Care este impactul silviculturii cu acoperire continuă în comparație cu silvicultura prin tăieri la ras asupra biodiversității la nivel de arboret în pădurile boreale și temperate? Un protocol de revizuire sistematică

Cercetarea articolelor

Vom urma liniile directoare pentru revizuirile sistematice în managementul mediului V.5.0, emise de collaboration for environmental evidence . De asemenea, am completat protocolul cu un formular ROSES (Fișier suplimentar 1) . Vom folosi o strategie de căutare cuprinzătoare și vom căuta literatură relevantă dintr-o gamă diversă și largă de baze de date bibliografice.

1. Baza de date CABI de științe forestiere (http://www.cabi.org/forestscience/).

2. Directory of Open Access Journals (https://doaj.org/).

3. OpenGrey (http://www.opengrey.eu).

4. PQDT Open (https://pqdtopen.proquest.com/).

5. Scopus (https://www.scopus.com/).

6. Web of Science Core Collection (http://apps.webofknowledge.com).

7. Zenodo (https://zenodo.org).

De asemenea, vom căuta articole folosind două motoare de căutare, Google Scholar (https://scholar.google.com) și BASE (https://www.base-search.net). Mai mult decât atât, vom căuta articole pe un site web specializat, U.S. Forest Service (https://www.fs.usda.gov).

Lucrarea de definire a domeniului de aplicare a relevat faptul că relativ puține studii pot fi găsite atunci când sunt utilizați termeni specifici relevanți pentru componentele întrebării de studiu. Acest lucru provine mai degrabă din utilizarea inconsecventă a vocabularului în rândul cercetătorilor atunci când descriu CCF și metodele de recoltare asociate, decât dintr-o lipsă de literatură relevantă. Această problemă i-a determinat probabil pe cercetători și alte părți interesate să subestimeze cantitatea de cercetări efectuate pe această temă. Prin urmare, am efectuat o căutare sistematică a termenilor legați de CCF și de metodele de recoltare asociate. Am extras în mod sistematic toți termenii relevanți utilizați în lucrări care au analizat terminologia . Acest lucru a avut ca rezultat 64 de termeni unici (Fișier suplimentar 2). Majoritatea acestor termeni erau compuși din mai multe cuvinte, primul cuvânt indicând un tip de tăiere sau de gestionare, iar ultimul cuvânt precizând că se referă la silvicultură (de exemplu, tăiere prin selecție, recoltare prin selecție, tăiere prin selecție, tăiere prin selecție etc.). Pentru a scurta și simplifica șirul de căutare, am testat individual diferiți termeni și am eliminat termenii care nu au oferit rezultate suplimentare. Unii termeni generali (de exemplu, management alternativ, management orientat spre natură, management ecosistemic etc.) au avut ca rezultat un număr mare de articole fără relevanță pentru subiectul abordat. Am completat acești termeni cu termeni specifici managementului forestier (de exemplu, silvicultură alternativă, recoltare alternativă etc.) pentru a ne asigura că nu a fost exclusă literatura relevantă. Acest lucru a dus la un total de 78 de termeni pentru intervenție. Din același motiv, ne vom limita căutarea la categoriile de subiecte relevante pentru pădure din Web of Science (WoS) și la domeniile de cercetare din Scopus (tabelul 1). Vom completa apoi acești termeni cu termeni relevanți pentru comparator, de exemplu, tăierea la ras.

Nu vom limita căutarea la pădurea boreală sau temperată (populație) pentru a ne asigura că studiile relevante nu vor fi excluse. De asemenea, nu vom limita căutarea la studii relevante pentru biodiversitate (rezultat), deoarece este foarte dificil să avem un șir de căutare atotcuprinzător pentru biodiversitate. Această abordare mărește volumul de muncă, dar maximizează șansele de a găsi toate studiile relevante pentru biodiversitate. Vom căuta în titluri, rezumate și cuvinte-cheie. După screening, termenii nou descoperiți vor fi utilizați pentru a efectua o altă căutare. Pentru a evalua caracterul cuprinzător al căutării, vom folosi următoarele articole ca puncte de referință: . Vom folosi următorul șir de căutare:

