法属圭亚那GUYADIV森林样地网络32年（1986–2018）清查数据：覆盖100公顷与90,000株树木的热带森林生物多样性长期记录

《Annals of Forest Science》：Thirty-two years of inventory data (1986–2018) from the GUYADIV forest plot network in French Guiana, covering 100 ha and 90,000 trees

　　

关键信息：GUYADIV数据集整合了法属圭亚那超过100公顷低地热带森林样地的清查数据，涵盖来自1,393个物种的90,000株树木。该数据集为在多个空间尺度上研究热带树木群落的多样性与功能格局提供了坚实基础。数据可通过https://doi.org/10.23708/RLYCVQ获取；相关元数据见https://metadata-afs.nancy.inra.fr/geonetwork/srv/fre/catalog.search#/metadata/da2fb3a7-8669-499d-b8c1-258da68b8f85。 摘要：亚马逊雨林是全球面积最大、树种最丰富的热带森林，估计拥有约16,000种树木（ter Steege等，2013；2020）。这种非凡的多样性支撑着关键的生态系统服务，并有助于亚马逊森林对气候变化的恢复力（Steur等，2022）。然而，由于该区域幅员辽阔且偏远地区可达性有限，其生物多样性的大部分仍缺乏充分记录（Feeley，2015）。在此，研究人员介绍GUYADIV——一个于1986年在法属圭亚那建立的森林样地网络，旨在记录terra firme森林的树木多样性。此处所称“树木”指自支撑的木本多年生植物，其胸径（dbh）超过预定阈值，包括棕榈科植物。该网络包含242个样地，总面积超过100公顷，涵盖90,000余株树木，其中98%已鉴定至物种水平，清查工作于1986年至2018年间开展。在公开GUYADIV数据集的同时，本文回顾了其主要科学应用，并探讨其再利用潜力，特别是用于优化法属圭亚那未来的清查工作。

论文解读

一、研究背景与问题

亚马逊雨林是全球面积最大、树种最丰富的热带森林，估计拥有约16,000种树木。这种非凡的多样性支撑着关键的生态系统服务，并有助于亚马逊森林对气候变化的恢复力。然而，由于该区域幅员辽阔且偏远地区可达性有限，其生物多样性的大部分仍缺乏充分记录。长期以来，热带森林树木群落的研究受限于高质量、大尺度、长时间序列的清查数据匮乏。法属圭亚那作为亚马逊雨林的一部分，其树木多样性虽高，但系统性的长期清查数据同样稀缺。为填补这一空白，研究人员于1986年启动了GUYADIV森林样地网络建设，旨在系统记录terra firme森林的树木多样性，并支持多尺度群落生态学研究。

二、研究内容与结论

GUYADIV网络包含242个样地，总面积超过100公顷，涵盖90,000余株树木，其中98%已鉴定至物种水平，清查工作于1986年至2018年间开展。该网络覆盖法属圭亚那广泛的海拔范围（30至800米，多数样地低于400米）和南北气候梯度（年降雨量约2,000至近4,000毫米）。样地主要位于老龄terra firme森林，少数位于受近期采伐或前哥伦布时期人类活动影响的干扰森林，以及小块沼泽森林。部分样地位于长期研究站，包括Piste de Saint-élie站、Nouragues站和Paracou站。数据集包含157个全查样地（总面积98公顷，76,416株树木）和85个非全查样地（采用点四分法（PCQ）及其变体，13,993株树木）。全查样地面积从0.04到1.4公顷不等，形状为方形或矩形，部分为不规则形。PCQ方法包含五种变体，分别以不同基线数量和每点调查树木数量区分。物种鉴定方面，98%的树木按APG IV分类系统鉴定至物种水平，共记录1,393种，隶属370属84科，其中1,168种为正式发表物种，225种为暂定名。鉴定工作依托法属圭亚那标本馆（Herbier IRD de Guyane，CAY），该馆收藏近40,000份标本。研究人员开发了主要基于营养器官特征的共同鉴定方法，对大多数物种，仅凭无菌材料的仔细比较检查即可可靠鉴定。胸径阈值方面，78%的树木采用10厘米阈值，部分样地采用1厘米或2厘米阈值。大部分样地仅调查一次，但Piste de Saint-élie和Paracou站点的20,652株树木进行了重复调查。数据集还记录了树木物候阶段和死亡类型等信息。

