过 Northeastern States Research Cooperative program. 合作者包括美国.S. Forest Service and Cornell University.

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由于8月中旬开始的新罕布什尔州和新英格兰大部分地区的严重干旱,明年红橡树和白松树的生长可能会放缓, 永利app新版本官网地址生命科学与农业学院新罕布什尔农业实验站的一名研究人员说.