当前世界环境

简介

现有森林中约有一半位于世界热带地区，其中约42%属于干旱森林。¹干旱森林与人类生活密切相关，因此它们的利用率较高，并受到威胁。²与潮湿森林相比，对干旱森林的研究有限，受到的保护较少。^3.也许，干旱森林在所有森林中受到的威胁更大，需要立即关注。基础信息如密度、物种丰富度、底面积和地上生物量储量对制定保护措施和防止进一步退化和损失具有重要意义。⁴土壤含水量是干旱森林植物物种多样性和分散的决定因素之一。^5、6此外，旱林植物在一年中干旱时期大多受到水分胁迫。^7、8干旱森林的植物物种丰富度和多样性一般中等至较高。^{9 - 11}

在全球范围内，森林拥有相当数量的地表碳(80%)和地下碳(40%)。¹²大气有限公司₂浓度与地球生物量C储存密切相关。森林退化和栖息地破坏导致全球气候变化。此外，全球变暖还影响着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发挥的作用非常重要。¹⁵此外，全球干森林有能力在植被中储存大量碳。¹⁶在泰米尔纳德邦的干旱森林中，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。

材料和方法

研究区域

Vallanadu Blackbuck Sanctuary位于印度南部邦泰米尔纳德邦的Tuticorin区(图1)。研究区域的森林类型被认为是南部荆棘林(STFs) (6A/DSI)，面积为1641公顷。¹⁷研究区地理坐标位于北纬80º39′45”至80º44′00”之间，东经77º54′45”至77º57′10”之间。研究区年降雨量为75.8 cm。东北季候风的作用十分重要，研究区每年10 - 12月的降水量占全年降水量的绝大部分。研究区域经历6至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，树木在干燥时期是光秃秃的。树木有较小和厚的蜡涂层叶片，以避免水分蒸发损失。多刺植物如各种各样的金合欢，Dichrostachys灰质，没药berryi而且Ziziphus nummularia，z mauritiana而且z xylopyrs是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.，俗称黑羚。此外，该保护区还拥有相当数量的哺乳动物和鸟类。¹⁸

图1:树木地上生物量储量定量估算研究区域图。 点击这里查看图

实地调查

100平方米地块，每10米× 10米(100米²每只1公顷)随机分布在瓦拉纳杜黑鹿保护区。所有胸径≥5厘米的活树在距离地面137厘米处测量。记录所有树木的直径(厘米)。利用区域植物区系进行了物种鉴定。^19、20树木在距离地面137厘米处的横截面积，定义为断面积。树的BA由下式估算。英航=π*(胸径/ 2)²．树木的高度从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．²¹．一个广泛使用的异速生长公式，由Chave提供et al。²²利用AGB_干= 0.0559 * (ρD²H）;在AGB_干为树的地上干生物量，kg;0.0559是恒定的;ρ树的木材密度(克/厘米^3.）;D胸径(厘米);而且H为树高(m)。异速生长公式适用于胸径在5 - 156厘米的热带树木，不适用于棕榈树。

结果

密度与物种丰富度

在每公顷区域共记录到1335株胸径≥5cm的乔木。研究区代表性物种密度差异较大。没药berryi以334只(25.02%)居首位，其次为STF金合欢planifrons(261 19.55%),Dichrostachys灰质(225年16.85%)金合欢mellifera(165年,12.36%),而紫荆花racemosa，Gmelina arborea而且Lannea coromandelica每个人都只有一个人。不同家系对林分总密度的贡献也存在较大差异。乔木群落中含泪科(Mimosaceae)占52.36%(699株)，其次是Burseraceae(25.019%， 334株)和蝶形目(7.49%，100株)，其余8个科在STF中占15.131%(表1)。

表1:图提科林(Tuticorin)瓦拉纳杜(Vallanadu)南部刺林(Southern Thorn Forest)记录的乔木种类、科和密度(个体数)。

8个径级中，径级最小的5- 8cm径级个体数量最多(341个)，其次为11.1-14(279个)、8.1-11(241个)、14.1-17(215个)、≥26(96个)、23.1-26(89个)、17.1-20(70个)和20.1-23(4个)。

