تتنافس الأشجار على المساحة والضوء والموارد، وقد تترك هذه الاشتباكات ندوب المعركة

عندما تمشي عبر الغابة، قد تشعر وكأنك في مكان ثابت حيث لا يحدث سوى القليل جدًا.لكن الأشجار تتفاعل باستمرار وتتفاعل مع بعضها البعض أثناء نموها.هناك منافسة شديدة على الضوء والفضاء.يؤثر كل تحول على التركيب العام للغابة بطريقة ما.

علماء الغابات مثلي قضاء الكثير من الوقت في التفكير خلافة الغابات - عملية يمكن التنبؤ بها حيث تستعمر الأنواع النباتية قطعة من الأرض وتهيمن عليها.والتسلسل الأساسي هو أن تتطور الأرض من حقل مفتوح إلى الأشجار والشجيرات، ثم إلى الأشجار الصغيرة وفي النهاية إلى الأشجار الكبيرة الناضجة.يمكن أن تؤدي الاضطرابات، مثل العواصف الكبرى أو حرائق الغابات، إلى مقاطعة تعاقب الغابات أو إعاقتها.

أقوم بدراسة التغيرات البيئية في تكوين الأنواع وترتيب الأشجار وتنمية الغابات التي تحدث أثناء الخلافة وبعد الاضطرابات.يقوم فريقي البحثي بتحليل الظروف في الغابات النفضية أو المورقة ذات الأنواع المختلطة.وباستخدام حلقات الأشجار، نعيد بناء شكل الغابات السابقة منذ سنوات مضت.

ومن خلال تطبيق الأنماط والعمليات المرصودة، يستطيع الباحثون وضع نموذج لنمو الغابات وتطورها في المستقبل.فيما يلي بعض الأفكار حول ما قد يحدث بين الأشجار من حولك أثناء نزهة في الغابة.

التسابق من أجل الفضاء والضوء

تحتوي مجتمعات الغابات على أشجار من مختلف الأنواع والأشكال والأحجام.يحتاج كل نوع إلى كميات محددة من ضوء الشمس والمساحة ليزدهر وينمو بمعدله الخاص.

العديد من الأشجار مسافة أنفسهم من الأشجار الأخرى لتقليل التفاعل مع جيرانها - وهو النمط الذي يطلق عليه الباحثون اسم خجل التاج.إذا نظرت إلى الأعلى، فقد تلاحظ وجود فجوات بين الأشجار، وفروع بالقرب من الفجوات ذات أغصان مكسورة وأوراق أقل.في المقابل، فإن الفروع والأوراق التي لديها مساحة واسعة وضوء الشمس للنمو ستكون أكثر كثافة وصحة.

غالبًا ما تدعم الغابات الورقية المختلطة الأنواع أكثر من 30 نوعا خشبيا, مما يعني أنها يمكن أن تتطور بعدة طرق مختلفة.إن فهم كيفية تفاعل الأشجار يسمح للأشخاص الذين يديرون الغابات، سواء كانت البيئة ريفية أو حضرية، بوصف الممارسات التي ستوجه نمو الغابات.

عندما يتم إنشاء الغابة لأول مرة، يمكن أن تحتوي على آلاف شتلات الأشجار لكل فدان.ولكن قد يكون من 50 إلى 100 شجرة فقط لكل فدان البقاء على قيد الحياة والنمو حتى النضج.يعمل القائمون على الغابات على فهم الأشجار التي ستتفوق على الأشجار الأخرى، وأي الأشجار ستتنازل عن مساحة النمو.

واحدة من أهم المناطق لفهم نمو الغابات المظلة - سقف الغابة، وهو يشمل جميع الأوراق والأغصان والأغصان الموجودة في تيجان الأشجار.ستحتوي الغابة النموذجية المختلطة الأنواع على طبقات ظلية متعددة، مكونة من أنواع ذات معدلات نمو متفاوتة.عندما تموت الأشجار، فإنها تتخلى عن مساحة النمو، والتي تستحوذ عليها الأشجار الباقية عن طريق نمو وتوسيع تيجانها.

كيف تشكل العواصف الهوائية الغابات

سوف تواجه الشجرة الناضجة العديد من الأحداث الجوية خلال حياتها.تجبر العواصف الرياح الأشجار على التأرجح والارتطام بجيرانها، مما يسبب تآكل التاج - مما يؤدي إلى تلف البراعم وأطراف الفروع.هذه التأثيرات قد إبطاء وتقليل نمو الفروع.يعد تآكل التاج علامة على أن حوامل الأشجار كثيفة جدًا وأن المنافسة بين الأشجار تقوض النمو الصحي.

