一种非本地树种在极端天气后恢复了其突出地位

更极端的气候事件以及森林变化的其他驱动因素对森林的长期影响非常不确定。一项跨越波多黎各和美属维尔京群岛 (USVI) 热带森林的新研究跨越 19 年，发现在 2017 年玛丽亚飓风过后，一种快速生长的非本地物种非洲郁金香树 (Spathodea campanulata) 的总生物量，可能再次超过最常见的本地树种群，尽管至少对于幼树和小树来说，非本地树种的死亡率是本地树种的两倍。

极端气候事件在全球大部分地区变得越来越普遍。近几十年来，世界范围内破纪录的降雨事件有所增加。飓风玛丽亚是波多黎各自 1956 年以来降水量最大的一次事件，并与气候变化有关。加勒比地区自 1950 年以来最严重的干旱事件最近也发生在 2013-2016 年。

除了影响森林的气候变化之外，加勒比群岛历史上大量的栖息地丧失，加上许多物种仅在一个或几个岛屿特有，导致科学家将加勒比群岛列为生物多样性保护最紧迫的地区之一，因为人口密度和对森林的相关压力仍然相对较高。

在波多黎各，森林砍伐在 1900 年代初达到顶峰。这发生在 USVI 的 1800 年代后期左右。自 1950 年代以来，许多加勒比岛屿上的森林面积有所增加。与此同时，许多速生的非本地树种被引入加勒比群岛。它们现在在波多黎各和美属维尔京群岛很常见，因为许多可以迅速在以前耕种或放牧的森林砍伐和有时退化的土地上定居。非本地树种来自欧亚大陆或非洲，尽管有些起源于南美洲或中美洲或更大的加勒比海岛屿。

来自农业部林务局(Eileen Helmer、Shannon Kay、Humfredo Marcano-Vega 和 Tana Wood)和明尼苏达大学(Jennifer Powers)、香港理工大学(Xiaolin Zhu)的林务员、生态学家、统计学家和地理学家组成的团队)、科罗拉多州立大学 (Tom Ruzycki) 和 Cal Poly Humboldt (David Gwenzi) 比较了波多黎各和美属维尔京群岛 19 年林业局森林清查和分析数据中本地和非本地小树种的死亡率。

他们将重点放在小树上，以解释大树邻居的影响，因为当大树死亡时，许多小树种会变成树冠树，从而影响哪些物种在未来的森林中占主导地位。总体而言，非本地小树种的死亡率是本地小树种的两倍，飓风增加了所有小树的死亡率。

接下来，他们将森林库存数据与影响树木生存的其他因素的数据结合起来，询问哪些因素最能预测小树的生存。他们使用了一种综合计算机学习算法，该算法考虑了许多潜在影响因素的组合，例如个体树木尺寸、其他树种特征、邻近树木因素，以及来自卫星图像和气候、地形、地质、土壤和土地利用地图的因素。土地使用地图可以追溯到 1950 年。

他们发现，自 2001 年以来，即使考虑其他因素，包括非洲郁金香树在内的非本地人也更有可能死亡。在飓风玛丽亚中，木材密度较低的小树种存活率较低，包括非本地人。

最后，他们估计了玛丽亚飓风前后不同树种的小型和大型树木的总木材生物量趋势，将非洲郁金香树归入自己的组，因为它的生长速度极快，种子传播范围广。估计表明，非洲郁金香树的总生物量在飓风前下降，达到与最常见的本地物种群的生物量相当的程度，但之后有所增加。飓风破坏让光线进入森林冠层，可能使这种快速生长的物种受益。

在这项研究之前，该地区热带树木死亡率的大部分知识来自森林保护区中少数经过深入研究的研究地块，飓风过后，快速生长的物种也在增加，但主要是本地树木。这是第一项考虑森林保护区以外的广泛条件的研究。

该研究得出结论，极端气候事件将如何影响未来的森林将取决于它们的频率、严重程度和类型。更频繁的飓风可能会使非洲郁金香树等快速生长的非本地树种的普遍性长期存在，从而逆转本地树种从过去的森林砍伐中恢复的趋势。尽管如此，在最恶劣的环境中生长更慢的本地树木仍然能更好地抵御飓风，并且可能更好地抵御干旱，可能包括一些非本地树木。