森林中的樹木容易受到強風的破壞。盡管極端天氣事件變得越來越普遍，但科學家們還沒有完全理解為什么一些樹木受到破壞而另一些樹木幸存下來。2018 年，當正在進行研究的一片森林受到 5 級熱帶氣旋 Trami 襲擊時，由信州大學的 Kana Kamimura 博士領導的一組研究人員成功獲得了獨特的數(shù)據(jù)，為他們提供了有關受損樹木動態(tài)響應的先前未記錄的信息風。

隨著氣候的變化，預計不僅在當前受熱帶氣旋影響的地區(qū)，而且在由從未遇到過這種極端條件的樹木組成的更大的地區(qū)，森林風的破壞都將發(fā)生。熱帶氣旋預計將向北遷移(在北半球)，同時強度也會增加。為了更好地保護森林——通過提供森林資源、休閑場所和碳匯，森林具有重要的經濟價值和生態(tài)系統(tǒng)的福祉——我們必須更好地了解樹木和森林如何在全球變暖造成的極端天氣中生存。

一旦樹木遇到超過其穩(wěn)定性的強風湍流，它們就會失敗。強風會造成森林破壞，但并非所有樹木都被連根拔起或在樹干上折斷。迄今為止，人們認為樹木倒下的機制僅僅是由風湍流對樹冠的壓力引起的，這會導致樹木振蕩。隨后，累積的應力導致莖或根失效。這項研究是縮小當前理解與實際的風對森林破壞過程之間的差距的重要一步。

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

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

一起觀察所有樹木的樹冠搖擺數(shù)據(jù)，Kamimura博士意識到，控制區(qū)的樹木通過頻繁壓碎樹冠來幫助彼此釋放強大的壓力，而間伐區(qū)的樹木則必須在沒有任何幫助的情況下單獨抵抗壓力由于樹木之間的距離，從相鄰的樹木。換句話說，控制地塊共同建立了彈性，而稀疏地塊中的樹木必須單獨抵抗強大的壓力。這回答了經常討論的問題，即為什么在稀疏后立即森林中的樹木更容易受到強風的影響. 變薄使樹木之間的距離變大，通過減少樹冠碰撞的機會，將森林變成單棵樹的集合，作為能量轉移到根部的緩沖。

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

對不同森林環(huán)境的進一步研究將為森林如何生存數(shù)千年以及人們在氣候變化下可以為森林做些什么提供更多線索。

“5級熱帶氣旋中的樹木動態(tài)響應與生存：以超強臺風特拉米為例”發(fā)表在《科學進展》上。