Леса являются фундаментальными составляющими жизни на Земле. Они имеют важное значение как для глобальных биогеохимических циклов, так и для экономики, формируют ландшафт, обеспечивают среду обитания для большого числа видов животных и растений, являются возобновляемым ресурсом древесины и обеспечивают сток углерода, который может снизить антропогенное загрязнение CO 2 и смягчить изменение климата. ( ФАО, 2018b ). Тем не менее, несмотря на важность нетронутых лесных экосистем для будущих поколений человечества, общеизвестно, что больше исследовательских фондов направлено на сельскохозяйственные системы или, самое большее, на переработку древесины, чем к сохранению и устойчивому управлению лесными экосистемами в условиях глобальных изменений. Это вызывает тревогу, поскольку во времена быстро меняющихся условий окружающей среды управление ресурсами долгоживущих древесных пород и их экосистем сталкивается с новыми проблемами. Межправительственная научно-политическая платформа по биоразнообразию и экосистемным услугам недавно подчеркнула, что остаются критические пробелы в знаниях для экосистемных процессов, которые лежат в основе вклада природы в здоровье людей и экосистем, а также для последствий изменения взаимодействий между организмами и Таксоны в условиях изменения климата. Эти пробелы в знаниях сильно относятся к лесным экосистемам. Здесь мы призываем к пересмотру решений об экономическом финансировании, которые должны совместно учитывать лесную биоэкономику, глобальные биогеохимические циклы (, а также различные другие регулирующие, экологические, культурные и поддержка услуг, предоставляемых лесными экосистемами. Это подразумевает явное включение (нетронутых и управляемых) лесных экосистем, в т.ч. их почвы, в исследовательскую программу Horizons Europe ЕС ( Европейская комиссия, 2019 ) и другие национальные и наднациональные схемы финансирования во всем мире.
Мы поддерживаем наш призыв большим количеством открытых вопросов, связанных с лесной экологией, для Центральной Европы и недавними исследованиями древесных пород и лесных экосистем. Эти темы исследований (RT) не только раскрывают экологические взаимодействия и физиологическое функционирование над и под землей, но также иллюстрируют конкретные открытые вопросы и пробелы в исследованиях, которые необходимо устранить, что позволяет лучше прогнозировать реакцию лесов на глобальные изменения и другие модификация экосистем, основанная на деятельности человека. Срочные прогнозы срочно необходимы, когда речь заходит об адаптации управления лесами и обеспечении предоставления экосистемных услуг в условиях глобальных изменений.
Функциональные черты все чаще признаются в качестве полезного инструмента для понимания структурно-функциональных отношений у растений. В этом RT показано, что функциональные признаки надземной станции полезны при оценке и прогнозировании эффективности водопользования, запасов углерода и конкурентоспособности благодаря присущей им консервативной природе. В частности сообщить о существовании межвидового компромисса между размером отдельных листьев и количеством листьев в год на единицу веточки в умеренном лесу и представить доказательства влияния малых размеров листьев на эффективное регулирование температуры в сухих условиях с сильной излучение. Поскольку связи между биомассой листьев и веток, а также между биомассой листьев и размерами веточек и стеблей важны из-за их связи с метаболизмом С растений и видами транспорта, сосредоточиться на изометрическом масштабировании в разных лесных сообществах влажных теплых субтропиков. Статья иллюстрирует, что функциональные характеристики растений, такие как удельная площадь листьев и плотность древесины, на которые влияют абиотические условия в тропических горных лесах, являются ключевыми при оценке надземных запасов углерода. Их исследование показывает, что взвешенные в сообществе средства функциональных признаков растений являются ключевыми посредниками в регулировании воздействия абиотических условий на функционирование экосистем. Дополнительной, анализ сосны обыкновенной тонкой корневых показывает, что долговременное увеличение водообеспеченности значительно увеличивает корневую биомассу, длину и продуктивность, но не меняет морфологических и архитектурных особенностей. Поразительно, но их эксперимент иллюстрирует увеличенные промежутки времени, необходимые для выявления реакций акклиматизации на деревьях - различия в биомассе с мелкими корнями между орошаемыми и сухими участками стали значительными только через девять лет после начала эксперимента. Это убедительно свидетельствует о необходимости проведения более длительных экспериментов в исследованиях лесов, направленных на воздействие изменения окружающей среды.
В плотных сообществах растения конкурируют друг с другом за ограниченные ресурсы. Оценивая окрестности саженцев деревьев с помощью наземных лазерных сканеров, показывает, что особи одного и того же вида работают по-разному в условиях постоянного освещения, но в разных районах. Их исследование подтверждает, что описание окрестностей, в дополнение к измерениям освещенности, увеличивает прогнозирующую способность моделей характеристик и характеристик регенерации деревьев. Однако, хотя количество света считается одним из наиболее важных ресурсов для саженцев, растущих в подлеске (умеренных) лесных экосистем, Bueno et al. проиллюстрировать, что конкуренция за азот (N) также может изменить результат конкурентного взаимодействия между инвазивными и аборигенными саженцами деревьев. Другие статьи в этой RT посвящены методам сбора и распределения ресурсов древесных пород и их последующему влиянию на рост. Оценка фосфорного (P) питания в условиях продолжающегося высокого осаждения N и увеличения стресса от засухи, соответственно. выделить способность для изменения распределения ресурсов в зависимости от наличия P в почве, в то время как. предвидеть снижение роста деревьев из-за снижения эффективности поглощения P при увеличении засухи. Поскольку поглощение (потенциал) растительных ресурсов часто тесно связано с эктомикоризными грибами (ЭМП) в лесных экосистемах умеренной и бореальной зон, выявление биотических и абиотических факторов, формирующих сообщества ЭМП, важно для понимания процессов наземных экосистем и прогнозирования воздействия глобальных изменений на растения. сообщества. Соответственно Defrenne et al. пролить свет на разнообразие эктомикоризных грибов в леса через региональные градиенты в Канаде. Они обнаружили, что температура, осадки и соотношение C: N в почве влияют на различия в сообществах ЭМП и на типы геологоразведочных работ. Поскольку никаких доказательств функциональной связи между диаметром корня и типами разведки ЭМП в популяциях дугласовой пихты обнаружено не было, будущие исследования поощряются к одновременному изучению как мелкого корня, так и грибковых признаков, представляющих разнообразие стратегий сбора подземных ресурсов.
