当前世界环境

简介

世界上约有一半的现有森林分布在热带地区，其中约42%属于干林。¹干旱森林与人类生活密切相关，因此它们被相对高度利用，并受到威胁。²与湿润森林相比，对干燥森林的研究有限，保护较少。^3.也许，在所有森林中，干旱森林受到的威胁更大，需要立即引起重视。诸如密度、物种丰富度、基底面积和地上生物量储存等基线信息对于制定保护措施和防止进一步退化和损失非常重要。⁴土壤水分含量是干旱森林中影响植物物种多样性和分散的决定性因素之一。^5、6此外，干旱森林的植物在一年的干旱期受到很大程度的水分胁迫。^7、8干燥森林往往具有中等到较高的植物物种丰富度和多样性。^{9 - 11}

在全球范围内，森林拥有大量的地面碳(80%)和地下碳(40%)。¹²大气有限公司₂浓度与地球生物量碳储量密切相关。森林退化和栖息地破坏导致了全球气候变化。此外，全球变暖影响了生态系统功能的一系列因素。^13、14关于未开发热带干燥森林的地上生物量储存的信息对于确定它们在减缓气候变化方面的作用非常重要。¹⁵此外，全球干旱森林有能力在植被中储存大量的碳。¹⁶在泰米尔纳德邦干旱森林中，诸如树木密度和地上生物量储备等定量生态信息非常有限。目前的研究计划评估位于印度半岛Tuticorin地区的Vallanadu黑羚保护区的树木密度、地上生物量储备和物种丰富度。

材料与方法

研究区域

Vallanadu黑羚保护区位于印度南部泰米尔纳德邦的Tuticorin地区(图1)。研究区域的森林类型被认为是南部荆棘森林(STFs) (6A/DSI)，占地1641公顷。¹⁷研究区地理配度位于北纬80º39′45 " - 80º44′00 "之间，东经77º54′45 " - 77º57′10 "之间。研究区年降水量为75.8 cm。东北季风是重要的季风，研究区年降水大部分集中在10 - 12月。研究区域经历了6到9个月的旱季。研究区年平均低温和高温分别为23℃和29℃。STFs植物适应干旱，在干旱环境下生存。此外，树木在干旱时期是无叶的。树木有小而厚的蜡涂层的叶子，以避免水分通过蒸腾损失。多刺植物，如各种种类的金合欢，Dichrostachys灰质，没药berryi而且Ziziphus nummularia，z mauritiana而且z xylopyrs为stf的特征。该保护区是濒危哺乳动物物种的家园之一羚羊cervicarpaL.，俗称黑鹿。此外，保护区还拥有相当数量的哺乳动物和鸟类。¹⁸

图1:研究区域图，为估算树木地上生物量储量进行了定量研究。 点击此处查看图

实地调查

100块方地，每块10m × 10m (100 m²每个，共1公顷)随机分布在Vallanadu黑羚保护区。所有活树胸径≥5厘米，测量高度为离地137厘米。所有记录树木的直径(厘米)。借助区域植物区系鉴定的所有物种。^19、20树在离地面137厘米处的横截面积定义为基面。树的BA由下式估计。Ba = π*(dbh /2)²．树的高度从3米到6米不等，因此用刻度杆测量。树木的木材密度估计，解释在Chave等．²¹．Chave提供的一种广泛使用的异速生长公式et al。²²对研究区树木地上生物量的估算如下:AGB_干= 0.0559 * (ρD²H）;在AGB_干为树木地上干生物量(kg);0.0559是常数;ρ是树木木材密度(g/cm^3.）;D为胸径(cm);而且H为树高(m)。异速生长公式适用于泛热带地区，胸径在5 ~ 156 cm之间的树木，不适用于棕榈树。

结果

密度和物种丰富度

在一公顷STF面积内共记录1335株≥5cm胸径的树。研究区代表种密度差异显著。没药berryiSTF以334只(25.02%)居多金合欢planifrons(261 19.55%),Dichrostachys灰质(225, 16.85%)和金合欢mellifera(165, 12.36%)紫荆花racemosa，Gmelina arborea而且Lannea coromandelica每个人都只代表一个人。同样，各科对林分总密度的贡献也有很大差异。树木群落中含羞草科占52.36%(699株)，其次是Burseraceae(25.019%， 334株)和Papilionaceae(7.49%， 100株)，其余8个科占15.131%(表1)。

表1:Vallanadu、Tuticorin南部荆棘林记录树种、科和密度(个体数)。

在8个直径类中，直径最小的5-8 cm DBH类个体数量较多(341只)，其次为11.1-14(279只)、8.1-11(241只)、14.1-17(215只)、≥26(96只)、23.1-26(89只)、17.1-20(70只)和20.1-23(4只)。

