波多黎各红树林物种特异性异速生长模型构建及其在碳储量评估中的应用

为解决波多黎各红树林缺乏物种特异性异速生长模型的问题，研究人员通过采集152株个体数据，构建了四种红树植物（Avicennia germinans、Laguncularia racemosa、Rhizophora mangle和Conocarpus erectus）的异速生长方程。研究发现DBH（胸径）是生物量预测的最佳指标（R2 =0.94），本地模型较全球模型误差降低1-2%，为区域碳储量评估和生态系统管理提供了关键工具。

　　

红树林作为海岸带生态系统的关键组成部分，其生物量估算对碳储量评估和生态系统管理至关重要。然而，波多黎各红树林长期缺乏物种特异性异速生长模型，此前仅对Rhizophora mangle的10个个体进行过采样，严重制约了区域碳循环研究的精度。这一空白使得当地管理部门难以准确评估红树林的生态服务价值，尤其是在应对气候变化和飓风灾害等场景下。

为解决这一问题，由美国林务局资助的研究团队利用圣胡安机场跑道扩建的契机，创新性地采集了152株红树个体（涵盖4个物种），通过标准化主轴回归（Standardized Major Axis regression, SMA）构建了本地异速生长方程。研究发现：DBH（胸径）是预测生物量的最佳指标（平均R²
=0.94），而冠幅相关性最弱（R²
=0.74）。与全球数据集相比，本地模型将生物量预测误差降低1.63%（基于树高）和0.82%（基于DBH），证实了"局部方程优于全局方程"的传统假设。该成果发表于《Forest Ecology and Management》，为加勒比地区红树林碳汇能力评估提供了首个系统性数据支持。

研究采用三项关键技术：1）通过机场合规性砍伐获取样本，测量DBH、树高、冠幅等线性维度；2）利用木材圆盘干燥法估算干物质分数（平均60%）；3）采用SMA回归分析比较本地与全球数据集（含742个个体）的异速生长关系。

【研究结果】

1. 异速生长关系共性：五分之六的双变量关系显示物种间存在共同斜率，但四组存在截距偏移，如Rhizophora mangle的树高-冠幅关系显著上移。
2. 预测指标效能：DBH在湿重（R²
   =0.974）和干重预测中均表现最优，冠幅预测力最弱（R²
   =0.743）。
3. 模型误差比较：本地种内模型的DBH预测RMSE最低（1.565 kg），较全球模型减少233克误差。
4. 历史数据验证：1962年Golley等研究的10株Rhizophora mangle数据与当前结果无统计学差异，显示异速生长关系的时空稳定性。

【结论与意义】
该研究首次建立了波多黎各四种红树林的完整异速生长模型体系，证实DBH是生物量估算的黄金标准。尽管全局模型在多数场景下适用，但本地方程能提供更精确的碳储量评估（误差<2%），这对飓风频发的加勒比地区尤为重要。研究者建议未来采样应覆盖更广的森林类型和环境梯度，以捕捉形态可塑性对异速生长的影响。这项成果不仅填补了区域研究空白，更为全球红树林保护与蓝碳交易提供了数据基石，凸显了"保护中研究"的创新价值。