《Trees, Forests and People》：Evaluating the Reliability of Mangrove Biomass Allometric Models: A Global Assessment
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可靠的异速生长模型对于准确估算红树林生物量和碳储量至关重要。全球范围内已开发了大量红树林异速生长生物量模型，但其质量、可靠性和适用性从未被系统地评估。本研究通过全面的系统综述和标准化的模型可靠性评估框架，构建了一个经可靠性筛选的红树林生物量异速生长模型全球数据
可靠的异速生长模型对于准确估算红树林生物量和碳储量至关重要。全球范围内已开发了大量红树林异速生长生物量模型，但其质量、可靠性和适用性从未被系统地评估。本研究通过全面的系统综述和标准化的模型可靠性评估框架，构建了一个经可靠性筛选的红树林生物量异速生长模型全球数据库。研究人员依据PRISMA指南筛选了2,431条记录，最终获得132篇符合条件的文献，包含1,676个初级异速生长模型。模型采用三项互补标准进行评估：统计性能、样本充足率（Sample Adequacy Ratio, SAR）和生物合理性。总体而言，920个模型满足所有可靠性标准，被保留在最终经可靠性筛选的全球数据库中。该数据库跨越四十年（1983-2026年），涵盖来自32个国家的34个红树林物种。研究人员在2000年后开发的异速生长模型显著增多，多数研究集中于东南亚。研究强烈偏向于有限数量的物种，尤其是*Avicennia marina*和*Rhizophora*属，而许多红树林物种和区域仍代表性不足。胸径（Diameter at Breast Height, DBH）是主导预测变量，地上生物量是最常模拟的组分。该研究还识别出分类学覆盖、地理代表性、生物量组分和模型验证实践方面的重要空白。经验证的全球数据库为选择异速生长模型提供了可靠参考，并为未来红树林生物量研究、碳核算、蓝碳评估、生态系统恢复和红树林可持续管理建立了标准化基准。
红树林是热带和亚热带海岸带生产力最高的生态系统之一，在海岸线保护、碳封存、养分循环、生物多样性维护和渔业支撑等方面具有不可替代的生态功能。生物量是衡量红树林生产力和生态系统服务功能的核心指标。传统上，生物量测定依赖破坏性采样，需要砍伐树木并分器官称重，该方法对森林破坏性大、劳动密集、成本高昂，且在许多保护区和难以到达的地区难以实施。为解决这些问题，研究人员基于破坏性采样发展了异速生长模型，通过胸径、树高、木材密度等易测属性估算生物量，自20世纪80年代初以来成为红树林生物量估算的主流方法。伴随气候变化减缓、碳核算和蓝碳倡议的兴起，全球涌现了大量红树林异速生长生物量模型。然而，这些模型在采样设计、样本量、预测变量、模型结构和统计性能等方面差异显著，其整体质量、可靠性和适用性从未被系统性评估，导致用户难以选择合适的模型，跨区域应用也存在较大不确定性。为此，研究人员开展了一项全球系统综述，旨在量化模型开发现状、识别知识空白并建立标准化可靠性评估框架。
研究人员通过多个文献数据库（Web of Science、ScienceDirect、Scopus、SpringerLink、Crossref等）检索并依据PRISMA指南进行系统筛选，从2,431条记录中最终纳入132篇合格出版物，包含1,676个初级异速生长方程，初步数据库覆盖37个国家的37个红树林物种。研究提出了包含统计性能、样本充足率和生物合理性三项互补标准的可靠性评估框架，最终920个模型通过全部标准，构成跨越1983-2026年、涵盖32个国家34个物种的经可靠性筛选的全球数据库。该研究首次从全球尺度对已发表红树林异速生长模型进行了系统质量评估，为模型选择、碳核算、蓝碳评估、生态恢复和可持续管理提供了标准化基准。
本研究主要采用四项关键技术方法。（1）PRISMA系统综述框架：通过多数据库检索和引文追踪，按预先设定的纳入和排除标准完成文献识别、筛选、资格评估和最终纳入，确保综述过程透明可重复。（2）统计性能评估：以报告的决定系数R2或调整后R2≥0.85作为初始拟合优度筛选阈值。（3）样本充足性评估：构建样本充足率（Sample Adequacy Ratio, SAR），即建模样本量n与预测变量数k的比值，并将样本支持强度分为强、良好、足够、有限和弱五个相对等级。（4）生物合理性评估：通过检查模型是否产生正数生物量预测、预测变量与生物量之间是否呈单调递增关系、预测值是否处于采样树木观测生物量的合理范围内三项标准进行判断。只有通过全部三项评估的模型才进入最终数据库。
