美国西北森林计划与流域管理双管齐下，25年惊变
编者按
近日，笔者获悉：美国地质调查局、林业局和俄勒冈州立大学的一个科学家团队发表了一份报告，总结了25年来华盛顿、俄勒冈州和加利福尼亚州219个流域内的1000多个地点收集的数据。根据美国西北森林计划，大规模森林恢复与有针对性的森林、道路和溪流管理相结合，导致流域状况缓慢但稳定地改善。
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（北方斑点猫头鹰大多是非迁徙的长寿鸟类，其数量在北美西部成熟的森林中有所减少。图源：Public Domain）
1994年颁布《西北森林计划》
1993年春，美国西北森林会议在俄勒冈州波特兰举行。这是一场长达十年的斗争的高潮，旨在寻求一个折中的办法：平衡北方斑点猫头鹰、古老森林等象征性物种的拯救和当地经济支柱产业——伐木及木材产业。
在过去，古老的森林被许多人视为“死亡区”，即超过鼎盛时期的生态系统，充满了古老的枯木，除了能提供建筑材料外，对人类或野生动物几乎没有价值。研究最终表明：1）古老的森林很重要；2）不仅对猫头鹰，对许多其他鱼类和野生动物也很重要；3）不仅对野生动物，对人类也很重要。森林提供了我们生存所需的淡水和清洁空气。
生态系统管理正在成为一种更为广泛接受的战略。美国西北森林会议的与会者建议，任何旨在拯救单一物种的计划，在这种情况下是北方斑点猫头鹰，都注定会失败，将采取一种全生态系统的方法，认识到森林的各个部分是如何连通的。会议的成果是1994年颁布的《西北森林计划》（Northwest Forest Plan）。该计划允许伐木继续进行，但砍伐速度是20世纪80年代之前的四分之一，并解决了关键的栖息地保护措施。
新保护计划覆盖太平洋西北部森林和水资源
古老森林里的老树、枯木、树荫、昆虫和蓄水也对鲑鱼至关重要。从猫头鹰保护开始，最终生态系统保护计划得到了扩大，还保护流域中的鱼类。
保护森林和流域水体生态系统是新的西北森林计划的核心考虑因素。森林溪流为生态系统和人类提供了许多重要资源，包括本地鱼类和水体。美国西北森林计划实施后不久，鲑鱼科五个物种的不同种群和北方斑点猫头鹰均被列入了美国《濒危物种名录》（Threatened or Endangered Species List）。该名录包括银鲑（coho）、狗鲑(chum)、奇诺克鲑鱼(Chinook salmon) 、公牛鳟鱼（bull）和虹鳟（steelhead trout）。
美国西北森林计划水生生物保护战略包括道路建设限制，鼓励拆除旧的、未使用的道路。它还需要在溪流和木材收获区之间有更大的树木缓冲区，以保护树荫和河岸免受侵蚀。科学家一方面监测水生和河岸保护有效性，同时负责评估该战略是否成功改善了流域。
水生和河岸有效性监测项目的参与者包括来自美国地质调查局、美国林业局和俄勒冈州立大学的科学家。他们25年的报告描述了自西北森林计划实施以来流域特征的趋势。该地区内的国家森林和土地管理局资源区采取了一系列旨在改善水生生态系统的行动，包括升级道路、更换涵洞和促进溪流沿岸大型树木的生长。其中一些行动，如更换损坏的涵洞，可以立即改善鱼类通道。其他的，比如种植大树为溪流提供阴凉，可能需要几十年的时间才能对溪流温度产生影响。
森林覆盖和溪流温度
流经溪流的水量是流域条件的关键组成部分。然而，在水生和河岸有效性监测计划之前，除了主要放置在较大溪流上的测量仪之外，几乎没有关于太平洋西北部河流流量的科学信息。该项目研究小组研究了年流量（每年沿着溪流或河流流动的水量）、干旱和溪流宽度。他们观察到整个地区的河流宽度普遍下降。干旱和年流量的趋势变化更大，但有迹象表明，俄勒冈州和加利福尼亚州研究区南部地区的干旱率更高，流量下降。这些趋势与气候变暖时预计发生的趋势一致，表明在西北森林计划的实施过程中，气候变化已成为该地区水文条件的主要驱动因素。
图源：Public Domain
