在热带地区木质藤蔓使闪电对森林更加致命

导读 许多热带森林的闪电和藤本植物正在增加,部分原因是全球变化。这种一二重击很可能导致小树死亡的增加,这可能导致热带森林的组成及其储存碳

许多热带森林的闪电和藤本植物正在增加,部分原因是全球变化。这种一二重击很可能导致小树死亡的增加,这可能导致热带森林的组成及其储存碳的能力发生变化。因此,在《新植物学家》杂志上发表了一篇新论文。

热带森林每年遭受 35-67 百万次雷击,而且雷击似乎越来越频繁。该论文的第一作者兼卡里生态系统研究所研究员埃文·戈拉 (Evan Gora) 解释说:“闪电是树木死亡和森林扰乱的主要原因,但人们一直将其作为变化的推动者进行研究。我们想了解为什么有些雷击会比其他雷击杀死更多的树木——并发现藤本植物发挥着巨大的作用。”

藤本植物是一种木本藤本植物,具有长长的攀援茎,在热带地区很常见。为了争夺阳光,藤本植物会长成树木并长成树冠。Gora 及其同事发现,藤本植物的密度与被闪电杀死和损坏的树木数量呈正相关。该团队的研究表明,这是因为具有高导电性的藤本植物充当了电流从大树转移到小树的通路。

“大树更容易被闪电击中,”戈拉指出。“当藤本植物在树冠中时,它们会放大雷击的影响,从而对邻近的树木造成更严重的破坏。通过物理连接原本会分开的树木,藤本植物就像跨接电缆,将致命的电流传送到较小的林下树木,否则这些树木会在雷击中幸存下来。”

该研究在巴拿马巴罗科罗拉多岛的低地森林中进行,这是唯一对闪电影响进行系统量化的热带森林。在这里,据估计闪电每年杀死超过 16% 的树木生物量,包括 40-50% 的最大树木。过去的研究发现,个别雷击的生态影响变化很大,描述的几次雷击从 1-116 棵树受损到 0-65 棵树不等。

一种新型闪电探测系统被用来揭示这种变化背后的机制,以及藤本植物的存在是否影响闪电干扰的严重程度。对位于藤本植物绘制区域的 78 次雷击进行了调查;监测到 1,921 棵遭受明显雷击损坏的树木。树木状况在雷击发生后的四个月内进行了评估,在雷击后的 23 个月内进行了多达四次评估。

对于 65 次雷击,该团队确定了 85% 受损树木(1,681 棵中的 1,434 棵)的电力来源。其中包括:(1) 与藤本植物的身体接触,(2) 与树木的身体接触,(3) 来自附近藤本植物的闪络,或 (4) 来自附近树木的闪络。然后,他们评估了森林结构如何影响 22 次雷击(569 棵闪电损坏的树木)的闪电干扰严重程度。

藤本植物密度高时,雷电干扰更严重,小乔木受损或死亡的情况也更多。大树(>10 厘米)与森林结构没有关联,表明藤本植物主要将电力传输给小树。对电流源的观察支持了这一点。与藤本植物的身体接触与每次打击中受损或死亡的树木数量有很强的正相关关系。藤本植物闪络和树木物理接触也与雷电强度呈正相关,但这些关系弱于藤本植物物理接触。

藤本植物并没有增加被闪电破坏的面积或足迹,但它们增加了闪电对邻近树木的干扰的严重程度。强拉解释道。“藤本植物似乎将电力从大树转移到较小的林下树木,我们的实地观察表明,当藤本植物密度高且树木与藤蔓直接接触时,小树会更频繁地受损和死亡。”

作者警告说,在藤本植物密度特别高的森林中可能存在正反馈循环,例如季节性和年轻的热带森林。藤本植物使雷电干扰更加严重,可能导致更深的树冠间隙,然后成为藤本植物再生的热点,进而加剧未来雷击的严重程度。这种正反馈循环可能对藤本植物树竞争和森林碳预算的动态产生重大影响。

Gora 总结道:“藤本植物和闪电这两种对全球变化敏感的未被充分研究的现象相互作用影响了树木的生存。需要做更多的工作来确定受影响最大的树种,那些将具有弹性的树种,以及这将如何随着时间的推移最终改变森林组成和碳储存。”

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