森林中的樹(shù)木容易受到強(qiáng)風(fēng)的破壞。盡管極端天氣事件變得越來(lái)越普遍，但科學(xué)家們還沒(méi)有完全理解為什么一些樹(shù)木受到破壞而另一些樹(shù)木幸存下來(lái)。2018 年，當(dāng)正在進(jìn)行研究的一片森林受到 5 級(jí)熱帶氣旋 Trami 襲擊時(shí)，由信州大學(xué)的 Kana Kamimura 博士領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員成功獲得了獨(dú)特的數(shù)據(jù)，為他們提供了有關(guān)受損樹(shù)木動(dòng)態(tài)響應(yīng)的先前未記錄的信息風(fēng)。

隨著氣候的變化，預(yù)計(jì)不僅在當(dāng)前受熱帶氣旋影響的地區(qū)，而且在由從未遇到過(guò)這種極端條件的樹(shù)木組成的更大的地區(qū)，森林風(fēng)的破壞都將發(fā)生。熱帶氣旋預(yù)計(jì)將向北遷移(在北半球)，同時(shí)強(qiáng)度也會(huì)增加。為了更好地保護(hù)森林——通過(guò)提供森林資源、休閑場(chǎng)所和碳匯，森林具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)系統(tǒng)的福祉——我們必須更好地了解樹(shù)木和森林如何在全球變暖造成的極端天氣中生存。

一旦樹(shù)木遇到超過(guò)其穩(wěn)定性的強(qiáng)風(fēng)湍流，它們就會(huì)失敗。強(qiáng)風(fēng)會(huì)造成森林破壞，但并非所有樹(shù)木都被連根拔起或在樹(shù)干上折斷。迄今為止，人們認(rèn)為樹(shù)木倒下的機(jī)制僅僅是由風(fēng)湍流對(duì)樹(shù)冠的壓力引起的，這會(huì)導(dǎo)致樹(shù)木振蕩。隨后，累積的應(yīng)力導(dǎo)致莖或根失效。這項(xiàng)研究是縮小當(dāng)前理解與實(shí)際的風(fēng)對(duì)森林破壞過(guò)程之間的差距的重要一步。

本研究使用杉樹(shù) (Cryptomeria japonica) 人工林中的兩個(gè)地塊：作為對(duì)照的未間伐地塊和樹(shù)木之間距離較大的間伐地塊。研究人員發(fā)現(xiàn)，控制地塊沒(méi)有損壞，而稀疏的地塊有一些受損的樹(shù)木。然而，稀疏地塊中未受損的樹(shù)木被傾斜，再也沒(méi)有回到原來(lái)的垂直位置。兩個(gè)地塊中的所有樹(shù)木都應(yīng)同時(shí)受到風(fēng)湍流的相似壓力;那么，為什么有些樹(shù)能存活下來(lái)，而另一些則不能呢?

本研究中的樹(shù)木配備了傳感器，用于監(jiān)測(cè)莖應(yīng)變和樹(shù)冠位置。研究人員能夠從幸存的樹(shù)木和失敗的樹(shù)木中收集數(shù)據(jù)。分析了不同地塊內(nèi)和不同地塊之間的樹(shù)木振蕩的異同。

一起觀察所有樹(shù)木的樹(shù)冠搖擺數(shù)據(jù)，Kamimura博士意識(shí)到，控制區(qū)的樹(shù)木通過(guò)頻繁壓碎樹(shù)冠來(lái)幫助彼此釋放強(qiáng)大的壓力，而間伐區(qū)的樹(shù)木則必須在沒(méi)有任何幫助的情況下單獨(dú)抵抗壓力由于樹(shù)木之間的距離，從相鄰的樹(shù)木。換句話(huà)說(shuō)，控制地塊共同建立了彈性，而稀疏地塊中的樹(shù)木必須單獨(dú)抵抗強(qiáng)大的壓力。這回答了經(jīng)常討論的問(wèn)題，即為什么在稀疏后立即森林中的樹(shù)木更容易受到強(qiáng)風(fēng)的影響. 變薄使樹(shù)木之間的距離變大，通過(guò)減少樹(shù)冠碰撞的機(jī)會(huì)，將森林變成單棵樹(shù)的集合，作為能量轉(zhuǎn)移到根部的緩沖。

由于相鄰樹(shù)木提供不同程度的支持，樹(shù)木的間距改變了樹(shù)木存活的可能性。通過(guò)森林管理可以控制樹(shù)間距;因此，即使在氣候變化條件下，森林破壞風(fēng)險(xiǎn)也可以降低。

對(duì)不同森林環(huán)境的進(jìn)一步研究將為森林如何生存數(shù)千年以及人們?cè)跉夂蜃兓驴梢詾樯肿鲂┦裁刺峁└嗑€索。

“5級(jí)熱帶氣旋中的樹(shù)木動(dòng)態(tài)響應(yīng)與生存：以超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)特拉米為例”發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。