在人类世中，人类活动改变着地球的面貌，森林的结构和功能也因此受到很大影响。例如在美国爱达荷北部，曾经广泛分布的Western White Pine (WWP;Pinus monticolaDougl.)因为人类砍伐，野火，以及木材贸易带来的锈病而几乎死亡殆尽。其分布面积从1900年的约8000km²锐减到1992年的47km²。这种树生产力很高，也非常耗水。WWP死亡后替代它们的是生产力较低但也不怎么耗水的耐阴树种。这样大规模的树木死亡理应造成森林生态系统中水循环的巨大变化，但这样的变化在人类的活动和气候变化的背景下很难被准确地计算出来，各因子的影响也很难区分。此外，这些变化往往发生在人类进行科学观测之前，长期历史数据的缺乏限制了各项研究的开展。

实验室魏亮教授及十余名国外合作者针对多因子对森林水循环的影响开展研究。该研究在一个1911年建立的实验森林中利用难得的长期数据开展工作，结合水文模拟以及径流观测(1938年起)，气象观测（1911年起），积雪观测(1936起)，和植被观测（1920s起），从而定量地确定各种人为和非人为因子对水循环的影响。伴随着WWP逐渐死亡，该区域的年径流量从1939年起的六七十年间增加了30－40%，但WWP死亡、新生森林生长、气候变化、砍伐等多重因素的影响又如何区分？之后，该研究用模型重现植被历史变化的情景模拟并模拟了径流、蒸散发、积雪等因素的变化，终于把各种可能的影响区分开来。研究发现树种的变化造成的影响竟然只占了径流量变化的1/3，而人类的小规模砍伐可解释径流量变化的2/3；气候变化对径流变化的贡献较小。该项研究为如何在长时间尺度里区分各项相互作用的因子对森林水循环的影响提供了范例。

该研究成果以“White pine blister rust, logging, and species replacement increased streamflow in a montane watershed in the northern Rockies, USA”为题，发表在水文领域高水平期刊Journal of Hydrology上，实验室魏亮教授为第一和通讯作者。本项目得到中国自然基金重大项目“人类世人类活动的影响与适应”（41991254）和面上项目“利用树轮数据改进长期气候变化中的森林模拟”(1971492)的资助。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169422008022

图一：研究区域树种的变化（a）与径流的变化（b）