DOI: https://doi.org/10.1007/s40725-025-00266-4
تاريخ النشر: 2026-01-08
المؤلف: Jenickson R. S. Costa وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم البيئة الغابية ودراسات التنوع البيولوجي
نظرة عامة
تستعرض المراجعة مفهوم تعددية وظائف النظام البيئي للغابات، والذي يشير إلى قدرة الغابات على تقديم وظائف وخدمات بيئية متعددة في وقت واحد. وتبرز التأثير المتزايد للأنشطة البشرية وتغير المناخ على هذه التعددية. كشفت مراجعة منهجية للأدبيات عن زيادة كبيرة في المنشورات، خاصة من الصين وأوروبا، تركز على العوامل المختلفة التي تؤثر على تعددية وظائف الغابات. حددت الدراسة العوامل غير الحيوية، مثل خصائص التربة وميزات الموقع والمناخ، كأكثر العوامل التي تم فحصها بشكل متكرر، تليها العوامل المتعلقة بالتنوع البيولوجي بما في ذلك تركيب الأنواع وغناها. ومن الجدير بالذكر أن العوامل المتعلقة بالتربة كانت مرتبطة بشكل أساسي بتعدد الوظائف تحت الأرض، بينما تم اعتبار خصائص الأشجار والمجموعات في كل من السياقات فوق الأرض وتحت الأرض.
تؤكد النتائج على أهمية تنوع أنواع الأشجار، وتنوع الكائنات الحية في التربة، وعمر المجموعات، والتنوع الهيكلي في تعزيز تعددية وظائف الغابات. يدعو المؤلفون إلى استراتيجيات تشمل الحفاظ على الغابات القديمة، وتعزيز الاستعادة على المدى الطويل، وتوسيع الغابات المتنوعة الأنواع لتحقيق نظم بيئية متعددة الوظائف. كما يشيرون إلى وجود تحيز جغرافي في الأبحاث الحالية ونقص في الفهم الشامل بشأن التفاعل بين العمليات فوق الأرض وتحت الأرض. تدعو المراجعة إلى نهج شامل لدراسة تعددية وظائف الغابات، مع الاعتراف بالأدوار المترابطة للعوامل المختلفة وآثارها على مؤشرات صحة التربة في إدارة الغابات.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الدور الحاسم للغابات في التخفيف من تغير المناخ من خلال احتجاز الكربون، وإنتاج الأخشاب، والحفاظ على التنوع البيولوجي، بينما تقدم أيضًا خدمات بيئية أساسية تعزز رفاهية الإنسان. مع مواجهة الغابات لضغوط متزايدة من الأنشطة البشرية وتغير المناخ، أصبح مفهوم تعددية وظائف النظام البيئي للغابات – الذي يُعرف بأنه قدرة الغابات على تقديم وظائف وخدمات بيئية متعددة في وقت واحد – أكثر بروزًا. هذه التعددية ضرورية لضمان مرونة الغابات ضد الاضطرابات مثل تفشي الآفات والحرائق، مما يجعلها هدفًا رئيسيًا في استراتيجيات التكيف مع الغابات.
على الرغم من الأهمية المعترف بها لتعدد وظائف الغابات، فإن قياسها لا يزال مثيرًا للجدل بسبب التعريفات المختلفة، والمؤشرات، والمنهجيات عبر الدراسات. تكشف الأدبيات عن نقص في التوافق بشأن الوظائف البيئية التي يجب تضمينها في مؤشرات التعددية، فضلاً عن أكثر الطرق فعالية لتقييمها. حددت الدراسات الحديثة عوامل مختلفة تؤثر على تعددية وظائف الغابات، بما في ذلك ميزات المجموعات الغابية، وممارسات الإدارة، والتفاعلات الحيوية، ومع ذلك كانت النتائج غالبًا غير متسقة. لمعالجة هذه الفجوات، أجرى المؤلفون مراجعة منهجية للأدبيات لاستكشاف الوظائف البيئية المستخدمة في التقييمات، والعوامل الرئيسية لتعدد الوظائف، والاختلافات في العوامل التي تؤثر على الوظائف فوق الأرض مقابل الوظائف تحت الأرض. تهدف هذه الأبحاث إلى تعزيز الفهم وإدارة الغابات متعددة الوظائف في سياق تغير المناخ.
الطرق
في هذا القسم، يستعرض المؤلفون الطرق المستخدمة لحساب مؤشرات تعددية وظائف الغابات، مع تحديد أربعة وعشرين وظيفة بيئية مصنفة إلى خمسة أنواع من خدمات النظام البيئي: الثقافية، والتنظيمية، والداعمة، والتزويد، والتنوع البيولوجي. تكشف التحليلات عن تباين كبير في عدد الوظائف المستخدمة عبر الدراسات، حيث تتراوح من 2 إلى 32، بمتوسط 7 (± 4.60) وظائف لكل ورقة. ومن الجدير بالذكر أن حوالي 43% من الدراسات ركزت على خدمة بيئية واحدة، بينما كانت الخدمات الداعمة، مثل متوسط هطول الأمطار السنوي ومحتوى الماء في التربة، الأكثر تمثيلًا. تشمل الاضطرابات التي تم فحصها العمليات الحراجية، والمخاطر الطبيعية، وتجزئة المجموعات، مع تصنيف الكائنات الحية في التربة إلى خمسة عشر فئة بناءً على تنوعها وتركيبها.
