过去25年缅甸中部干旱区旱荆棘林与桑达哈特森林的持续性与碎片化

《Journal of Arid Environments》:Persistence and fragmentation of Dry Thorn and Than-Dahat Forests in the Central Myanmar Dry Zone over the last 25?years

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月16日 来源:Journal of Arid Environments 2.5

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   摘要缅甸中部旱季区 (CDZ) 包含缅甸研究最少的干旱生态系统之一,包括干刺林 (DTF) 和特努 - 达哈特林 (TDF),这些生态系统支持着独特的生物多样性和生态系统功能。本研究利用多时相遥感和空间分析,评估了这些植被类型的范围、破碎化和干扰的长期变化。使用随机森林分类器

  

摘要

缅甸中部旱季区 (CDZ) 包含缅甸研究最少的干旱生态系统之一,包括干刺林 (DTF) 和特努 - 达哈特林 (TDF),这些生态系统支持着独特的生物多样性和生态系统功能。本研究利用多时相遥感和空间分析,评估了这些植被类型的范围、破碎化和干扰的长期变化。使用随机森林分类器将 2000、2008、2016 和 2024 年的陆地卫星图像分类为 12 个土地覆盖类别,整体精度达到 91–93%(Kappa = 0.89–0.91)。结果表明,在整个研究期间,DTF 和 TDF 基本保持稳定,向其他土地覆盖类别的转化有限。破碎化分析表明中等大小的 DTF 斑块减少,而 TDF 在较大斑块类别中保持稳定,较小斑块略有增加。植被丧失热点分析显示振荡热点为主导干扰模式,无持续且加剧的热点。火灾发生分析同样在整个景观中识别出振荡火灾热点。尽管存在局部干扰和破碎化,但过去 25 年来,这两种植被类型的大片区域仍然保持完整。这些发现为缅甸干旱生态系统的保护规划和长期监测建立了基准,并突显了尽管存在持续的土地利用压力,DTF 和 TDF 仍得以持续存在。

引言

缅甸中部旱季区 (CDZ) 位于缅甸中部,横跨伊洛瓦底江,被四面八方的高山山脉环绕。该地区具有半干旱气候,是东南亚大陆最干旱的地区(Oo and Koike, 2015; Yasuda et al., 2022)。它包含两种不同的植被类型:干刺林 (DTF) 和特努 - 达哈特林 (TDF),两者在结构和物种组成上均存在差异。DTF 的特征是开阔、稀疏分布的低矮带刺植物(<5 米)。该植被类型的主要物种包括多肉大戟属植物 Euphorbia spp.、白刺合欢 Vachellia leucophloea 和儿茶豆 Senegalia catechu(豆科)、竹类勃氏甜龙竹 Dendrocalamus strictus(禾本科),以及滇刺枣 Ziziphus oenoplia 和毛叶枣 Ziziphus mauritiana(鼠李科),而地被层呈斑块状覆盖着黄背草 Themeda triandra 和三芒草属 Aristida spp.,并有大面积裸露土地。TDF 以低矮开阔林地为主,主要由特努(Terminalia oliveri)和达哈特(Tectona hamiltoniana)组成,下层为典型的稀树草原生态系统草质植被(Murray et al., 2020)。这些物种均适应该地区的极端干旱条件(Murray et al., 2020)。CDZ 支持着多样化的动物群(Herridge et al., 2019),包括几种缅甸特有种狭域鸟类,如缅甸短趾百灵(Mirafra microptera)、缅甸环颈鸽(Streptopelia xanthocycla)、缅甸扇尾莺(Prinia cooki)、白冠鸦(Crypsirina cucullata)、白额燕鵙(Pericrocotus albifrons)和白喉噪鹛(Argya gularis)(BirdLife International, 2023)。该地区还为极危爬行动物物种缅甸星龟(Geochelone platynota)(Raphael et al., 2019)和濒危哺乳动物物种麂(Rucervus eldii thamin)(Thu et al., 2019)提供栖息地。
过去几十年来,由于森林砍伐、农业扩张、过度放牧和基础设施建设,CDZ 的栖息地退化十分严重(Moe and Myint, 2019)。这些压力导致生物多样性下降、天然植被覆盖丧失和土壤侵蚀加剧(Myanmar, 2017),从而引发显著的景观改变(Zin et al., 2019; Murray et al., 2020)。因此,有效的保护规划需要关于该地区天然植被当前分布和历史变化的可靠信息。尽管 DTF 和 TDF 具有重要的生态意义,但关于其当前范围、历史变化和空间分布的可靠定量数据仍然有限,这制约了对它们状况的评估和循证保护策略的制定。
火灾是这些干旱生态系统中的重要干扰因素,可影响植被结构和物种组成。虽然不频繁或低强度的火灾可能有助于维持开阔冠层条件,但反复或高强度的火灾可能抑制树木再生并导致植被退化(Murray et al., 2020; Ratnam et al., 2011)。因此,了解火灾发生的空间分布及其与剩余 DTF 和 TDF 的关系,对于评估干扰压力和这些生态系统面临的潜在威胁以及指导未来的管理行动至关重要。CDZ 的火灾主要是人为的,大多数点火与农业清理、放牧和资源开采有关(Vadrevu et al., 2019; Stibig et al., 2007)。DTF 和 TDF 均易受频繁的旱季地表火灾影响,但由于燃料结构和连续性差异,火灾行为有所不同。火灾很可能是这些系统中长期的生态因素,有助于维持开阔冠层条件并影响物种组成(Ratnam et al., 2011; Bond and Keeley, 2005)。反复燃烧可能抑制树木再生并延缓火灾后恢复(Murray et al., 2020),尽管这两种生态系统通常通过在随后的季风季节萌蘖和幼苗定居进行再生。几种依赖于开阔、火灾维持栖息地的狭域物种,如缅甸短趾百灵(Mirafra microptera)和白喉噪鹛(Argya gularis),可能会受到火灾机制变化的影响(BirdLife International, 2023)。
然而,目前尚不清楚剩余多少 DTF 和 TDF,其范围和空间格局在过去几十年中发生了怎样的变化,剩余栖息地集中在哪里,以及栖息地丧失和反复干扰(包括火灾)如何与它们的剩余分布重叠。为了解决这些知识缺口,本研究结合地面实地调查与遥感技术,评估了缅甸中部旱季区干刺林和特努 - 达哈特林的空间和时间变化,整合了多个参数——土地覆盖分类、栖息地破碎化、植被丧失热点和火灾发生——以提供对这些生态系统动态和压力的更为完整和多维的理解。具体目标包括:(1) 利用多时相土地覆盖分类量化剩余 DTF 和 TDF 的范围和空间分布;(2) 评估过去几十年其栖息地范围和空间格局的变化;(3) 量化栖息地丧失的程度和空间格局,并确定主要土地覆盖转化路径;以及 (4) 分析植被丧失和火灾热点的空间和时间分布,作为干扰压力的指标。利用经过验证的数据集提取和分析了 DTF 和 TDF 的范围和分布,以量化与土地覆盖变化相关的植被丧失,并评估反复火灾活动的潜在威胁。