Сосредоточив внимание на взаимоотношениях растений и воды в субтропической экосистеме, предполагают, что бамбук обменивается водой через корневища и что ночные потоки очень важны для поддержки свежесобранных сорта. Исследование дает дополнительное понимание преимуществ физиологической интеграции у древесных однодольных растений; водообмен может способствовать очень быстрому росту побегов бамбука и колонизации окружающей среды. Гонг и соавт. (2019) приводят пример значимости поглощения листовой воды для водного баланса в засушливых условиях - даже у глубоко укоренившихся видов деревьев. Geißler et al.Измерение динамики влажности почвы на разных глубинах с использованием естественных стабильных изотопов для количественного определения распределения воды между компонентами растительности. Следовательно, было определено потенциальное влияние вторжения кустарников на скорость пополнения подземных вод в экосистеме полуаридной саванны, затронутой изменением климата. Наконец, Мартин-Санс и соавт. исследовал влияние наличия воды на устойчивость к лесным пожарам ПРОИСХОЖДЕНИЯ с помощью абсолютной толщина коры (то есть определение степени теплоизоляции). Они показывают, что деревья, подверженные засухе, имеют более высокий риск умереть от пожаров до достижения половой зрелости и создания достаточно большого воздушного семенного банка для регенерации после пожара. Поскольку предполагается, что лесные пожары будут увеличиваться по частоте и степени, особенно в районах Средиземноморья, результаты подчеркивают неблагоприятное взаимодействие между различными факторами стресса и беспокойства.
Наряду с лесными пожарами заражение вредителями в последние годы вызвало крупномасштабные нарушения (умеренных) лесов. Проиллюстрируйте, что более молодые ясеня, особенно те, которые растут в ольховых лесах, наиболее подвержены отмиранию ясеня, что показывает, что состав и возраст лесных сообществ играют ключевую роль в степени заражения. В более широком плане Раммер и Зейдл приводят доводы в пользу более широкого использования прогностической силы методов машинного обучения, таких как глубокие нейронные сети, для решения широкого круга экологических проблем - на примере вспышек короедов в лесах с преобладанием хвойных пород.
Смещение акцента в сторону менее масштабных нарушений - ущерб, наносимый ветром, в лесах умеренного пояса. Таким образом, обращаем внимание на пластичность крупного корня (систем) в зависимости от преобладающего ветра и наклонных пепловых почв, улучшая наше функциональное понимание закрепления деревьев. Расширенные знания о крепежных свойствах деревьев позволят нам лучше прогнозировать реакцию деревьев на более сильные и более частые штормы, способствующие изменению климата, а также информировать лесоводческие практики в целях повышения устойчивости существующих лесных насаждений к множественным стрессорам. В то время как изменение климата влияет на все времена года, экологические последствия потепления зимой более выражены зимой, чем летом, что приводит к недостаточному / преждевременному (де) упрочнению с повышенным риском повреждения от мороза. Рассматривая механизм выживания морозов вегетативных почек у деревьев умеренного роста. Показать, что механизм морозостойкости у умеренных деревьев помогает объяснить, какие виды могут выдерживать более низкие температуры замерзания и как они распределяются. Способность противостоять внутриклеточному замораживанию присутствует у видов с наилучшей способностью противостоять повреждениям при замерзании при самых низких температурах.
Зеленая инфраструктура становится все более важной в условиях все более урбанизированного мира. Управление городскими лесами является сложной задачей не только из-за крайне неоднородных, часто суровых условий выращивания, но также из-за различных, часто противоречивых требований и целей. В работе показано , что повреждение корневых систем городских деревьев приводит к долгосрочным последствиям для роста и что более медленно растущие виды деревьев могут лучше компенсировать сокращение роста вследствие нанесенного ущерба. В документе подчеркивается потенциал улучшения видового функционального понимания для лучшего управления (будущим) растительным составом в городской среде.
Взятые вместе, 18 вкладов в эту РТ охватывают многие аспекты своевременных исследований древесных растений и лесных экосистем. Они добавляют все больше свидетельств того, что отношения экосистемных услуг типа «один размер подходит всем видам деревьев к лесам» являются чрезмерно упрощенными, что приводит к более тонкому эмпирическому пониманию функционирования леса при различных режимах окружающей среды и управления. Тем не менее, в настоящее время преобладает финансирование вопросов биоэнергетики и биопереработки над исследованиями, ориентированными на лесные следует перспективным исследованиям науки и техники - какие биоэкономические исследования направлены на инновационный потенциал биотехнологии, а не на секторы, которые управляют природными ресурсами. Напротив, мы считаем, что для укрепления нашего функционального понимания древесных растений в сложных экосистемах необходимо увеличить инвестиции в междисциплинарные экологические исследования. В частности, оценки устойчивости и адаптационных возможностей лесных экосистем в условиях изменяющегося климата остаются важными приоритетами исследований для поддержки основанных на фактических данных решений лесных менеджеров и политиков во всем мире в отношении практики устойчивого управления.