(((forest* OR timber* OR tree* OR wood*) AND

(„aggregat* cut*” OR „agregat* recoltă*” OR „agregat* exploatare forestieră*” OR „tăiere* alternativă*” OR „alternativ* tăiat*” OR „alternative* harvest*” OR „alternative* silvicult*” SAU „alternativă* la defrișare* tăiere*” SAU „alternativă* la defrișare*” OR „alternative* to even age*” SAU „înapoi* la natură*” OR „checker*”OR „aproape* de natură*” SAU „bunul* simț*” SAU „acoperire* continuă*” SAU „pădure* continuă*” OR „dauerwald*” OR „diversity* orient*” SAU „ecoforesterie*” SAU „silvicultură* ecologică*” SAU „silvicultură* ecologică*” OR „ecosystem* managment*” OR „gap* cut*” OR „gap* fell*” OR „gap* harvest*” OR „gap* manag*” OR „gap* select*” SAU „gap* silvicultură*” OR „holistic*” OR „irregular* structure*” OR „irregular*” OR „J shape*” SAU „impact* scăzut*” OR „multi* vârstă*” OR „multiage*” OR „multi* cohortă*” OR „multicohort*” OR „multi* scop*” OR „multipurpose*” OR „natural* disturbance* base*” OR „nature* base*” OR „nature* orient*” SAU „aproape* natural*” SAU „noua* silvicultură*” SAU „noua* perspectivă*” SAU „tăiere* parțială*” SAU „recoltare* parțială*” SAU „tăiere* petice*” SAU „tăiat* petice*” OR „patch* harvest*” OR „patch* tăiat*” SAU „pădure* permanentă*” OR „plenter*” SAU „policiclică*” SAU „impact* pozitiv*” SAU „impact* redus*” SAU „pădure* de restaurare*” SAU „tăiere* selectivă*” SAU „tăiat* selectiv*” OR „select* harvest*” OR „select* logging*” OR „select* managment*” OR „select* silvicultur*” OR „single* tree*” SAU „controlul* populatiei*” OR „strip*” SAU „silvicultură* durabilă*” SAU „silvicultură* sistemică*” SAU „sistemic*” SAU „diametru* țintă*” SAU „vârstă* neuniformă*” SAU „dimensiune* neuniformă*” SAU „impact* scăzut*” OR „common* sense*” SAU „dispersia* tăierii*” OR „dispers* a căzut*” OR „dispers* recoltă*” OR „dispers* silvicultură*”) AND

(„vârstă uniformă*” OR „clearcut*” OR „clear* cut*” OR „clear* fell*” OR „clearfell*” OR „pădure* plantată*” OR „plantation*” OR „monoculture*”))))

Acest șir de căutare este formatat pentru WoS și Scopus. Pentru utilizarea în WoS „TS =”, iar în Scopus se adaugă „TITLE-ABS-KEY” la începutul șirului de căutare.

Serviciile, altele decât WoS și Scopus, sunt limitate în funcționalitate (de exemplu, lungimea șirului de căutare, fără export de referințe). Prin urmare, vom utiliza o strategie de căutare simplificată atunci când folosim aceste alte servicii. Vom utiliza cei mai comuni și mai relevanți termeni de căutare legați de CCF (Tabelul 2A). Vom căuta cu fiecare termen CCF în parte sau, atunci când este posibilă utilizarea operatorilor booleeni, vom combina căutarea cu toți termenii relevanți (Tabelul 2A și B). Vom examina primele 200 de articole (sortate după relevanță, atunci când este posibil) furnizate în cadrul fiecărei căutări. Vom căuta acești termeni în titlu, rezumat, cuvinte-cheie sau oriunde în articol, în funcție de capacitatea serviciului. Detaliile acestor căutări, împreună cu eventualele modificări sau adăugări de baze de date bibliografice, motoare de căutare și termeni vor fi înregistrate. Restricțiile de tip document aplicate vor fi înregistrate și raportate în cadrul analizei. Listele de referințe ale recenziilor relevante și ale tuturor studiilor eligibile vor fi, de asemenea, verificate sistematic.