在研究区共发现11科14属18种。Mimosaceae(=亚family Mimosideae)有7种，其次是Rhamnaceae(2种)，而Anacardiaceae、Bignoniaceae、Burseraceae、Ceasalipiniaceae、Meliaceae、Papilionaceae、Rubiaceae、Tiliaceae和Verbenaceae 9科STF中各有1种(表1)。

林分基础区域

总BA为220.46 m²哈^－1．不同种BA对林分BA的贡献差异显著。没药berryi最大BA (11.748 m²哈^－1)随后,金合欢planifrons(4.682米²哈^－1)，Dichrostachys灰质(1.884米²哈^－1),蜜蜂(1.412米²哈^－1)。<0.5 m的有14种²英航哈^－1(0.01 ~ 0.474)。与科相比，Burseraceae、Mimosaceae和Bignoniaceae的BA分别为11.748、8.918和0.338 m²英航哈^－1,分别。其他所有家庭加起来都有1042万美元²英航哈^－1(表2)。

表2:印度半岛Tuticorin Vallanadu黑羚保护区刺林树木种类、密度、基面面积和地上生物量。

径级≥26 cm DBH构成较大的BA (5.648 m²哈^－1；其次为23.1 ~ 26 cm和14.1 ~ 17 cm, BA较高，分别为4.323(19%)和3.944 (18%)m²哈^－1，分别在研究区。而直径级别20.1-23厘米的胸径仅为0.144米²哈^－1BA(图2)。

图2:Vallanadu黑鹿保护区径级对总林分基础面积的贡献。顺序:胸径级(厘米)，BA(米)2哈－1)和胸径类别对总BA的贡献(百分比)。 点击此处查看图

木材密度

STF树木的平均木材密度(WD)为0.70±0.093 g cm³．不同物种的木材密度不同，Dichrostachys灰质发现为重木(0.98±0.04克厘米)³)然后是金合欢leucophloea而且Azadirachta indca(每个有0.78克厘米³)。优势物种没药berryiWD最小(0.54±0.04 g cm³)(表3)。

表3:泰米尔纳德邦Vallanadu黑羚保护区记录的树木木材密度。

地上生物质储存

在一公顷的STF面积上，地上生物量(AGB)总计为50.065 Mg。物种对总AGB的贡献存在显著差异。没药berryi存量45.13% (22.588 Mg ha^－1)，然后是答:planifrons(23.31%， 11.669 Mg ha^－1),蜜蜂(7.233%， 3.621 Mg ha^－1)，其余15个物种的总存储量为24.327% (12.187 Mg ha^－1) STF中的AGB。其中含羞草科的AGB含量最高(48.24%，24.150 Mg ha)^－1)，其次为Burseraceae (45.12%， 22.588 Mg ha^－1)和Bignoniaceae (1.44%， 0.723 Mg ha^－1)，其余8个家族的累积储量为5.2% (2.603 Mg ha)^－1)。在8个直径类中，最大直径≥26 cm胸径类的AGB含量最高，为10.859 Mg ha^－1其次为14.1-17cm (9.508 Mg ha^－1)和11.1-14 cm (9.098 Mg ha^－1)，而20.1 ~ 23 cm胸径级仅为0.354 Mg ha^－1在STF中(图3)。

图3:研究区不同径级地上生物量储量。 点击此处查看图

讨论

密度

STF的树木密度(1335株/公顷)^－1)与中央邦的干落叶林相当(范围690-2500个体公顷^－1）²³和泰米尔纳德邦的热带干燥常绿森林(范围，432-1341个人公顷^－1）.²⁴STF的树木密度高于东高止山脉的热带干燥森林(479株公顷)^－1)，²⁵班纳加塔国家公园干林(994)²⁶安得拉邦的干燥森林(510-648)，²⁷高止山脉西南部的干燥森林(350-1120)，²⁸安得拉邦的干落叶林(395-573)，²⁹达摩布里，泰米尔纳德邦(292)，^30.印度东北部加罗山的热带森林(570-846)，³¹德里的半干旱森林(633-684)，³²．森林矮，树木高度从3-7米不等。Vallanadu黑羚保护区的STF受到法律保护(泰米尔纳德邦政府森林部)，因此禁止砍伐树木作为燃料木材和偷猎。STF的鸟类群落依赖于优势树种的肉质果实，没药berryi．STF木本植物在接近湿润季节时结果。这些可能是STF中树木密度较高的原因。

