西高止山脉低地龙脑香林树木多样性、群落结构与地上生物量的综合研究

本研究针对印度西高止山脉低地龙脑香林长期监测数据缺乏的问题，通过建立9.9公顷永久样地，系统调查了DBH≥1 cm的树木，揭示了145种树木的组成结构、多样性分布及地上生物量（AGB=560.19 Mg ha?1）。发现地形对物种组成和AGB有显著但微弱的影响，为热带森林保护和碳汇管理提供了关键基线数据。

　　

印度西高止山脉的低地龙脑香林是全球生物多样性热点区域的重要组成部分，这些森林不仅具有极高的物种多样性，还在碳储存和生态功能维持方面发挥着关键作用。然而，由于人类活动如砍伐和土地退化，这些森林正面临严重威胁，导致生物多样性丧失和碳循环功能改变。尽管热带森林曾被看作巨大的碳汇，但如今它们极易转变为碳源，加剧全球气候危机。特别是在西高止山脉地区，龙脑香林的研究相对不足，永久样地的建立和数据收集较为缺乏，这限制了对这些森林生态动态的深入理解和有效保护。

为了填补这一空白，研究人员在印度西高止山脉的Pushpagiri野生动物保护区内建立了9.9公顷的永久监测样地，对胸径（DBH）≥1 cm的所有树木进行了全面调查。这项研究旨在分析树木群落的物种组成、结构特征和地上生物量（AGB），并探讨地形对物种多样性和碳储存的影响。通过这项工作，团队希望能够为龙脑香林的保护和可持续管理提供科学依据，同时为全球热带森林研究提供重要数据。

研究采用了标准的热带森林科学中心（CTFS）协议进行树木清查和绘图。所有DBH≥1 cm的树木均被测量和标识，物种鉴定基于野外指南和BIOTIK交互系统，命名规则遵循Coorg地区植物志。地形参数如海拔、坡度和凸度通过激光测距仪记录，并用于划分生境类型。物种多样性通过香农指数、辛普森指数等计算，地上生物量使用多种异速生长方程（如Chave等2014的模型）估算，并结合局部树高-直径回归模型和木材密度数据。统计分析方法包括NMDS、ANOSIM和PCA，以评估地形对群落和生物量的影响。

3.1. 物种组成、多度、重要值指数和保护状态

研究发现，样地内共有60,454株树木，属于145种、101属和43科。优势种包括Vateria indica、Humboldtia brunonis和Dipterocarpus indicus，其中73种（50.34%）为西高止山脉特有种。物种丰富度和多样性随DBH等级增加而下降，森林stand呈现倒J型曲线，90%的树木DBH小于10 cm。IUCN评估显示，26种受威胁，73种为无危，其余未评估或数据缺乏。

3.2. 区系特征

Moraceae、Euphorbiaceae和Rubiaceae是物种最丰富的科，而Fabaceae在树木密度上占主导。Dipterocarpaceae在基面积和AGB中贡献最大，分别占总量的39.87%和45.19%，体现了龙脑香林的典型特征。

3.3. 物种丰富度和多样性

整体香农指数为3.45，辛普森指数为0.93，Fisher's α为17.8，表明高多样性。小尺度样方内多样性变异较低，但随DBH阈值增加，丰富度和多样性显著下降。小径级树木（1-10 cm DBH）占总密度的90%，但对AGB的贡献仅约3%。

3.4. 物种-面积曲线

物种累积曲线渐近，表明采样充分。小DBH阈值（≥1 cm和≥3 cm）在较小面积内即可捕获80%物种，而大DBH阈值（≥30 cm）需要更大面积，反映大径树木的空间聚集分布。

3.5. 地形在物种组成中的作用

NMDS分析显示地形生境显著影响物种组成（ANOSIM R=0.1132, p=0.001），海拔和凸度交互作用显著。谷地物种组成与其他生境差异明显，但生境内变异大于生境间，说明环境过滤非唯一决定因素。

3.6. 结构参数

3.6.1. 径级分布

树木径级分布呈倒J型，89.98%个体位于1-10 cm DBH。基面积随径级增加而上升，>60 cm级贡献总基面积的39.5%。多数优势种呈现类似分布，但Myristica beddomei再生较差。

3.6.2. 基面积

平均基面积为49.34 m2 ha?1，Dipterocarpaceae、Myristicaceae和Fabaceae主导。Vateria indica贡献最大基面积（28.80%）。

3.6.3. 地上生物量（AGB）

AGB估计为560.19 Mg ha?1，小径级树木贡献仅2.98%。Chave等2014的模型被选为最终估算方法。地形对AGB影响显著但微弱（R2=0.0545, p=0.044），ridge top生境AGB最高。物种对AGB的贡献与多度相关，前2.1%物种贡献近一半AGB。

研究结论强调，西高止山脉低地龙脑香林具有高多样性和碳储存能力，但面临人类活动威胁。通过永久样地监测，研究发现小径级树木主导密度和多样性，而大径级树木主导生物量，地形对物种和碳分布有轻微影响。这些结果提供了基线数据，支持保护策略制定，并突出了长期监测在理解森林动态和应对气候变化中的重要性。该研究发表于《Trees, Forests and People》，为区域和全球热带森林管理提供了科学依据。