热带干旱落叶林树木多样性、种群结构及碳储量动态研究 —— 以印度东部为例

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:BMC Ecology and Evolution 2.3

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  为探究热带干旱落叶林生态价值及碳汇潜力,研究人员对印度东部 5 个林区的树木多样性、种群结构及生物量碳储量展开研究。发现 80 种树木,不同林区多样性与碳储量差异显著,为森林保护与碳管理提供科学依据。

  全球气候变暖背景下,热带森林作为重要碳汇的作用日益凸显。然而,印度热带干旱落叶林正面临工业扩张、土地利用变化等威胁,其生物多样性与碳储量动态数据匮乏,难以支撑针对性保护策略的制定。与此同时,印度作为全球第三大温室气体排放国,亟需通过森林碳汇提升实现气候目标,但超过 40% 的森林因人为干扰处于退化状态,区域碳核算体系尚不完善。在此背景下, Sambalpur 大学等机构的研究人员聚焦印度东部奥里萨邦 Jharsuguda 地区的热带干旱落叶林,开展了树木多样性、种群结构及碳储量的系统性研究,相关成果发表于《BMC Ecology and Evolution》,为热带干旱森林的保护与气候适应性管理提供了关键科学依据。
研究团队采用分层随机抽样法,在 5 个林区(Bagdihi、Belpahar、Brajrajnagar、Jharsuguda、Kolabira)设置 25 个 250m×250m 样地,每个样地内划分 4 个 0.1ha(31.62m×31.62m)子样方,调查胸径(GBH)≥10cm 的树木。通过测定密度、 basal area(断面积)、重要值指数(IVI)等指标评估多样性,利用 Chave 等开发的异速生长方程估算地上生物量(AGB),结合根冠比(0.26)计算地下生物量(BGB),并以 47% 的碳转换系数推算碳储量,同时运用非参数 Kruskal-Wallis 检验分析林区间差异。

林分特征与树木多样性


研究共记录 80 种树木,隶属于 68 属 33 科,其中豆科(Fabaceae)为优势科(15 种)。Bagdihi 林区物种丰富度最高(52 种),Jharsuguda 林区最低(31 种)。树木密度以 Jharsuguda 林区(1332 株 / 公顷)最高,Belpahar 林区(869 株 / 公顷)最低,而 basal area 在 Belpahar(24.92m2/ 公顷)和 Bagdihi(24.89m2/ 公顷)林区显著更高,表明其大树占比更高。香农多样性指数(H)在 3.00(Jharsuguda)至 3.45(Kolabira)之间,辛普森优势度指数(Cd)仅 0.05-0.08,显示物种分布较均匀,其中 Kolabira 和 Bagdihi 林区的高多样性指数凸显了其生态重要性。

种群结构与生物量分布


各林区树木密度在胸径等级间呈现差异:Jharsuguda 林区密度随胸径增大递减(A>B>C>D>E>F),而其余林区呈先增后减趋势(AC>D>E>F), bole class(32-66cm)为密度峰值。Basal area 在 post-bole class(67-101cm)最高,反映中龄树对生物量的主要贡献。总生物量在 Belpahar 林区最高(129.63Mg / 公顷),Jharsuguda 林区最低(86.73Mg / 公顷),对应碳储量分别为 60.93MgC / 公顷和 40.76MgC / 公顷,表明林区间碳汇能力差异显著。

讨论与结论


研究表明,Jharsuguda 地区热带干旱落叶林以娑罗双树(Shorea robusta)为优势种,种群结构呈现幼树密度高但成熟个体有限的特点,暗示部分林区处于次生演替阶段。Kolabira 和 Bagdihi 林区的高物种多样性与碳储量,印证了 “生态位互补假说”,即多样性能通过资源利用效率提升促进碳积累。然而,Jharsuguda 林区因工业干扰导致幼树占比过高、 basal area 偏低,碳汇潜力受限,凸显了人为活动对森林结构的显著影响。

该研究首次系统揭示了印度东部热带干旱落叶林的多样性与碳储量格局,证实其作为区域碳汇的重要价值,同时指出保护成熟林分、控制选择性采伐的必要性。研究结果为印度国家自主贡献(NDC)目标的实现提供了基线数据,也为全球热带干旱森林的可持续管理与气候减缓策略提供了典型案例。未来需结合地理空间技术,动态监测森林变化,并通过社区参与式保护提升生态系统韧性,以平衡工业发展与生态保护的矛盾。

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