研究发现研究区有11科14属18种。含羞草科(=含羞草亚科)有7种，其次是鼠李科(2种)，而Anacardiaceae、Bignoniaceae、Burseraceae、Ceasalipiniaceae、Meliaceae、Papilionaceae、Rubiaceae、椴树科、马鞭草科等9科在STF中均为单种(表1)。

林分面积

总BA为22.046 m²哈^－1．不同树种BA对总林分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)的算法。14种<0.5 m²英航哈^－1(0.01 - 0.474)。与其他科相比，Burseraceae、含羞草科和Bignoniaceae的BA较高，分别为11.748、8.918和0.338 m²英航哈^－1,分别。其他所有家庭共有1042万人²英航哈^－1(表2)。

表2:印度半岛图提科林瓦拉纳度黑羚保护区刺林乔木种类、密度、底面积和地上生物量蓄积。

径级≥26 cm DBH构成较大的BA (5.648 m²哈^－1；23.1 ~ 26 cm和14.1 ~ 17 cm的BA较高，分别为4.323(19%)和3.944 (18%)m²哈^－1，分别在研究区。然而，直径为20.1-23厘米的DBH仅能容纳0.144米²哈^－1BA(图2)。

图2:瓦拉纳度黑buck保护区林分径级对总林分基底面积的贡献图例顺序:DBH级(cm)， BA级(m2哈－1)及DBH课程对总学士学位的贡献(百分比)。 点击这里查看图

木材密度

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灰质重木质(0.98±0.04克厘米³)紧随其后金合欢leucophloea而且Azadirachta indca(每只0.78 g cm³)的算法。优势种没药berryi最小WD(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密度。

地上部生物量储备

每公顷土壤中地上部分生物量(AGB)为50.065 Mg。各物种对总AGB的贡献差异显著。没药berryi22.588 Mg ha^－1)，其次为答:planifrons(23.31%， 11.669 Mg ha^－1),蜜蜂(7.233%， 3.621 Mg ha^－1)，其余15种的总储量为24.327% (12.187 Mg ha^－1) STF中的AGB。含苞草科7种植物中AGB含量最高，分别为48.24%、24.150 Mg ha^－1其次是樱草科(45.12%，22.588 Mg ha)^－1(1.44%， 0.723 Mg ha^－1)，其余8个家庭蓄积量为5.2% (2.603 Mg ha^－1)的算法。在8个径级中，最大径级≥26 cm DBH的AGB储量最高，为10.859 Mg ha^－1其次是14.1-17cm (9.508 Mg ha^－1)和11.1-14厘米(9.098毫克公顷^－1)，但20.1-23 cm DBH级仅存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。 点击这里查看图

讨论

密度

STF林木密度(1335株hm2)^－1)与中央邦的干燥落叶林(范围690-2500个体公顷)相当^－1）²³和泰米尔纳德邦热带干燥常绿森林(范围432-1341个体公顷)^－1）.²⁴与东高止热带干旱林相比，STF的树密度较高(479株hm2)^－1)，²⁵班纳加塔国家公园的干燥森林(994)²⁶，安得拉邦的干燥森林(510-648)，²⁷西南高止山脉的干燥森林(350-1120)，²⁸安得拉邦(395-573)的干燥落叶林，²⁹泰米尔纳德邦(292)，^30.印度东北部加洛山的热带森林(570-846)，³¹德里的半干旱森林，³²．森林低矮，树木高度3-7米不等。Vallanadu黑羚保护区的STF是受法律保护的(泰米尔纳德邦政府森林部)，因此砍伐树木用作燃料和偷猎是被禁止的。STF鸟类群落主要依赖于优势树种的肉质果实，没药berryi．STF的木本植物在接近雨季时产生果实。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种公顷)^－1(5 ~ 9种hm2)的STF高于干林(5 ~ 9种hm2)^－1）³³中央邦(2 - 14)²³和Mandla (12 - 14)³⁴．STF的树种丰富度与泰米尔纳德邦的干燥森林相当。女子和Ravikumar³⁵在卡纳蒂克伞形刺林中发现17种，在干竹林中发现20种，在竹林中发现17种Hardwickia泰米尔纳德邦Hosur地区森林分区内的南部干灌丛林13个，河流13个，南部14个。相对于Nagapattinam干旱林，STF的物种丰富度(21 ~ 25种hm2)较低^－1)，³⁶Tiruvarur(保险),³⁶达(28-31)^37-39Pudukottai (28-35)⁴⁰和Mudumalai (64)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岁)⁴³卡纳塔克邦(46)⁴⁴安得拉邦(31-55)。⁴⁵

