森林動態

森林動態是塑造與改變森林生態系的潛在物理與生物力量。森林的持續變化狀態可由兩個基本要素總結：干擾與演替。

干擾

森林干擾是指除了個別生物體的生長與死亡外，導致森林生態系結構與組成發生變化的事件。干擾的頻率與強度各不相同，包括火災、山崩、風災、火山爆發、罕見的隕石撞擊等天然災害；昆蟲、真菌與其他病原體的爆發；動物造成的啃食與踐踏等影響；以及戰爭、伐木、污染、為都市化或農業而清理土地、引入入侵物種等人為干擾。並非所有干擾都對整體森林生態系具有破壞性或負面影響。許多自然干擾能促進更新與生長，並經常釋放出必要的養分。

小尺度干擾是創造與維持森林內多樣性與異質性的關鍵。小尺度干擾是指如單棵樹木風倒等事件，這些事件會產生孔隙，讓光線穿透樹冠層到達林下層與森林底層。這些可利用的光線讓演替早期的不耐蔭物種得以在優勢森林中拓殖並維持族群，從而形成被視為老熟林的複雜空間鑲嵌森林結構。此過程被稱為斑塊動態或孔隙動態，且已在許多類型的森林中被描述，包括熱帶、溫帶與寒帶森林。

某一特定區域或生態系的自然干擾組合與模式，被稱為該生態系的干擾機制。自然群落與其自然干擾機制密切相關。例如，溫帶與寒帶雨林通常具有一種由高頻率但小尺度的事件所組成的干擾機制，從而形成一個由非常古老的樹木主導的高度複雜森林。相反地，具有由高強度林分替換事件（如頻繁的火災）組成的干擾機制的森林，其結構往往較為均一，林分也相對年輕。

演替

森林演替是物種在干擾後恢復與再生的過程。干擾的類型、氣候與天氣條件、拓殖物種的存在，以及物종間的交互作用，都會影響演替的路徑。 在整個演替過程中，物種多樣性與組成會不斷變動。演替的經典模型稱為接替性植物相，指的是優勢物種的接力賽。在一次林分替換干擾後，不耐蔭物種會拓殖並生長成優勢樹冠層，但由於其不耐蔭的特性，它們無法在自己的樹冠下再生；林下層（由耐蔭物種組成）會逐漸取代樹冠層，而由於其耐蔭特性，它可以在自己的樹冠下再生，因此成為優勢物種。 演替過程往往不如接替性植物相模型所描述的那麼完整或具有方向性。物種可能對遮蔭具有中度耐受性，並透過利用穿透樹冠層的少量光線生存，而進一步的干擾又可能創造出小孔隙。這些及其他因素可能導致優勢物種的混合，並使演替沒有一個那麼明顯的「終點」（頂極群落）。

許多演替軌跡遵循一個基本的四階段發展模式。第一階段是林分初始，發生在一次重大干擾之後，涉及許多物種到達光線與養分充足的區域。第二階段是樹幹排除，描述隨著資源變得稀少，這些物種的生長與競爭；可能有一或數個物種勝出競爭並成為林分的優勢物種。第三階段是林下層再初始，涉及進一步的干擾與孔隙的產生；此時會發展出分層現象，出現樹冠層、中層與林下層等層次。最後一個階段稱為老熟林，是林下層再初始階段的延伸與完成；一個複雜、多齡且多層次的森林已然形成。

考量氣候變遷

森林對氣候很敏感，因此氣候變遷會對生態系的動態產生重大影響。上升的二氧化碳水平可以增加樹木的生產力與生長，但當其他養分成為限制因素時，生產力與生長隨後將會下降。溫度與降水的變化會影響不同物種的演替成果以及最終的物種組合。氣候變遷的許多因素也會影響生態系的干擾機制，使森林對不同干擾的敏感性增加或減少，並改變甚至阻止干擾後的恢復過程。

重要性

森林提供許多生態系服務，包括木材、淡水、碳儲存與遊憩區域。為了保護這些服務，以及森林所提供的自然棲地與生物多樣性，理解創造與維持森林的動態便是一項優先要務。林業與造林學的操作需要對森林動態有透徹的理解，才能實施有效的經營與保育技術。

參見

• 植林
• 林分層級模型