Actualizarea căutării

După ce s-a făcut extragerea inițială a datelor, înainte de sinteza datelor, se va efectua o actualizare a căutării în Web of Science și Scopus. Această căutare va fi limitată pentru a porni de la căutarea inițială. Noile articole vor fi examinate și evaluate la fel ca înainte.

Cercetarea articolelor și criteriile de eligibilitate a studiilor

Procesul de examinare

Toate rezultatele căutărilor vor fi adăugate la o bibliotecă EndNote și duplicatele vor fi eliminate. Studiile vor fi depistate mai întâi prin evaluarea titlului. Atunci când titlul indică faptul că se pot face comparații relevante, lucrarea va fi considerată relevantă. În cazul în care titlul nu oferă un răspuns clar, rezumatul este analizat pentru relevanță. Orice studiu în care titlul sau rezumatul indică faptul că ar fi putut fi făcută o comparație relevantă va fi supus unei examinări a textului integral. În caz de incertitudine, vom include studiul și vom evalua în mod critic adecvarea prin citirea textului integral. Un al doilea recenzent va evalua independent un subset de studii din fiecare etapă de screening. În cazul în care apar dezacorduri cu privire la relevanța studiilor, se vor purta discuții pentru a se lua o decizie de consens. O listă a studiilor respinse cu motivele excluderii din evaluarea textului integral va fi furnizată într-un fișier suplimentar.

Criterii de eligibilitate

Se va lua în considerare atât literatura de specialitate, cât și cea gri. Pentru a fi inclus, un studiu trebuie să îndeplinească următoarele criterii:

Populații eligibile: Pădurile din zonele de vegetație boreală și temperată.

Intervenție eligibilă: Sisteme de gestionare care mențin întotdeauna acoperirea cu arbori și utilizează recoltarea parțială (selecție) pentru a menține cel puțin două clase de vârstă de arbori de producție. Recoltarea parțială poate fi împărțită în două grupe principale; recoltarea în grup și recoltarea unui singur arbore. Recoltarea în grup, denumită și recoltare pe intervale sau recoltare pe parcele, este o metodă de recoltare în care grupuri mai mici sau mai mari de arbori sunt recoltate în timpul tăierii. În timpul recoltării selective cu un singur arbore, arborii sunt aleși pentru tăiere în mod individual, iar deschiderile mai mari ale coronamentului sunt create mai puțin probabil. Ambele tăieri sunt utilizate pentru a obține sau a menține o structură dorită de vârstă/dimensiuni a arboretului (de exemplu, curba diametrului în formă de „J” cu cei mai mulți arbori mici și un număr din ce în ce mai mic de arbori mari).

Recoltarea va fi considerată parțială atunci când > 30% din arbori (pe baza măsurii raportate, de exemplu, suprafața bazală, volumul, biomasa, acoperirea coronamentului, densitatea tulpinii) rămân după recoltarea de producție. Acest prag este subiectiv, dar nu arbitrar, deoarece este derivat din cercetările bibliografice, pragul fiind ales în mod decisiv în contrast cu silvicultura de retenție. Pragul va fi interpretat în mod rigid. Silvicultura de retenție sau recoltarea lemnului de adăpost lasă, de obicei, < 30 % din volum nerecoltat și, adesea, nu are ca rezultat structuri cu mai multe vârste de-a lungul dezvoltării arboretului. Vom include, de asemenea, studiile descrise ca fiind silvicultură de retenție sau de tip shelterwood, cu condiția ca > 30% din arbori să fie reținuți după recoltare și să se obțină cel puțin două clase de vârstă.

În mod normal, comparațiile cu CC ar trebui să se facă între arborete care au deja o structură cu vârste inegale și care sunt apoi tăiate parțial. Acesta este adesea cazul în studiile observaționale. Cu toate acestea, experimentele încep de obicei cu o tăiere parțială în pădurea cu vârstă uniformă, cu intenția de a le converti în pădurea cu vârstă inegală. În acest caz, vom înregistra aceste informații ca meta-date și le vom lua în considerare în timpul analizei (de exemplu, starea pădurii înainte de tratament ca moderator). Deoarece efectele tăierilor asupra speciilor nu depind de intenția tăierii (dacă arborii rămași vor fi sau nu vor fi recoltați în viitor), vom lua în considerare toate studiile care compară tăierile clare cu tăierile parțiale și care îndeplinesc criteriile de eligibilitate descrise.