底面积

林分断面积22.046 m²哈^－1STF高于Tiruvarur的干燥森林(10.78-14.3 m²哈^－1)，³⁶Villupuram (4.31),⁴⁶达(21.54),^37-39Vindhyan山(1.3 - -13.78),²⁶安得拉邦(7.79)。⁴⁵目前的研究区域受到的干扰较少，并通过泰米尔纳德邦森林部门严格的规章制度加以保护。此外，本研究区域有大量的树木，因此与其他干旱森林相比，BA相对较高。早些时候，人们发现印度北部的树木密度与干燥的热带森林呈正相关。⁴⁷相比于Villupuram (36.5 m²哈^－1)，⁴⁶Mandla (27 - 55.3),³⁴Mudumalai (24.7),⁴¹和中央邦(93.53-155.48)²³．

地上部生物量

STF (50.065 Mg hm2)对林木地上生物量(AGB)贮量的影响^－1)可与泰米尔纳德邦的帕恰玛莱热带森林(50.6毫克AGB公顷)相媲美^－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

而泰米尔纳德邦的Sivagangai干旱林(58.43 ~ 102.76 Mg hm2)的蓄积量低于干旱林(58.43 ~ 102.76 Mg hm2^－1）⁵⁰；泰米尔纳德邦的干燥落叶林(64.81至624.96毫克公顷)^－1）⁵¹；泰米尔纳德邦贾瓦迪山的干燥森林(99-216毫克公顷)^－1）⁵²；安得拉邦东部戈达瓦里的干燥森林(58.04-368.39 Mg ha^－1）.²⁷古吉拉特邦半干旱森林生态系统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，树干较短，叶片较小。这些都是导致研究区域树木AGB储备相对较少的重要因素。

树木种类，例如:金合欢leucophloea，Albizia amara，含羞带，Azadirachta indica，Dichrostachys灰质，Lannea coromandelica而且Prosopis juliflora在泰米尔纳德邦的Sivagangai的干燥森林中构成了相当数量的AGB。⁵⁰南方刺林长矮，短树干多，BA较大，AGB较小。例如，BA较小(6.55 - 12.32 m²哈^－1干旱林的AGB蓄积量较高(58.43 ~ 102.76 Mg hm2^－1）.⁵⁰此外，东高止省干森林的AGB含量为98.87 Mg^－1和15.2²英航哈^－1(的意思)。⁴⁸

一系列因素影响着AGB森林储备。密度、物种组成、多样性、高度、木材密度、树龄、生长条件、生长期长度、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平方米的树基底面积中，湿润林可储存约100mg AGB，而干燥林可储存较少。巴西哥斯达黎加西北部次生干森林地上生物量贮藏量在1.7 ~ 409毫克公顷之间变化^－1．森林年龄决定了巴西干燥森林中AGB的储量。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，本研究区域有大量的树木。南方荆棘林支持中等数量的树种。树木地上生物量储备在印度热带干旱森林的记录范围内。研究区年平均降雨量较小，旱季6个月。此外，被赋予较短的树干和较小的叶片的树木，因此相对较少的AGB在树木。这项研究仅集中于AGB，进一步的研究将用于估计总生物量储量，即所有生命形式的地上和地下生物量。

确认

我们非常感谢图图库迪区民政办公室允许我们进行实地工作。我们对瓦拉纳杜黑羚保护区的护林员、守卫和守望者在实地研究期间的帮助和支持表示衷心的感谢。J. Evitex-Izayas、V. Muneeswaran和M. Arun Kumar先生在实地工作期间帮助了我们。

资金来源

本手稿的撰写得到了印度政府科技部科学与工程研究委员会的支持，印度新德里(No. 1)。中国中铁/ 2019/003148 05^th2020年2月)。

的利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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