鲑鱼和鳟鱼等冷水鱼类的生长，这是西北森林计划的一个主要重点。溪流温度主要受河岸树木提供的遮荫量的影响，这一遮阴功能受到木材采伐和野火等其他干扰的强烈影响。监测数据显示，总体树冠层覆盖率变化不大。在特定地区，如受野火影响的地区，树冠覆盖率大幅下降。在森林扩大的地区，树冠覆盖率也大幅增加。总体而言，溪流温度相对较低，在适合冷水鱼类的范围内。
溪流中的大型木材
当一棵树死了，或者被风或火刮倒时，它可能会倒进小溪里。溪流中的木材可以在许多方面对溪流有益，这些方面乍一看可能并不明显。它可以冷却水温，为鱼类提供庇护，并作为鱼类赖以生存的昆虫和微生物的食物。在西北森林计划之前，从溪流中清除枯木是一种常见的做法，这导致了溪流中木材的缺乏。一棵树的生命周期可能需要数百年，从发芽到死亡，再到最终倒在溪流中。
（一条小溪流经华盛顿州帕克伍德湖附近的吉福德-平肖特国家森林。倒下的树木在溪流中形成了对水生动物有价值的栖息地。图源：Public Domain）
研究人员没想到在短短25年内会看到溪流中木材数量的巨大变化。为了说明未来木材从森林输送到溪流的可能性，他们使用森林植被的卫星图像来预测未来有多少老树可能成为溪流中的木材。整个地区的局部损失和收益各不相同，一些在历史上被砍伐但仍有待恢复的地区获益较大，而在最近发生野火的地区则有损失。但总的来说，该团队估计西北森林计划地区的大树数量将增加4%。在华盛顿-俄勒冈州海岸地区，大树的效益甚至更高。
森林道路和溪流沉积物
森林道路穿过俄勒冈州西北部玛丽峰区北福克-西莱茨河谷下游土地管理局土地的森林道路。图源：Public Domain
道路是流入溪流的沉积物的主要来源。当伐木卡车在未硬化路面的森林道路上行驶时，会导致泥土滚落到溪流中。溪流中的一些细小沉积物是有益的，可以有益于本土七鳃鳗（lamprey）等物种。但过多的沉积物会堵塞鲑鱼产卵所需的砾石，降低鲑鱼卵和鱼苗的存活率。森林道路停运使溪流附近的道路预计长度减少了约7%。溪流中的数据表明，90%的采样流域中，栖息地的细沉积物有所减少。道路管理似乎具有减少河床细泥沙的预期效果。
森林道路和溪流沉积物
俄勒冈州雷德蒙德附近一处被破坏的溪流公路交叉口或涵洞。损坏的涵洞会堵塞水流和鱼类通道。图源：Pubic Domain
保护鱼类是西北森林计划的一个主要重点，但直接监测2400多万英亩的鱼类栖息地？不太可行。相反，大型无脊椎动物是监测项目的目标生物。大型无脊椎动物是像昆虫、软体动物和其他鱼类所吃的小生命形式一样的动物。它们可以指示溪流水质和食物网状况。总体而言，大型无脊椎动物的趋势表明，食物网正在发挥作用，几乎没有证据表明过去的干扰会产生持久影响。
影响鱼类的另一个重要因素是“连通性”。尽管鲑鱼和鳟鱼会通过溪流进行洄游迁徙，但它们在迁徙过程中会遇到许多物理障碍。这份25年的报告包括迄今为止美国土地上最详细的溪流涵洞清单。涵洞允许溪流在道路下流动，但如果涵洞老旧、损坏或设计不当，则会限制鱼类通行。在调查的3193个涵洞中，2420个被确定为鱼类通道的障碍物，占76%。这些溪流涵洞屏障目前阻碍了通往3400多英里鱼类栖息地的通道。自从西北森林计划通过以来，许多已经被修复或更换，以允许鱼类通过，但仍有很多工作要做。需要进行额外的调查，以更好地绘制景观中涵洞的位置，并确定其当前状况。
本报告为未来监测太平洋西北部美国土地上的水生生态系统奠定了基础。水生和河岸有效性监测项目的工作人员每年都在继续收集数据。尽管森林管理是美国西北森林计划的最初重点，但很明显，流域状况的稳定改善正在与气候变化的影响相互作用，包括干旱、洪水、野火、热浪和其他干扰。从水生生物的角度来看，水资源至关重要，包括排水的流域和溪流，以及鱼类、野生动物和人类的水资源。太平洋西北部的未来与森林和水密切相关。
原文参见：https://www.usgs.gov/news/featured-story/slow-steady-improvement-25-years-monitoring-reveals-impacts-northwest-forest
整理：Daisy 审核：Maggie
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