Comparator eligibil: Tăiere la ras, arboret complet exploatat, nu mai mult de 5% arbori reținuți (pe baza măsurii raportate). Pragul va fi interpretat în mod rigid.

Rezultate eligibile: Studii care se referă la plante, animale și ciuperci. Cele mai frecvent raportate măsuri ale biodiversității care pot fi utilizate pentru meta-analiză; bogăția și abundența speciilor la scara arboretului. Alte măsuri importante ale biodiversității (de exemplu, compoziția comunității, indicii de diversitate, prezența speciilor din interiorul pădurii sau a speciilor rare) vor fi incluse în partea narativă a analizei.

Tipul eligibil de design al studiilor: Studii primare experimentale și observaționale (de exemplu, cronosequence) pe teren. Vom lua în considerare modelele de studiu înainte/după sau de control/intervenție și combinația acestora. Nu vor fi incluse studiile de simulare a modelelor, compilațiile de cercetare secundară și recenziile.

Limba: Text integral scris în limba engleză.

Evaluarea validității studiilor

Studiile care îndeplinesc criteriile de eligibilitate vor fi supuse unei evaluări critice. Vom evalua claritatea și susceptibilitatea lor la părtinire și vom clasifica studiile ca având o validitate ridicată sau scăzută (adică risc scăzut sau ridicat de părtinire) în raport cu întrebarea de revizuire. Vom evalua toate formele de risc de părtinire . Studiile care prezintă oricare dintre următoarele limitări vor fi considerate ca având o validitate scăzută și vor fi excluse.

1. Nici o replicare a intervențiilor.

2. Locurile de intervenție (CCF) și de comparare (CC) nu sunt bine potrivite (de exemplu, locurile semnificativ diferite înainte de recoltare).

3. Factori de confuzie substanțiale prezenți (de exemplu, tratamente efectuate în momente semnificativ diferite). Sau tratamente suplimentare efectuate în siturile CCF și nu în siturile CC, care nu sunt aspecte asociate în mod obișnuit cu fiecare abordare silviculturală respectivă (de exemplu, diferențe de pășunat, ardere).

4. Indicarea faptului că rezultatele în siturile CCF față de cele CC au fost măsurate cu o metodologie care poate introduce prejudicii, în mod diferit sau la momente semnificativ diferite.

5. Câteva situri au fost excluse din studiu după tratament (de ex.de ex. perturbări neașteptate în CCF, dar nu și în siturile CC, timp insuficient pentru munca de teren).

6. Nu au fost raportate sau au fost raportate parțial măsurătorile indicate în metode.

Primele două condiții se referă la susceptibilitatea la prejudecăți de selecție, a treia la prejudecăți de performanță, a patra la prejudecăți de detecție, a cincea la prejudecăți de uzură și a șasea la prejudecăți de raportare, în conformitate cu orientările CEE . Vor fi luate în considerare și alte tipuri de risc de părtinire care nu pot fi clasificate în categoriile de mai sus (de exemplu, sursa de finanțare).

Studiile vor fi, de asemenea, excluse în cazul în care informațiile referitoare la aceste aspecte sunt neclare, iar validitatea studiului nu poate fi evaluată. În mod specific, vom exclude, de asemenea, studiile din cauza următoarelor:

1. Metodologia nu este descrisă suficient.

2. Datele nu pot fi interpretate.

Studiile care nu au niciuna dintre aceste limitări vor fi considerate ca având o validitate ridicată și vor fi incluse în revizuire.

Procesul de evaluare critică va fi documentat în mod transparent. O listă a articolelor excluse, inclusiv motivele de excludere, va fi înregistrată și prezentată într-un fișier suplimentar. Calitatea și generalizabilitatea studiilor vor fi evaluate de un singur recenzent. Cazurile îndoielnice vor fi discutate în cadrul echipei de revizuire. Criteriile suplimentare sau modificarea pentru evaluarea critică se vor face dacă este necesar și vor fi documentate.

