从单株尺度到景观尺度：预测干扰后森林再生的空间模式

摘要 改变的干扰制度可能对许多生态系统过程产生连锁反应。当干扰的规模与主导植被的再生策略不再匹配时，这一点尤其明显。在加利福尼亚的黄松和混合针叶林中，长达一个世纪的火灾排除和气候变暖正在增加替代性森林火灾的发生频率和范围；这种强度模式的变化通过显著增加与活树种子来源的距离，从而改变了再生动态。这引发了人们对自然再造林的局限性以及转化为非森林植被类型的潜在可能性的担忧，这反过来对许多生态过程和生态系统服务的转变产生了影响。我们利用加利福尼亚全境的数据集，通过24场火灾中的1,848个样地构建了一个空间明确的栖息地适宜性模型，以预测火灾后的森林再生。为了模拟种子可用性的影响，即再生的关键初始生物过滤器，我们采用了一种新方法来预测种子可用性的空间模式，通过从现有的基面积和烧毁严重度图中估算年产种子量。在一个60平方米的区域（野外样地尺度）中观察到任何针叶树幼苗的概率高度依赖于30年平均年降水量、烧毁严重度和种子可用性。然后，我们使用这个模型预测了“新”火灾（2014年国王火灾）整个范围内的再生概率，这突显了火灾后再生模式的空间变异性。这种火灾后再生模式的预测对想要维持景观森林覆盖的土地管理者和保护主义者来说具有重要意义。我们的工具还可以帮助预测生态系统特性的变化，支持对替代稳定状态及其与改变的干扰制度和气候变化的相互作用进行研究的研究人员。