تسلط المراجعة الضوء أيضًا على أن أقل من نصف الدراسات استخدمت نماذج إحصائية لتقييم الاعتماديات لمؤشرات تعددية وظائف الغابات، حيث كانت نماذج المعادلات الهيكلية وتحليل المسار هي الأكثر شيوعًا، مستخدمة في 45% من الدراسات. يتم التأكيد على أهمية فهم ما إذا كانت آثار العوامل مباشرة أو غير مباشرة لتوضيح التفاعلات البيئية التي تدعم تعددية وظائف الغابات. يدعو المؤلفون إلى تمييز أوضح في الأبحاث المستقبلية لتجنب سوء تفسير النتائج وآثارها على إدارة الغابات.
المناقشة
في هذا القسم، يوضح المؤلفون منهجية بحثهم المنهجي للأدبيات لتقييم العوامل المؤثرة على تعددية وظائف الغابات، مع التركيز على المقالات التي تمت مراجعتها من قبل الأقران من قاعدة بيانات Web of Science الممتدة من 1900 إلى 2024. أسفر البحث عن 1,069 ورقة، والتي تم تضييقها إلى 103 دراسة ذات صلة قامت بتقييم تأثير العوامل المختلفة على تعددية وظائف الغابات بشكل كمي، مع استبعاد الدراسات حول المراعي أو المقارنات بين أنواع الغابات. قامت التحليلات بتصنيف الغابات إلى أربعة نظم بيئية واستخراج المتغيرات الرئيسية، بما في ذلك البيانات الجغرافية، والعوامل المستكشفة، وآثار هذه العوامل على التعددية، والتي تم تصنيفها على أنها إيجابية أو سلبية أو محايدة.
تكشف النتائج عن زيادة كبيرة في إنتاج الأبحاث حول العوامل المؤثرة على تعددية وظائف الغابات، خاصة من 2015 إلى 2024، مع تركيز الدراسات في الصين وإسبانيا. حددت المراجعة 38 مجموعة من العوامل المتميزة، مصنفة إلى عوامل غير حيوية، واضطرابات، وكائنات حية في التربة، وميزات الأشجار والمجموعات. ومن الجدير بالذكر أن الدراسة تبرز الدور السائد للوظائف تحت الأرض في التأثير على تعددية وظائف الغابات، حيث تركزت غالبية الدراسات على خصائص التربة والمجتمعات الميكروبية. يؤكد المؤلفون على تعقيد التفاعلات بين هذه العوامل والحاجة إلى مزيد من الأبحاث لفهم الآثار غير المباشرة والتفاعل بين العوامل فوق الأرض وتحت الأرض في تعزيز تعددية وظائف الغابات.
القيود
يتناول قسم القيود الفجوات الحالية في فهم العوامل المؤثرة على تعددية وظائف الغابات. يبرز أنه على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه في تحديد العوامل البيئية والاجتماعية والاقتصادية التي تسهم في الأدوار متعددة الوظائف للغابات، لا تزال هناك عدم يقين حاسم. تشمل هذه التفاعلات المعقدة بين التنوع البيولوجي، وخدمات النظام البيئي، وممارسات الإدارة البشرية، والتي لم يتم فهمها أو قياسها بالكامل.
علاوة على ذلك، تعترف الأبحاث بأن النماذج الحالية قد تبسط هذه التفاعلات بشكل مفرط، مما قد يتسبب في تجاهل المتغيرات الرئيسية التي تؤثر على ديناميات الغابات. يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى نهج شامل ومتعدد التخصصات يدمج البيانات البيئية مع العوامل الاجتماعية والاقتصادية لتعزيز القدرات التنبؤية بشأن تعددية وظائف الغابات. يسلط هذا المنظور الضوء على أهمية معالجة هذه القيود لإبلاغ استراتيجيات إدارة الغابات والحفاظ عليها بشكل أفضل.
DOI: https://doi.org/10.1007/s40725-025-00266-4
Publication Date: 2026-01-08
Author(s): Jenickson R. S. Costa et al.