Strategia de codificare și extragere a datelor

Datele privind bogăția și abundența speciilor vor fi extrase din tabele. Aceste date vor include mediile, o măsură a variației (abaterea standard, eroarea standard, intervalul de încredere etc.) și mărimea eșantionului. Toate măsurile de variație vor fi convertite în abatere standard. În cazul în care datele nu sunt prezentate în tabele, ci în figuri, vom contacta autorul corespondent și vom solicita datele. În cazul în care autorii nu furnizează datele, le vom extrage din figuri cu ajutorul WebPlotDigitizer . Autorii vor fi, de asemenea, contactați în cazul în care datele relevante nu sunt prezentate, dar sunt susceptibile de a fi disponibile (adică utilizate pentru o analiză mai avansată). În cazul în care sunt furnizate date brute, se vor calcula datele de sinteză necesare. În cazul în care datele nu pot fi extrase din lucrare, iar autorii nu le furnizează, vom utiliza studiul în partea calitativă a analizei.

Studiile care nu raportează bogăția și/sau abundența speciilor, dar raportează alte tipuri de evaluare a biodiversității (de exemplu, compoziția comunității, indici de diversitate, prezența interiorului pădurii sau a speciilor rare) vor fi, de asemenea, utilizate în partea calitativă a analizei. Din aceste studii, textul care descrie comparația relevantă va fi extras și stocat într-o foaie de calcul.

Dacă este posibil, speciile vor fi separate în specii de pădure, habitate deschise și specii generaliste. Acesta este un aspect esențial atunci când se evaluează adecvarea habitatului și se interpretează efectele managementului asupra biodiversității.

În cazul în care există incertitudini cu privire la metadatele raportate sau la datele din lucrări, vom contacta autorii corespondenți pentru clarificări. În cazul în care autorii nu răspund sau nu pot oferi explicații suficiente pentru problemele ridicate, articolul nu va fi utilizat în cadrul analizei. Acest proces va fi documentat și prezentat într-un fișier suplimentar.

Meta-date asociate împreună cu potențiali modificatori de efect vor fi extrase și codificate după cum urmează.

1. Identificare unică a studiului

2. Sursa

   1. Bază de date bibliografică (1-7)

   2. Motor de căutare (1, 2)

   3. Site web specializat

   4. …

3. Autor(i)

4. Anul

5. Titlu

6. Revista

7. Jurnal

   .

8. DOI

9. Includere/excludere (conform criteriilor de eligibilitate)

   1. Excludere (scăzut validitate sau descriere neclară)

   2. Inclus (validitate ridicată)

Motive de excludere (părtinire type)

Study type

1. Observational

2. Experiment

3. Experiment

4. ….

% din tăierea bazată pe

1. Volumele

2. Suprafața bazală

3. Coperișul coroanei

4. Numărul de tulpini

5. …

Varianța raportată

1. Nu

2. Da

Parte a unui experiment de amploare

1. Nu

.

2. Dacă da, atunci numele experimentului

Control disponibil

1. Nu

2. Da

Biom (temperat sau boreal)

.

Coordonate de localizare

Descriere a locației (context peisagistic)

Țară

Elevație

Climat

.

Tipul de pădure

Timp după tratament în care a fost realizat studiul

Compoziția speciilor de arbori

Scala spațială (arboret sau peisaj)

Pre-starea pădurii înainte de tăiere

Vârsta pădurii înainte de tăiere

Anul tăierii

Intervenții (detalii despre exploatare)

Exploatare CC (% de arbori reținuți)

Tipul de exploatare CCF (de ex.g. recoltare în grup sau cu un singur arbore)

Removare %

Tip de exploatare CCF2 (de obicei, se efectuează mai multe tipuri de tăieri parțiale)

Removare %

Tip de metodologie de eșantionare utilizată

Aceste date vor fi puse la dispoziție într-un fișier suplimentar. Examinatorul principal va extrage datele și metadatele și va înregistra procesul în mod transparent, în conformitate cu strategia. Un al doilea recenzent va verifica datele extrase și se vor face modificări dacă este necesar.