ومع ذلك، فإن تآكل التاج يمكن أن يساعد في الواقع بعض الأنواع.على سبيل المثال، تحتوي أشجار البلوط، وهي من الأنواع البطيئة النمو، على أنسجة كثيفة وفروع قوية يمكن أن تؤدي إلى تآكل وإتلاف فروع الأشجار سريعة النمو مثل الحور والصمغ، والتي تحتوي على خشب أضعف وأقل كثافة.وهذا يسمح لأشجار البلوط بالظهور فوق منافسيها الأسرع نموًا في البداية.

بعض الغابات عبارة عن زراعة أحادية، يهيمن عليها نوع واحد من الأشجار.على سبيل المثال، في مناطق واسعة من غرب الولايات المتحدة، تم حرق الغابات أو قطعها في القرن التاسع عشر ثم تم تجديدها لاحقًا باستخدام الصنوبر لودجبول, ، وموطنه الأصلي المناطق الجبلية الغربية.نمت جميع الأشجار مرة أخرى بنفس المعدل، على عكس الغابات المختلطة حيث تنمو بعض الأنواع بسرعة أكبر من غيرها.

أنتج هذا أشجارًا طويلة ونحيلة التأثير أكثر خلال الأحداث العاصفة.بسبب تآكل التاج أو الخجل، تمتلك أشجار الصنوبر تيجانًا صغيرة لا تمتد إلى الجوانب كما تفعل عادةً.

هذه الغابات تصبح في نهاية المطاف راكدة.تتقلص المسافة بين الأشجار لأن تيجان الأشجار الصغيرة لا تبقي الأشجار المجاورة على مسافة "ذراع". يتضاءل نمو الأشجار، و تنخفض حيوية الأشجار.

ترقق هذه الغابات أو تنفيذ الحروق الموصوفة يمكن أن يزيد المسافة بين الأشجار ويوفر مساحة أكبر لنمو التاج.

مشاهدة معركة الأشجار

لدراسة حركة الفروع أثناء ظواهر الرياح، استخدمنا أنا وطلابي مقاييس التسارع - وهي أجهزة قياس مدى سرعة تغير سرعة جسم متحرك.معظم الهواتف الذكية الحديثة تحتوي على مقاييس تسارع مدمجة التي تساعد تطبيقات مثل خرائط جوجل على تحديد موقع الهاتف.

نقوم بتثبيت مقاييس التسارع بالقرب من نهايات الفروع، حيث تقيس حركات الفروع في ثلاثة أبعاد.ومن خلال ربط هذه البيانات في الوقت الفعلي بقياسات سرعة الرياح، يمكننا تحديد حركات الفروع وتسارعها استجابةً لسرعات الرياح المختلفة.

في إحدى الدراسات، قمنا بتحليل كيف أدت التفاعلات بين أنواع الأشجار المختلفة إلى تغيير مظلة الغابات في غابات الأخشاب الصلبة في الأراضي السفلية على طول الأنهار والجداول في وسط المسيسيبي.وتتكون هذه الغابات بشكل رئيسي من بلوط الكرز و أشجار الصمغ الحلو.كلا النوعين شائعان في المدرجات المختلطة، لكن لهما أشكال تاج مختلفة ومعدلات نمو مختلفة.

في البداية، كانت الصمغ الحلو أكثر عددًا وبارزة في الغابات الصغيرة.ولكن مع مرور الوقت، وبفضل اصطدام الأشجار ببعضها البعض، بدأت أشجار بلوط الكرز تصبح أقوى في المساحات التي أخلتها فروع الصمغ الحلو المتآكلة.في نهاية المطاف، تغلبت شجرة البلوط على الصمغ الحلو المتراجع ووصلت إلى المستوى المطلوب تهيمن على مظلة الغابة.

الإدارة من الأعلى إلى الأسفل

تتغير بيئات الغابات باستمرار وتتأثر بالعديد من العوامل، بدءًا من غزو الحشرات وأمراض النباتات وحتى تغير المناخ والكوارث الطبيعية.إن تآكل التاج المادي بين الأنواع ليس مفهومًا جيدًا مثل بعض هذه الضغوط الأخرى، لكنه يساهم بشكل واضح في تطوير غابات نفضية متنوعة ومختلطة الأنواع.

تشير أبحاثنا إلى أنه عندما يؤدي تآكل التاج إلى تقليل حجم التاج ونمو الأنواع الأسرع نموًا، يمكن أن تظهر الأنواع الأبطأ نموًا وتصبح أكثر بروزًا.يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف العلماء وأخصائيي الغابات على تطوير وإدارة غابات صحية ومنتجة.