研究结果部分的主要发现如下。3.1 文献检索与筛选结果：共识别2,431条记录，排除重复及其他原因后，1,590条进入标题和摘要筛选，1,348条因未报告初级红树林异速方程被排除；242篇进行全文评估，110篇因包含已发表方程、聚焦遥感或非地面方法、缺乏方法学信息等原因被排除，最终132篇文献被保留。3.2 初步全球数据库特征：132篇文献包含1,676个初级异速生长方程，发表于1983年至2026年，来源于37个国家和37个物种，归属于17个属和10个科。3.3 模型验证与验证数据库构建：3.3.1 统计性能评估中，1,623个（96.8%）模型报告了R2或调整后R2，其中1,078个模型达到≥0.85阈值；R2/调整后R2平均值0.945，中位数0.960，频率分布偏向高值区间。3.3.2 样本充足性评估中，80个未报告样本量的模型被排除，998个模型进入SAR评估；样本量范围为5-784株，SAR范围为2.5-492；314个（31.5%）为强，138个（13.8%）为良好，277个（27.8%）为足够，180个（18.0%）为有限，89个（8.9%）为弱。3.3.3 生物合理性评估中，953个模型产生正生物量预测并通过尺寸-生物量逻辑关系检查，45个因产生零或负值被排除；953个中进一步排除33个预测不现实的模型，最终920个模型通过全部可靠性标准，占初步数据库的54.9%。3.4 时间趋势：模型数量随时间显著增长，1980年代贡献77个模型（8.4%），1990年代88个（9.6%），2000年代194个（21.1%），2010年代达到峰值423个（46.0%），2020年代前七年为138个（15.0%）。3.5 分类学覆盖：数据库包含34个物种，红树科（Rhizophoraceae）物种最丰富（14种，41.2%），其次为爵床科（Acanthaceae，7种）；*Avicennia*属多样性最高（6种），*Avicennia marina*拥有最多模型（90个），而15个物种仅在一个国家有模型记录。3.6 地理覆盖：数据库覆盖32个国家，涵盖印度-西太平洋、大西洋-东太平洋和西非生物地理区；印度尼西亚和中国贡献最多模型（各146个），其次为孟加拉国（85）、巴西（69）、越南（49）、缅甸（48）、澳大利亚（47）、马来西亚（44）和美国（39）；许多非洲、中东、加勒比及太平洋岛屿国家仅有一到少数模型。3.7 模型特征：865个模型（94.0%）估算烘干生物量，地上总生物量是最常模拟的组分（335个），821个模型（89.2%）针对成熟树木；DBH是最主要的单一预测变量（326个），DBH+树高是最常见的多变量组合（198个），单预测变量方程占59.5%；90.8%的模型基于破坏性采样，73.4%来自天然林。
讨论部分指出，红树林异速生长建模在过去四十年经历了从局部经验方程到全球标准化数据库的演变，模型质量正变得与模型数量同等重要。地理和分类学偏倚显著，研究集中于少数国家和优势物种，而非洲、中东、加勒比和太平洋岛屿等区域以及许多分布狭窄的物种代表性严重不足。DBH仍是主导预测变量，破坏性采样仍是模型开发的基石，但非破坏性方法日益受到关注。未来研究应优先填补地理和分类学空白，加强地下生物量、碳和养分模型开发，并建立标准化的模型报告和验证规范。尽管数据库在依赖原始文献报告质量、模型性能统计报告不一致、生物合理性评估局限于预测变量已报告范围等方面存在局限性，它仍是当前最全面且经系统评估的红树林生物量异速生长模型集合。
研究结论部分可以概括为：本研究表明，红树林生物量异速生长模型只有在可用且科学可靠的前提下才具有实际价值。通过统一的统计、样本和生物学标准系统评估已发表模型，该研究为选择可靠模型提供了坚实基础，使红树林生物量估算更一致且可信。可靠性筛选的全球数据库揭示了地理、物种和方法上的重要空白，未来研究应扩大区域、物种和生物量组分覆盖范围，并采用标准化验证与报告实践。该数据库为生物量估算、碳核算和可持续红树林管理提供了宝贵资源，也为未来异速生长研究确立了基准，促进可靠、透明且实用模型的发展与应用。