Modificatori potențiali ai efectului și motive de eterogenitate

În funcție de disponibilitatea datelor furnizate în lucrări, vom extrage diverși modificatori potențiali ai efectului în conformitate cu lista de mai sus. Acești modificatori au fost aleși pentru că au efecte potențiale asupra modului în care recoltarea influențează biodiversitatea. Lista nu este exhaustivă, iar alți modificatori de efect și cauze ale eterogenității vor fi luați în considerare în timpul procesului de revizuire.

Sinteza și prezentarea datelor

Se va redacta o sinteză narativă a tuturor studiilor incluse care să descrie calitatea rezultatelor și a constatărilor studiilor. Se vor întocmi tabele cu rezumatul rezultatelor. Lucrările de definire a domeniului de aplicare indică faptul că vor fi disponibile suficiente date pentru a efectua, de asemenea, o analiză cantitativă. Pentru aceasta, vom urma liniile directoare și recomandările din literatura de specialitate .

Se va calcula diferența medie standardizată sub forma lui Hedges’ g cu estimări de varianță însoțitoare pentru bogăția și abundența speciilor. În cazul în care studiile incluse nu raportează estimări ale varianței, dar ponderea acestor studii nu este prea mare (< 20%), vom imputa valorile lipsă . Metodele de imputare vor depinde de caracteristicile datelor lipsă.

În timp ce detaliile exacte ale analizei cantitative depind de datele extrase, propunem o strategie cuprinzătoare de sinteză și prezentare. Mărimile efectului vor fi explorate folosind diverse metode, inclusiv modele cu efecte aleatorii, analiza subgrupurilor și meta-regresia. Din cauza naturii subiectului studiului, multe mărimi ale efectului vor fi neindependente. Datele de la multe specii de-a lungul mai multor ani sunt colectate de obicei în timpul observațiilor sau după experimente. Pentru a ține cont de acest lucru, vom include un studiu ca variabilă aleatorie în modele. Efectul diferiților moderatori va fi testat pentru a afla ce explică cel mai bine modelele observate (de exemplu, eterogenitatea) în date. În general, vom include un moderator dacă sunt disponibile cel puțin zece dimensiuni ale efectului pentru fiecare grup. Se va lua în considerare, de asemenea, corelația dintre moderatori (adică multicoliniaritatea).

Pentru a explora eterogenitatea (inconsecvența dintre studii), vom analiza, de asemenea, mărimile efectului diferitelor subansamble de date (adică grupuri taxonomice, grupuri de tip de pădure și grupuri de preferințe de habitat, dacă este posibil). Deși acest lucru este similar cu meta-regresia, permite evaluarea eterogenității și calcularea diferitelor statistici de eterogenitate, (τ2, Q și I2) pentru diferite grupuri de interes.

Contextul peisagistic, timpul de după tratament, tipul de pădure și alți modificatori de efect sunt de așteptat să aibă o influență semnificativă asupra rezultatelor și vor explica probabil aspecte importante ale efectelor. Prin urmare, vom explora influența diferiților modificatori de efect și vom documenta acest proces. Rezultatele vor fi prezentate în tabele și figuri.

Nu există o modalitate „cea mai bună” de a estima robustețea rezultatelor și ar trebui utilizată o varietate de metode . Vom efectua o analiză de sensibilitate prin utilizarea mai multor metode, inclusiv metaanaliza leave-one-out, rularea analizei cu și fără studii influente (dimensiuni ale efectului), rularea modelelor cu și fără neindependență și compararea statisticilor de potrivire a modelelor. În cazul în care se va efectua imputarea datelor, vom efectua și vom raporta analiza separat pentru toate datele, pentru datele care exclud studiile cu date imputate și pentru toate datele utilizând metaanaliza neponderată. Aceasta va servi, de asemenea, ca parte a analizei de sensibilitate. Vom evalua riscul de părtinire a publicației prin intermediul graficelor fail-safe N și funnel plots utilizând funcția trim and fill. Lacunele semnificative de cunoștințe vor fi descrise și discutate în termeni de nevoi viitoare de cercetare.

.