物种丰富度

树种丰富度(18种哈^－1)的STF高于恰蒂斯加尔邦干林(5-9种ha^－1）³³中央邦(2-14)²³和曼德拉(12-14)³⁴．STF的树种丰富度与泰米尔纳德邦的干林相当。Tiwari和Ravikumar³⁵伞刺林有17种，干竹刹林有20种，干竹刹林有17种Hardwickia在泰米尔纳德邦Hosur地区森林部门的南部干燥灌丛森林中有14个。相反，与Nagapattinam干林相比，STF的物种丰富度较低(21-25种ha)^－1)，³⁶Tiruvarur(保险),³⁶达(28-31)^37-39，普杜科泰(28-35)⁴⁰Mudumalai(64岁)⁴¹在泰米尔纳德邦和印度部分地区，如Biligirirangan山(69-72)⁴²，北方邦(70)⁴³，卡纳塔克邦(46)⁴⁴安得拉邦(31-55)。⁴⁵

底面积

林分基生面积22.046 m²哈^－1的STF高于Tiruvarur干燥森林(10.78-14.3 m)²哈^－1)，³⁶Villupuram (4.31),⁴⁶达(21.54),^37-39温德扬山(1.3-13.78)，²⁶安得拉邦(7.79)。⁴⁵目前的研究区域受到较少的干扰，并受到泰米尔纳德邦森林部门严格的规章制度的保护。此外，研究区树木数量较多，BA相对于其他干林较高。早些时候，已经发现树木密度与印度北部干燥的热带森林呈正相关。⁴⁷另一方面，与Villupuram干林(36.5 m)相比，STF的基底面积较小²哈^－1)，⁴⁶Mandla (27 - 55.3),³⁴Mudumalai (24.7),⁴¹中央邦(93.53-155.48)²³．

地上部生物量

STF中树木地上生物量(AGB)储量(50.065 Mg ha^－1)与泰米尔纳德邦的Pachaimalai热带森林(50.6 Mg AGB ha)相当^－1）⁴⁸；印度安得拉邦的干燥森林(范围，13.96至514.5毫克公顷^－1）²⁵；泰米尔纳德邦热带干燥常绿森林(39.69-170.02毫克公顷^－1）.⁴⁹

然而，STF的AGB存量低于泰米尔纳德邦Sivagangai的干林(58.43 ~ 102.76 Mg ha)^－1）⁵⁰；泰米尔纳德邦的干落叶林(64.81至624.96毫克公顷)^－1）⁵¹；贾瓦迪山的干燥森林，泰米尔纳德邦(99-216毫克公顷^－1）⁵²；东部哥达瓦里干森林，安得拉邦(58.04-368.39 Mg ha^－1）.²⁷在印度古吉拉特邦半干旱森林生态系统中，年平均降雨量与树木密度、AGB和物种丰富度呈正相关。⁵³研究区年平均降雨量少，旱季6个月，乔木短枝，叶小。这些是一些重要因素，可能是研究地区AGB树木储备相对较少的原因。

树种包括，金合欢leucophloea，Albizia amara，含羞带，Azadirachta indica，Dichrostachys灰质，Lannea coromandelica而且Prosopis juliflora在泰米尔纳德邦Sivagangai的干燥森林中构成了相当数量的AGB。⁵⁰总体而言，南荆林高度较矮，矮伯尔松较多，因此BA较大，AGB较小。例如，BA较小(6.55至12.32米)²哈^－1)干林中AGB含量较高(58.43 ~ 102.76 Mg ha)^－1）.⁵⁰东高止干旱林AGB ha含量为98.87 Mg^－115.2米²英航哈^－1(的意思)。⁴⁸

影响森林AGB储量的因素有很多。密度、树种组成、多样性、高度、木材密度、年龄、生长条件、生长期、年平均降水量和温度、土壤含水量和养分有效性是决定森林树木AGB储量的广泛影响因素。在1平方米的树基面积内，湿润林可储存约100 Mg AGB，而干燥林则较少。巴西哥斯达黎加西北部一个次生干林的地上生物量储量从1.7 Mg ha到409 Mg ha不等^－1．巴西干燥森林中AGB库存的森林年龄确定。⁵⁴

结论

与泰米尔纳德邦和印度其他邦的一些干燥森林相比，目前的研究区域有大量的树木。南部荆棘林支持中等数量的树种。地上树木生物量储备在印度热带干燥森林记录的范围内。研究区年平均降雨量少，旱季6个月。此外，由于树身短、叶小，因此在树木中储存了相对较少的AGB。本研究仅集中于AGB，将进行进一步研究以估计总生物量储存，即地上和地下所有生命形式的生物量。

确认

我们非常感谢Thoothukudi地区的DFO允许我们进行实地工作。我们衷心感谢瓦拉纳杜黑鹿保护区的护林人、守卫者和守望者在实地考察期间给予的帮助和支持。J. Evitex-Izayas先生、V. Muneeswaran先生和M. Arun Kumar先生在实地工作中帮助了我们。

资金来源

本文的写作得到了印度政府科学技术部科学与工程研究委员会的支持，新德里，印度(No. 1)。CRG/2019/003148，日期为05年^th2020年2月)。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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