В каких временных масштабах изменяются структуры леса?

Этот вопрос слишком широк. Какой тип умеренного леса?

• Европейское агентство по окружающей среде признало десятки типов лесов умеренного пояса :

   Acidophilous oak and oak‑birch forest types
   Mesophytic deciduous forest types 
   Beech forest types
   Mountainous beech forest types
   Broadleaved evergreen forest types
   Floodplain forest types
   Non‑riverine alder, birch or aspen forest types
  

Типы сообществ будут испытывать различные модели и скорости изменений в зависимости от многочисленных свойств, включая климат, эдафические условия, густоту насаждений, пулы видов, характеристики конкретных видов, историю землепользования и т. д.

• См. Райт и Фридли (2010) .

  -Скорость, с которой древесные виды заселяют старые поля и доминируют над ними, значительно уменьшается с широтой.

  Скорость сукцессии древесных пород сильно коррелировала как с годовой температурой, так и с показателями плодородия почвы.

• См. Фридли и Райт (2012)

  предполагают, что климат играет относительно незначительную роль в динамике сообщества в начале вторичной сукцессии и что эдафические условия участка являются более сильным фактором, определяющим скорость, с которой экосистемы развиваются до состояния с преобладанием древесных пород.

• См. Пит и Кристенсен (1980) .

• Изучены темпы прореживания, основанные на исходной густоте насаждений - обнаружено, что темпы выше в более густых насаждениях, а более поздние плотности становятся одинаковыми независимо от исходной густоты (через 40 лет).

Еще больше усугубляют все это такие проблемы, как инвазивные виды, сдвиги в распространении травоядных, патогены/вредители растений и т. д.

Кроме того, трудно найти европейские леса без какого-либо исторического влияния человека.

• Из Парвиайнен 2005 :

Последние оценки показывают, что около 0,3 млн га девственных лесов (0,4 % от общей площади лесов) осталось в заповедниках и других заповедных зонах в умеренной зоне Европы.

Таким образом, учитывая все это, трудно окончательно определить детали, чтобы ответить на ваш вопрос.

• Каждая из этих вышеперечисленных характеристик/переменных/проблем будет влиять как на индивидуальные темпы роста (т. е. на диаметр и высоту деревьев), так и на динамику популяции и сообщества.

Чтобы ответить на ваш вопрос немного более прямо:

• Как показано в статье, указанной выше (Peet & Christensen 1980), показатели густоты насаждений резко различаются в зависимости от исходной плотности насаждений и сукцессионной стадии; в насаждениях с высокой плотностью могут наблюдаться ОГРОМНЫЕ потери стеблей/га менее чем за 40 лет, в то время как на участках с низкой плотностью изменений может быть очень мало.

• Распределение диаметров может резко измениться, но, вероятно, потребуется несколько десятилетий, чтобы перейти к «позднему последовательному обратному j». Однако это сильно зависит от частоты и величины возмущений — большие возмущения, связанные с расчисткой полога, такие как сильные ветры, ускорят этот сдвиг в распределении.

• Видовой состав, безусловно, может меняться довольно быстро (1-2 десятилетия), но обычно только на переходных стадиях сукцессии или из-за серьезных нарушений. В сукцессионных лесах поздней стадии развития (т. е. в «зрелых лесах») состав видов в этот период времени, как правило, претерпевает очень небольшие изменения, но, опять же, на это будет влиять очень много факторов. Из-за изменения климата, массовой интродукции инвазивных видов (как конкурентов, так и патогенов) и т. д. леса меняются быстрее. [См. Израиль (2011)].

• В целом леса меняются непрерывно, причем большинство процессов происходит в масштабе десятилетий. Однако это зависит от масштаба, т. к. растения подлеска могут меняться из года в год, в то время как кроновые деревья могут жить веками. Заметные сдвиги в составе сообщества и биомассе видны в десятилетних временных масштабах, но только долгосрочная оценка продемонстрирует последствия прошлых нарушений. Вывод, таким образом, заключается в том, что леса меняются в разных временных масштабах и в результате многих переменных; в результате никогда нельзя рассматривать лес как статическое сообщество или как кульминационный тип.

  • Однако у нас есть более долгосрочные наборы данных и многочисленные достижения в методах выборки, которые помогают нам понять изменения лесов во временных масштабах. Итак, мы только сейчас начинаем по-настоящему понимать некоторые явления на более глубоком уровне.

Рекомендую начать с обзора темы:

• van der Maarel & Franklin (2013) должны привести ряд цитат, которым вы можете следовать:

  • охватывает состав, структуру, экологию, динамику, разнообразие, биотические взаимодействия и распространение растительных сообществ с акцентом на функциональную адаптацию;
  • рассматривает современные разработки в области экологии растительности в исторической перспективе;
  • представляет последовательный взгляд на экологию растительности, объединяя экологию популяции, биологию расселения, биологию почвы, экологию экосистемы и исследования глобальных изменений;

Цитаты

^{- Фридли, Джейсон Д. и Джастин П. Райт. 2012. «Факторы вторичной сукцессии в умеренных широтах восточной части США: климат, почвы и пулы видов». Экология 168 (4): 1069–1077. doi: 10.1007/s00442-011-2152-4.}

^{- Израиль, Кимберли А. 2011. Изменение растительности в лесу Дьюк, 1977–2010 гг. Магистерская диссертация Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. 120 стр.}

^{- Парвиайнен, Дж. (2005). Девственные и естественные леса в умеренной зоне Европы. Лесной снег и ландшафтные исследования, 79(1-2), 9-18.}

^{- Пит, Роберт К. и Норман Л. Кристенсен. 1980. «Преемственность: процесс народонаселения». Вегетацио 43 (1): 131–40.}

^{- ван дер Маарель, Э. и Дж. Франклин. 2013. Экология растительности, 2-е издание. Издательство Оксфордского университета, Нью-Йорк, Нью-Йорк. Страницы 28-70.}

^{- Райт, Джастин П. и Джейсон Д. Фридли. 2010. «Биогеографический синтез вторичных сукцессий в восточной части Северной Америки». Журнал биогеографии 37 (8): 1584–1596. doi:10.1111/j.1365-2699.2010.02298.x.}