《Conservation》：Dry Forest Wood and Fiber Provision for Traditional Crafts and Its Potential Impact on Woody Cactus (Leptocereus paniculatus) Populations in the Dominican Republic
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Cagüey（Leptocereus paniculatus）是一种树形仙人掌，为伊斯帕尼奥拉岛特有种，也是多米尼加共和国西南部历史上用于家具和手工艺品生产的主要物种之一。由于其分布范围受限、生长缓慢且长期遭受采伐，人们对其利用的可持续性以及现存种群的保护
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Cagüey（Leptocereus paniculatus）是一种树形仙人掌，为伊斯帕尼奥拉岛特有种，也是多米尼加共和国西南部历史上用于家具和手工艺品生产的主要物种之一。由于其分布范围受限、生长缓慢且长期遭受采伐，人们对其利用的可持续性以及现存种群的保护状况产生了担忧。本研究通过访谈当地手工艺人，识别了供给区域、目标物种、受益者及潜在变化驱动因素，并评估了采伐压力下L. paniculatus的种群状况，从而刻画了La Lista地区传统手工艺品生产中木材与纤维供给的生态系统服务。研究人员对26名当地手工艺人（16名从事木工的男子和10名从事纤维编织的女子）进行了半结构化访谈，结果表明供给区域包括保护区内外干旱森林以及半落叶林。共有20个物种被用作木材来源，而Sabal domingensis是唯一的纤维来源。该供给服务为180人提供了收入。访谈揭示了可采伐个体数量下降、采伐区域扩大、植物资源多样化以及盈利性降低等现象。研究人员在六个地点进行了野外调查，通过测量133个成年个体和采伐后树桩来评估潜在采伐影响，同时利用无人机（UAV）正射影像和基于掩膜区域卷积神经网络（Mask R-CNN）的GeoAI（版本0.43.0）工作流程分析种群分布。
论文解读文章：
一、研究背景与问题提出
热带干旱森林是全球受威胁最严重的生态系统之一，据估计加勒比岛屿区域约66%的原干旱森林覆盖面积已因土地利用变化而消失。干旱森林为周边社区提供了食物供给、土壤保持、气候调节、木材及其他非木材林产品等多项生态系统服务。然而，由于干旱森林降水稀少、植物生长缓慢，不可持续的木材和纤维提取可能危及其中原生和特有物种的保护。
在多米尼加共和国西南部，干旱森林提供的纤维、薪柴和木材供给服务已有充分文献记载。La Lista社区位于Barahona省Laguna Rincón（或Cabral）野生动物保护区及同名拉姆萨尔湿地范围内，当地有着悠久的家具和手工艺品生产传统，直接依赖周边干旱森林中提取的木材和纤维。五十多年来，该活动使用的主要木材物种是cagüey（Leptocereus paniculatus），这是一种分布范围受限的伊斯帕尼奥拉岛特有仙人掌，属于加勒比特有的Leptocereus属（仙人掌科），该属约含20个物种，具有灌木状、攀援状或树状生长形态。在伊斯帕尼奥拉岛记录的物种中，L. paniculatus是唯一被记载用于家具和手工艺品生产的物种。
现有证据表明，自二十世纪末以来，L. paniculatus种群可能已经衰退，可能的原因包括手工艺品生产中的木材采伐、干旱森林物种的非法木炭生产以及与保护区附近农业扩张和采矿活动相关的土地利用变化。这些压力已被列为将其纳入伊斯帕尼奥拉岛维管植物受威胁物种红色名录的理由。然而，关于L. paniculatus的繁殖生物学、生态学和种群状况的研究很少，自然环境中观察到的低补充率以及母株附近未发芽种子的积累，使一些研究人员推测本地爬行动物区系可能在其种子传播中发挥作用，但这一假设尚未得到证实。
二、研究内容与主要结论
本研究旨在表征多米尼加共和国西南部La Lista社区干旱森林纤维和木材供给的生态系统服务，评估与采伐压力相关的模式（包括个体大小差异），并在选定的无人机调查地点建立L. paniculatus的局部空间基线。研究方法包括对当地手工艺人的访谈，以及对传统开采地点cagüey种群的实地评估，采用成年个体和树桩的直接测量，以及基于无人机获取的正射影像中GeoAI个体检测的空间强度估计。
