在美国东部和中西部的森林以及欧洲,橡树更新失败的现象逐渐引起了人们的关注。这种现象导致了成树橡树死亡后,无法在冠层中招募到足够的幼树和树苗来取而代之,使得橡树数量出现地方性下降。与此同时,一些对阴影更具耐受性的树种如枫树、椴树和梣树则变得更加显著。
橡树更新失败的问题历史悠久,早在13世纪的法国法令中,就已经提到需要种植橡树幼苗以确保采伐不超过生产。由于橡树木材的高价值和多种用途,英国曾经从美洲殖民地进口橡树以弥补不足。在美国,政府赞助的首批林业研究之一就是促进活橡树的生长,因为它们被用来造船。即使在木船停止使用后,橡树仍然是重要的木材来源。
即使林业有所发展,但对于橡树更新的担忧仍然存在。 20世纪初,研究者们调查了美国中西部和南部的森林,发现当进行浇水或受火灾扰动时,橡树仍能保持在下一代中的优势。然而,在许多其他情况下,它们的数量却出现了下降。今天的橡树似乎不如过去那样容易更新,这在某种程度上与过时或不再有效的森林管理实践及当地生态环境有关。
橡树更新失败可能由多种因素导致,包括幼苗生长和生存等关键阶段。
这在橡树幼苗萌发后的首夏尤为重要。橡树属于喜光植物,因此招募到冠层中的幼苗的生存率主要取决于树林地面上的光线水平。而这些光线水平又受到树林冠层中空隙的影响。成熟的橡树除了限制光线照射地面,还能通过掉落的食叶毛虫进一步阻碍幼苗的生长。这些毛虫会使幼苗叶子凋谢,进而抑制它们的生存能力。
在未经管理的树林和美洲历史上土著管理的情况下,火灾是造成足够冠层空隙的主要因素,促进了橡树的生长。然而,现代森林管理往往排除了火灾,导致冠层空隙减小,橡树获取所需光线的能力降低。在英国和欧洲,切伐和其他传统森林管理实务的衰退也导致了类似的情况。
成功的再生依赖于足够的橡实的产生和扩散。
在大规模伐木的背景下,美国的许多森林的树木组成较简化和同质化。随着橡树随着年龄的增长而减少产果,这可能导致橡果散播的减少,危及下一代橡树的繁衍。此外,橡树面临害虫、病原体和动物啃食等威胁,这些都会损害取代老橡树的树木。例如,20世纪初进入欧洲树林的外来粉状霉病原引发了对广泛分布的本土橡树(Quercus robur)更新失败的担忧。研究显示,粉状霉病使它们对光线的需求增加,降低了与其他树种的竞争力。
橡树更新失败对经济的影响尤为显著,因为橡树在许多美国和欧洲森林中具有重要地位。根据估算,只有约4%的东部美国橡树主导的森林拥有足够的橡树以取代现有的冠层。橡树森林占美国森林土地的51%(约7850万公顷),因此其经济价值和生态重要性不容小觑。
众多动物物种,特别是昆虫,偏好橡树森林的组成和结构。橡树森林的区域性衰退被显示对动物族群有不利影响。如今,各种现代措施专注于维持前现代的状态,包括重新引入火灾到曾经依赖自然或土著火灾体系的森林,以及创建禁猎区以减少啃食的强度。同时,科学家们也在研究气候变化如何影响橡树的再生。
有一些模型预测,随着气温升高,橡树可能会在某些栖息地中优势增强,但气温和降水模式的变化也可能对橡树,特别是幼树产生不利影响。
橡树的未来发展可能与自然环境的变化密切相关,人类活动的影响是否会扭转其衰退的趋势呢?