三、关键技术与方法

研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是全查样地法，对限定区域内所有达到胸径阈值的树木进行逐株清查，记录其物种、胸径和相对位置；二是点四分法（PCQ）及其五种变体，用于非全查样地，在规则间隔的采样点周围四个象限内各调查最近的一株树；三是基于营养器官特征的植物分类鉴定方法，结合标本馆凭证标本和专家协作；四是利用Fisher's alpha和标准化丰富度指标（S_500-F）评估局部物种丰富度；五是采用物种累积曲线（SAC）评估采样完整性；六是利用局部贡献到β多样性（LCBD）评估群落组成的独特性。样本队列来源于法属圭亚那全境的242个样地，涵盖1986至2018年的清查数据。

四、研究结果

（一）空间覆盖与未来清查优先区域

研究人员利用Fisher's alpha评估局部多样性，其范围从33.7到127（均值76.6，标准差22.6，n=65），使GUYADIV样地位于亚马逊森林报告范围的上半部分。局部丰富度在法属圭亚那表现出显著空间结构：东北部（纬度>3.7°N且经度>?53°）的S_500-F值较高，而中部和南部的Dorlin（DOR）、Trois Sauts（TRS）和Wanapi（WAN）站点周围值较低。LCBD分析显示，多数南部站点以及部分北部站点具有低α多样性和高LCBD值，表明群落相对物种贫乏但组成独特；而高α多样性的北部站点LCBD值较低，表明其群落共享法属圭亚那更多的区系组成。这些结果提示，未来清查优先区域不应仅基于地理空白，还应考虑高α多样性潜力的区域（特别是上Oyapock河以西）和南部组成独特但记录不足的区域。

（二）区系覆盖与采样力度

物种累积曲线显示，GUYADIV记录的1,393种树木约占法属圭亚那树木清单中1,668个有效命名种的70%。然而，完整数据集的物种累积曲线持续上升未达渐近线，表明当前采样仍不完整。这与Marcon等人估计的约2,200种树木一致，而对数级数模型预测的总数则显著更大，为4,368种。区域比较显示，在可比采样力度下，东北部子集的物种累积速度仍快于中部-南部区域，表明东北部支持特别高的树木物种丰富度，且可能反映采样点间更大的组成异质性。

（三）清查季节与物候

在胸径≥10厘米的树木中，78.3%是在已知的群落水平开花和结果期（2–4月和8–11月）观察到的。然而，按观察水平而非个体水平计算时，有繁殖现象的树木比例相似（GUYADIV为2.1%，Sabatier为1.6–2.0%），表明GUYADIV中较低的繁殖树木比例并非仅仅因为清查在主要群落繁殖期之外进行。北部半区的初次清查提供了相对完整但不规则的全年时间覆盖，而南部半区的时间覆盖有限。为最大化获得繁殖材料的机会，研究人员建议在主要旱季（9月至12月初）建立新样地，3月（短旱季）也是采集果实的有利时间。

五、讨论与结论

GUYADIV数据集的异步性质缺乏连续监测限制了其用于研究短期森林动态，但其广泛的空间覆盖和分类学准确性为热带树木多样性和群落组装研究提供了卓越的基线。鉴于热带森林采样力度普遍较低，该数据集为优化法属圭亚那未来清查提供了宝贵基础：一方面通过突出优先探索区域（特别是南部和东北部），另一方面帮助确定采集繁殖标本的最佳时期。研究结论强调，尽管GUYADIV并非为监测时间变化而设计，但其广泛的空间覆盖和异质性采样力度为设计未来清查提供了重要依据，可帮助识别新清查的优先区域、评估表征树木群落所需的采样力度，并根据物候学指导未来清查的时间安排。