研究得出以下主要结论：木材和纤维供给区域超出了研究的社会生态系统边界，主要包括保护区内外的热带干旱森林生态系统，以及保护区西南部的半落叶林。手工艺人共识别出21种用于家具和手工艺品生产的植物物种，目前最常报告的木材来源包括Azadirachta indica（76%）、Catalpa longissima（73.07%）、Swietenia mahagoni（61.53%）、Prosopis juliflora（42.30%）、Phyllostylon rhamnoides（26.92%）、Leptocereus paniculatus（23.07%）和Guazuma ulmifolia（19.23%）。座椅编织纤维仅来源于Sabal domingensis。受访者指出L. paniculatus历史上是家具生产的主要物种（80.76%），因其木材柔软，易于用砍刀和手锯等简单工具加工。随着可采伐个体数量的减少，采伐活动逐渐扩展到更远的地方。约30年前，通过当地保护倡议引入了Azadirachta indica以减轻对L. paniculatus的采伐压力，A. indica种植约两年后即可采伐，而L. paniculatus通常需要超过25年才能达到商业可用尺寸。研究确定了La Lista木材和纤维供给生态系统服务的180名直接受益者，包括150名手工艺人和30名从事天然纤维编织的女性，分布在17个作坊中。
无人机和GeoAI分析显示，L. paniculatus在La Lista和Pe?ón Viejo仍局部丰富，分别检测到93个和141个个体。在20米带宽下，La Lista的平均核强度为16.33个/公顷，Pe?ón Viejo为33.88个/公顷，表明Pe?ón Viejo调查区域内映射个体的局部集中度更高。在空间独立的La Lista保留集上，模型在置信度≥0.50和IoU≥0.50时达到了0.50的精确率、0.40的召回率、0.44的F1分数和0.57的AP50。
成年个体与采伐树桩的大小比较显示，采伐树桩在30厘米高处的基础直径（BD30）平均值（29.19 ± 10.19 cm）显著大于现存成年个体（22.86 ± 8.74 cm），这一差异在合并比较（Wilcoxon秩和检验：W = 1374，p < 0.001）和按地点分层的Wilcoxon–Mann–Whitney检验（Z = ?4.07，p < 0.001）中均保持显著，与历史上的大小选择性采伐一致。在56个采伐树桩中，53个（95%）显示出营养再萌发迹象。在胸高测量中，77个成年个体中32个为单茎，45个为多茎，分枝个体平均有3.33个茎。研究人员拟合了对数-对数线性回归模型：log（BABH） = 1.46 + 0.73 × log（BA）（n = 77；R2 = 0.641；p < 0.001），用于估算采伐个体的等效胸径（eDBH）。现存成年个体的平均eDBH为21.00 ± 7.78 cm，而采伐个体的模型估算平均eDBH为24.51 ± 6.32 cm。
三、主要关键技术方法
研究人员采用了以下主要技术方法：半结构化访谈法，对26名当地手工艺人（16名木工和10名纤维编织女性）进行滚雪球抽样访谈，收集关于物种使用、采伐地点、资源变化感知等信息；历史标本记录汇编，从JBN和UNPHH植物标本馆获取14条L. paniculatus历史分布记录；野外样地调查，在六个地点使用Open Data Kit（ODK）移动表单进行地理参考数据采集，测量133个成年个体和56个采伐树桩的基础直径和胸高直径；无人机摄影测量，使用DJI Phantom 4 Pro在45和60米高度飞行，平均地面采样距离（GSD）约1.8厘米，通过Open Drone Map（ODM）生成2厘米分辨率正射影像；GeoAI深度学习检测，基于Mask R-CNN架构和GeoAI框架（版本0.43.0），在Google Colab中利用PyTorch（版本2.11.0）和NVIDIA T4 GPU加速进行训练和推断，以半自动方式检测和映射L. paniculatus个体；空间点格局分析，在R环境中使用sf、dplyr、ggplot2和spatstat包进行核密度强度估计，采用20米固定带宽和边缘校正。
四、研究结果分述
4.1 木材和纤维供给生态系统服务的特征化
通过访谈发现，木材和纤维供给区域超出了研究的社会生态系统边界，主要包括保护区内外的热带干旱森林，以及保护区西北部的Angostura、Duvergé、Mella、Saladillo和Neiba等干旱森林区域，还有西南部的La Guazara和Polo半落叶林。手工艺人识别出21种用于家具和手工艺品生产的植物物种，其中16种主要用于家具框架和结构部件，4种主要用于栏杆和装饰元素，座椅编织纤维仅来源于Sabal domingensis。L. paniculatus历史上是主要用材物种，但约30年前引入的Azadirachta indica（印楝）因生长迅速（约2年可采伐）而逐渐替代了部分需求。研究确定了180名直接受益者，包括150名手工艺人和30名纤维编织女性，分布在17个作坊中。受访者报告了活动盈利性下降，归因于传统手工艺品需求放缓以及低价塑料椅的进口冲击。76.92%的受访者认为森林比其从业初期更加退化。
4.2 GeoAI检测与L. paniculatus局部空间分布