章节摘要

研究区域

中部旱季区 (CDZ) 位于缅甸中部,覆盖面积为 244,593 平方公里(图 1)。其边界遵循周围的植被类型,如常绿林、混交落叶林以及山地温带常绿林。该区域东西两侧被高山山脉包围,伊洛瓦底江和钦敦江自北向南流(Oo and Koike, 2015)。其特征为炎热半干旱气候,年平均降雨量

分类精度评估

分类精度是独立使用 12 个类别的混淆矩阵对 2000、2008、2016 和 2024 年的土地覆盖图进行评估的。所有年份的整体精度一直保持在高位,范围在 91% 到 93% 之间,Kappa 系数在 0.89 到 0.91 之间,表明分类输出与参考数据之间具有强一致性。2024 年记录了最高精度(93%;Kappa = 0.91)。主要土地覆盖类别,包括常绿林、落叶林,

讨论

本研究结合多时相土地覆盖变化分析、破碎化指标、干扰制图和火灾热点分析,以评估缅甸中部旱季区干刺林和特努 - 达哈特林的当前状况。这些互补方法的整合提供了比任何单一方法都更全面的干林动态理解,因为它同时捕捉了栖息地范围、空间配置和干扰机制的变化,从而揭示

CRediT 作者贡献声明

Lay Win: 写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿撰写,可视化,验证,软件,方法论,调查,正式分析,数据管理,构思。Niti Sukumal: 写作 – 审阅与编辑,可视化,验证,资源,方法论,构思。Nay Myo Shwe: 写作 – 审阅与编辑,验证,资源,数据管理。Kyle W. Tomlinson: 写作 – 审阅与编辑,可视化,验证,方法论,构思。Tommaso Savini:

资金

本研究由佩特拉帕乔克劳奖学金计划 (Petchra Pra Jom Klao Scholarship Program) 支持用于这项博士研究(协议号 32/2566)。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争经济利益或个人关系,这些利益或关系可能被视为影响本研究中报告的工作。

致谢

我们要向 Kyaw Zay Ya、Myo Myint Aung 和 Maliwan Namkhan 表达诚挚的谢意,感谢他们在 GIS 分析方面提供的宝贵意见和建议。我们感谢佩特拉帕乔克劳奖学金计划为这项博士研究提供的财务支持(协议号 32/2566)。此外,我们感谢 Aung Nay Lin、Thet Win、Kyaw Naing Oo (Maw-gyi) 和 Kyaw Zaw Aung 协助野外实地调查活动。
Lay Win|Niti Sukumal|Nay Myo Shwe|Kyle W. Tomlinson|Tommaso Savini
保护生态学项目,生物资源与科技学院,吞武里西北工业科技大学,泰国曼谷
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