Primary Topic: Forest Ecology and Biodiversity Studies
Overview
The review examines the concept of forest ecosystem multifunctionality, which refers to the ability of forests to provide multiple ecosystem functions and services simultaneously. It highlights the increasing impact of anthropogenic activities and climate change on this multifunctionality. A systematic literature review revealed a significant rise in publications, particularly from China and Europe, focusing on various drivers influencing forest multifunctionality. The study identified abiotic factors, such as soil properties, site features, and climate, as the most frequently examined drivers, followed by biodiversity-related factors including species composition and richness. Notably, soil-related drivers were primarily associated with belowground multifunctionality, while tree and stand attributes were considered in both above- and belowground contexts.
The findings emphasize the importance of tree species diversity, soil organism diversity, stand age, and structural diversity in enhancing forest multifunctionality. The authors advocate for strategies that include preserving old-growth forests, promoting long-term restoration, and expanding species-diverse forests to achieve multifunctional ecosystems. They also note a geographical bias in current research and a lack of comprehensive understanding regarding the interplay between above- and belowground processes. The review calls for a holistic approach to studying forest multifunctionality, recognizing the interconnected roles of various drivers and their implications for soil health indices in forest management.
Introduction
The introduction highlights the critical role of forests in mitigating climate change through carbon sequestration, timber production, and biodiversity conservation, while also providing essential ecosystem services that enhance human well-being. As forests face increasing pressures from anthropogenic activities and climate change, the concept of forest ecosystem multifunctionality—defined as the ability of forests to deliver multiple ecosystem functions and services simultaneously—has gained prominence. This multifunctionality is essential for ensuring forest resilience against disturbances such as pest outbreaks and wildfires, making it a key objective in forest adaptation strategies.
Despite the established importance of forest multifunctionality, measuring it remains contentious due to varying definitions, indicators, and methodologies across studies. The literature reveals a lack of consensus on which ecosystem functions should be included in multifunctionality indices, as well as the most effective methods for their assessment. Recent studies have identified various drivers influencing forest multifunctionality, including forest stand features, management practices, and biotic interactions, yet findings have often been inconsistent. To address these gaps, the authors conducted a systematic literature review to explore the ecosystem functions used in assessments, the primary drivers of multifunctionality, and the differences in drivers affecting aboveground versus belowground functions. This research aims to enhance the understanding and management of multifunctional forests in the context of climate change.
Methods
In this section, the authors review the methods used to calculate forest multifunctionality indices, identifying twenty-four ecosystem functions categorized into five ecosystem service types: cultural, regulatory, supporting, provisioning, and biodiversity. The analysis reveals significant variability in the number of functions employed across studies, ranging from 2 to 32, with an average of 7 (± 4.60) functions per paper. Notably, approximately 43% of studies focused on a single ecosystem service, while supporting services, such as mean annual precipitation and soil water content, were the most frequently represented. The disturbances examined included silvicultural operations, natural hazards, and stand fragmentation, with soil organisms classified into fifteen categories based on their diversity and composition.
The review further highlights that less than half of the studies utilized statistical models to assess the dependencies of forest multifunctionality indices, with structural equation models and path analysis being the most common, employed in 45% of the studies. Understanding whether the effects of drivers are direct or indirect is emphasized as essential for elucidating the ecological interactions that underpin forest multifunctionality. The authors advocate for clearer distinctions in future research to avoid misinterpretations of results and their implications for forest management.
Discussion
In this section, the authors detail their systematic literature search methodology for evaluating the drivers of forest multifunctionality, focusing on peer-reviewed articles from the Web of Science spanning from 1900 to 2024. The search yielded 1,069 papers, which were narrowed down to 103 relevant studies that quantitatively assessed the influence of various drivers on forest multifunctionality, specifically excluding studies on grasslands or comparisons between forest types. The analysis categorized forests into four biomes and extracted key variables, including geographic data, explored drivers, and the effects of these drivers on multifunctionality, which were classified as positive, negative, or neutral.
The findings reveal a significant increase in research output on forest multifunctionality drivers, particularly from 2015 to 2024, with a concentration of studies in China and Spain. The review identified 38 distinct driver groups, categorized into abiotic factors, disturbances, soil organisms, and tree and stand features. Notably, the study highlights the predominant role of belowground functions in influencing forest multifunctionality, with a majority of studies focusing on soil properties and microbial communities. The authors emphasize the complexity of interactions among these drivers and the need for further research to understand the indirect effects and the interplay between aboveground and belowground factors in enhancing forest multifunctionality.
Limitations
The section on limitations addresses the current gaps in understanding the drivers of forest multifunctionality. It highlights that while significant progress has been made in identifying ecological and socio-economic factors that contribute to the multifunctional roles of forests, there remain critical uncertainties. These include the complex interactions between biodiversity, ecosystem services, and human management practices, which are not fully understood or quantified.
Furthermore, the research acknowledges that existing models may oversimplify these interactions, potentially overlooking key variables that influence forest dynamics. The authors emphasize the need for more comprehensive, interdisciplinary approaches that integrate ecological data with socio-economic factors to enhance predictive capabilities regarding forest multifunctionality. This perspective underscores the importance of addressing these limitations to inform better forest management and conservation strategies.