秘鲁北部马拉尼翁河谷季节性干旱热带森林动态变化及其生态意义研究

研究人员针对全球受威胁最严重的季节性干旱热带森林(SDTF)生物群落，在秘鲁北部马拉尼翁河谷开展长期监测研究。通过建立0.5公顷永久样地(PSPs)并实施重复调查，揭示了该区域SDTF在物种丰富度、多样性、组成和结构方面的动态特征。研究发现该地区SDTF具有高于低地热带雨林的更新率(0.4-4.7%)和死亡率(1.1-4.3%)，且更新率普遍超过死亡率，表明生态系统处于非平衡状态但保持较高活力。研究为理解安第斯山区干旱生态系统对全球变化的响应提供了重要基线数据。

　　

在全球气候变化和人类活动加剧的背景下，季节性干旱热带森林(Seasonally Dry Tropical Forests, SDTF)作为最具威胁性的生物群落之一，其生态系统的稳定性与恢复力日益受到学界关注。秘鲁北部马拉尼翁河谷的SDTF因其极高的特有性和独特的安第斯山区地理特征，成为研究干旱生态系统响应环境变化的天然实验室。然而，这片被誉为"美洲热带地区最重要SDTF样本"的生态系统，正面临着森林转化、破碎化和农业扩张的多重威胁，其生态过程与动态机制却长期缺乏系统性研究。

为填补这一知识空白，研究人员在2013年建立了系列永久监测样地(Permanent Sample Plots, PSPs)，并于2018和2021年进行了重复调查。研究采用标准化的DRYFLOR协议，在河谷南北两侧海拔700-2000米的5个0.5公顷样地中，对胸径≥5cm的木本植物进行系统监测。特别针对多茎仙人掌等特殊生活型植物，创新性地采用外部茎测量取均值的方法解决测量难题。通过计算死亡率、更新率、基面积变化等指标，结合Bray-Curtis相似性和非度量多维标度(NMDS)分析，首次揭示了安第斯山区SDTF的长期动态特征。

研究结果显示，马拉尼翁河谷SDTF保持着惊人的稳定性。在3084株监测个体中，59个物种的丰富度和多样性指数保持恒定，群落相似性高达90.8-98.2%。直径级分布呈现典型的倒"J"型曲线，5-15cm径级个体占比增加13.5%，表明森林持续更新能力。然而动态过程却显示出显著异质性：北部样地GOA2记录到最高更新率(4.7%/年)，而南部样地TUL则出现极端死亡率(4.3%/年)。仙人掌类植物(Browningia pilleifera等)的大规模死亡与真菌感染相关，成为南部生态系统的主要威胁。

研究发现了关键的物种更替模式。优势种Cordia iguaguana、Esenbeckia cornuta和Lafoensia acuminata占总个体数的70%，其中C. iguaguana通过萌蘖更新显示出极强适应性。然而18个物种(包括7种特有植物)完全未出现更新，10个物种的死亡率超过更新量100%，这些"生态输家"多为当地特有成分。值得注意的是，珍贵树种Aspidosperma polyneuron(木材密度0.72g/cm³
)虽未出现死亡，但其历史砍伐导致现存个体均为幼树(5-32cm DBH)，反映出人类活动的长期影响。

该研究的创新性在于首次量化了安第斯山区SDTF的动态参数，揭示其高于低地热带雨林1.5-2倍的周转率。研究提出的"萌蘖优势假说"解释了C. iguaguana等物种通过无性繁殖维持种群的优势机制，而仙人掌衰退现象则为气候变化下干旱生态系统脆弱性提供了早期预警。研究人员特别强调，仅存于<3公顷片段中的E. cornuta等特有种亟需就地与迁地保护，建议将其作为生态恢复的旗舰物种。

这项发表在《Trees, Forests and People》的研究，通过8年长期监测建立了安第斯山区SDTF动态变化的基准数据集，为全球干旱生态系统研究提供了重要案例。研究不仅揭示了SDTF在物种组成稳定性和结构动态性之间的微妙平衡，更警示我们：在气候变化背景下，看似稳定的生态系统可能隐藏着关键功能群的渐进式丧失。这些发现对制定基于科学的保护策略具有重要指导意义，特别是为跨尺度生态监测网络的建立提供了方法论示范。未来需要扩大样地网络和监测周期，以更全面理解SDTF对全球变化的响应机制。