树木争夺空间、光线和资源，这些冲突可能会留下战争疤痕

当您穿过森林时，您可能会感觉这是一个静止的环境，几乎没有什么事情发生。但树木在生长过程中不断相互作用并相互反应。对光线和空间的竞争非常激烈。每一次转变都会以某种方式影响森林的整体构成。

像我一样的森林科学家 花很多时间思考 森林演替 – 植物物种在一块土地上殖民并统治的可预测过程。土地的基本顺序是从开阔的田地演变成灌木丛和灌木，然后演变成幼树，最终演变成大而成熟的树木。大风暴或野火等干扰可能会中断或阻碍森林的演替。

我研究演替过程中和干扰后发生的物种组成、树木排列和森林发育的生态变化。我的研究团队分析了混合物种落叶林或绿叶林的条件。利用树木年轮，我们重建了森林几年前的样子。

通过应用观察到的模式和过程，研究人员可以模拟森林未来的生长和发展。以下是一些关于森林漫步时您周围的树木可能发生的情况的见解。

争夺空间和光线

森林群落包含不同种类、形状和大小的树木。每个物种都需要特定量的阳光和空间才能以自己的速度茁壮成长。

许多树 保持距离 避免与其他树木的接触，以尽量减少与邻居的互动——研究人员将这种模式称为“树冠羞怯”。如果你向上看，你可能会注意到树木之间有缝隙，缝隙附近的树枝上有折断的树枝和更少的叶子。相比之下，有充足空间和阳光生长的枝叶会更加茂密、健康。

混合物种的绿叶森林通常支持 超过30种木本植物, ，这意味着它们可以以多种不同的方式进化。了解树木如何相互作用，可以让森林管理人员（无论是农村还是城市）制定指导森林生长的做法。

当森林刚建立时，每英亩可以有数千棵树苗。但每英亩只能种植 50 至 100 棵树 生存并成长到成熟. 。林务人员致力于了解哪些树木将在竞争中胜过其他树木以及哪些树木将放弃生长空间。

了解森林生长最重要的区域之一是 天篷 – 森林的天花板，包括树冠上的所有树叶、树枝和细枝。典型的混合物种森林将具有多个树冠层，由生长速度不同的物种组成。当树木死亡时，它们会放弃生长空间，幸存的树木通过生长和扩大树冠来占据这些生长空间。

风暴如何塑造森林

一棵成熟的树在其一生中会经历许多天气事件。暴风雨迫使树木摇摆并撞击邻近的树木，从而导致树冠磨损，即损坏芽和枝尖。这些影响可能 减缓并减少枝条生长. 。树冠磨损表明树丛过于密集，树木之间的竞争正在破坏健康生长。

然而，冠磨损实际上可以帮助某些物种。例如，橡树是一种生长较慢的树种，具有致密的组织和粗壮的树枝，可能会磨损和损坏生长较快的树木的树枝，例如杨树和桉树，这些树木的木材较弱、密度较小。这使得橡树能够超越最初生长较快的竞争对手。

有些森林是单一栽培的，以一种树种为主。例如，在美国西部的大片地区，森林在 1800 年代被烧毁或砍伐，后来通过 黑松, ，原产于西部山区。这些树木都以相同的速度重新生长，这与混交林不同，混交林中某些物种比其他物种生长得更快。

这产生了又高又细的树木 在有风的情况下摇摆得更多. 。由于树冠磨损或害羞，松树的树冠较小，不会像平常那样向两侧扩展得那么远。

这些森林最终变得停滞不前。树木之间的空间缩小，因为树木的小树冠无法与邻近的树木保持“一臂距离”。树木生长减少，并且 树木的生命力下降.

疏伐这些森林 或进行 规定烧伤 可以增加树木之间的间距，为树冠生长提供更多空间。

观看树木战斗

为了研究风力事件期间树枝的运动，我和我的学生使用加速度计 - 测量的设备 移动物体的速度变化有多快. 。大多数现代智能手机 包含内置加速度计 帮助谷歌地图等应用程序精确定位手机的位置。

我们将加速度计固定在树枝的末端附近，在那里它们测量树枝的三个维度的运动。通过将这些数据实时与风速测量联系起来，我们可以确定树枝响应不同风速的运动和加速度。

在一项研究中，我们分析了不同树种之间的相互作用如何改变密西西比州中部河流和溪流沿岸低地阔叶林的森林冠层。这些森林主要由 樱桃皮橡木 和 枫香树. 。这两个物种在混合林中都很常见，但它们的树冠形状和生长速度不同。

最初，枫香在幼小的森林中数量更多，也更为突出。但随着时间的推移，由于树木相互碰撞，樱桃树皮橡树在枫香树枝磨损所腾出的空间中开始变得更加坚固。最终，橡树战胜了日渐衰落的枫香，并走向了繁荣。 主宰森林树冠.

自上而下管理

森林环境不断变化，并受到多种因素的影响，从昆虫入侵和植物病害到气候变化和自然灾害。物种之间的物理树冠磨损不像其他一些胁迫那样得到充分理解，但它显然有助于多样化、混合物种落叶林的发展。

我们的研究表明，当树冠磨损减少树冠尺寸和生长较快物种的生长时，生长较慢的粗壮物种就会出现并变得更加突出。这一发现可以帮助科学家和林业工作者开发和管理健康、高产的森林。