通过半自动化工作流程，在La Lista 5.65公顷无人机调查区域内映射了93个L. paniculatus个体，在Pe?ón Viejo 4.14公顷调查区域内映射了141个个体。在20米带宽下，La Lista平均核强度为16.33个/公顷，Pe?ón Viejo为33.88个/公顷，表明Pe?ón Viejo调查区域内个体局部集中度更高。核强度表面显示两个调查地点内映射个体均呈空间异质分布。在空间独立的La Lista保留集上，模型精确率为0.50，召回率为0.40，F1分数为0.44，AP50为0.57。
4.3 成年个体与采伐树桩的大小差异
最终数据集包含五个地点的77个现存成年个体和56个采伐树桩。采伐树桩的平均BD30（29.19 ± 10.19 cm）显著大于现存成年个体（22.86 ± 8.74 cm），合并比较和按地点分层检验均显示显著差异，与历史大小选择性采伐一致。胸高测量显示，77个成年个体中32个为单茎，45个为多茎，分枝个体平均有3.33个茎。对数-对数线性回归模型log（BABH） = 1.46 + 0.73 × log（BA）拟合良好（R2 = 0.641），残差诊断未发现对正态性和方差齐性的显著偏离。现存成年个体的平均eDBH为21.00 ± 7.78 cm，采伐个体的模型估算平均eDBH为24.51 ± 6.32 cm。56个采伐树桩中53个（95%）显示出营养再萌发迹象。
4.4 实地考察中识别的对L. paniculatus种群的威胁
野外调查期间，在Cerro de Cristóbal、La Mina和Cerro del Pe?ón观察到薪柴生产活动，这些活动使用了包括L. paniculatus树干在内的多种干旱森林物种木材，在木炭窑中发现了该物种的树干。在Cerro del Pe?ón，观察到多个因不稳定坡面上的块体运动过程而倒伏的个体。采矿活动也通过修建通往附近采矿特许区的道路和车辆及机械通道，造成了La Lista附近种群栖息地破碎化。
五、讨论与结论总结
讨论部分指出，La Lista手工艺品生产中纤维和木材的供给依赖于周边干旱森林生态系统的持久性和生态完整性。目前，支撑该供给服务的干旱森林受到多种直接变化驱动因素的影响，包括森林面积减少、破碎化、非法木炭生产和过度开发。间接驱动因素包括保护区范围内农业扩张和采矿特许权增加，以及保护区缺乏正式管理计划来规范采伐率、最小采伐尺寸、采伐季节或采伐地点。印楝（Azadirachta indica）的入侵性扩张也值得关注，其在L. paniculatus种群原有栖息地中无需人工干预即可繁殖。传统知识可被视为文化生态系统服务，但年轻一代学习意愿下降可能间接驱动这一文化服务的变化。塑料椅的引入及其对手工艺品盈利性的影响也可能间接驱动木材和纤维供给服务效益及传统手工艺知识相关文化服务的变化。
关于保护状况，Leptocereus属主要由生态分布受限的小种群组成，可能特别容易受到重大环境变化和外来物种竞争的影响。采伐树桩大于现存成年个体的模式与历史大小选择性采伐一致，但现有数据无法将采伐效应与其他时间和人口统计学因素区分开来，也无法证明种群大小结构的恢复。无人机和GeoAI分析表明L. paniculatus在La Lista和Pe?ón Viejo仍局部丰富，但不应将此解释为历史种群损失有限的证据，而应作为未来监测的基线。可检测采伐树桩中频繁出现的营养再生表明持续到调查时的树桩中普遍存在再萌发，但不能估算采伐后再萌发概率或表明营养再生补偿了大型繁殖个体的损失和持续栖息地退化。
保护意义方面，Leptocereus属在IUCN红色名录中包括11个受威胁物种，伊斯帕尼奥拉岛维管植物红色名录报告了两种木材型Leptocereus物种受威胁：L. paniculatus和L. undulosus。关于L. paniculatus自然条件下萌发率、物候学、传粉者和生长速率的知识空白限制了基于证据的保护和管理策略制定。本研究提供了多米尼加共和国西南部若干种群的空间分布、采伐历史、大小模式和当前威胁的初步评估，为未来保护监测工作建立了基线。将物种列为受威胁或禁止采伐不太可能保证恢复，特别是在当地机构缺乏执行资源的情况下。目前，即使在Laguna Cabral或Rincón野生动物保护区内，也没有专门针对该物种的主动监测或保护项目。
结论部分指出，研究结果表明该供给服务呈下降趋势，由与支撑该服务的生态系统结构改变相关的直接驱动因素以及间接经济和社会驱动因素（如塑料椅进口、活动盈利性低、年轻一代缺乏继续实践的意愿）共同驱动。现存成年个体与采伐树桩之间的大小差异与历史大小选择性采伐一致，但现有数据无法将采伐效应与其他时间和人口统计学因素分离，也无法证明种群大小结构的恢复。建议在保护区内外监测L. paniculatus种群，开展繁殖生物学研究以确定传播机制和幼苗补充，并建议开展关于植被覆盖变化如何影响该物种栖息地破碎化的定量研究，以支持有效的保护行动。
