鄒順,耿衛(wèi)欣,張倩媚,周國逸,劉世忠,褚國偉
1. 中國科學(xué)院華南植物園,廣州 510650
2. 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049
數(shù)據(jù)庫(集)基本信息簡介
數(shù)據(jù)庫(集)組成數(shù)據(jù)集由1個數(shù)據(jù)文件組成,數(shù)據(jù)量6 0 6條,包含1 9 9 2年、1 9 9 4年、1 9 9 9年、2 0 0 4年、2 0 0 8年、2 0 1 0年和2 0 1 5年共7次鼎湖山季風(fēng)常綠闊葉林樣地(投影面積1 h m 2)群落調(diào)查的物種組成、多度、生物量和重要值信息。
固定樣地監(jiān)測是獲取森林群落動態(tài)特征數(shù)據(jù)的主要方法之一,是生態(tài)學(xué)研究的重要平臺。由于森林固定樣地具有建設(shè)與監(jiān)測的規(guī)范性和調(diào)查連續(xù)性等特點,使其調(diào)查結(jié)果能夠在長時間和廣闊的空間范圍進(jìn)行對比研究。生態(tài)學(xué)研究者在世界各地建立了森林固定監(jiān)測樣地,其中尤以巴拿馬 BCI(Barro Colorado Island,Panama)森林大型固定監(jiān)測樣地最具代表性。以這些森林固定監(jiān)測樣地為基礎(chǔ),形成了各個國家、地區(qū)和全球尺度的森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),例如中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN)、美國長期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)(US-LTER)、熱帶森林生物多樣性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(ForestGEO)、歐洲長期生態(tài)學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)(LTER-Europe)、國際長期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)(ILTER)等[1]。
中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著國家生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測、科研和示范任務(wù)。根據(jù)統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)觀測體系,通過對不同區(qū)域典型生態(tài)系統(tǒng)水、土、氣、生等關(guān)鍵要素的長期定位監(jiān)測,產(chǎn)生了大量的長期生態(tài)觀測數(shù)據(jù)。其中,森林群落物種組成是CERN陸地生態(tài)系統(tǒng)生物要素長期定位觀測的重要內(nèi)容,群落物種組成長期觀測數(shù)據(jù)分析有利于揭示群落動態(tài)規(guī)律及其影響因素[2]。
季風(fēng)常綠闊葉林(Monsoon evergreen broad-leaved forest,簡稱季風(fēng)林)是中國南亞熱帶地區(qū)的地帶性植被,該類型森林面積廣闊,物種多樣性高。同時,該地區(qū)受氣候變化和氮沉降影響嚴(yán)重,季風(fēng)林群落物種組成、結(jié)構(gòu)和多樣性在發(fā)生趨勢性變化,但對該季風(fēng)林群落的長期監(jiān)測研究較少[3-5]。鼎湖山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站(簡稱鼎湖山站)是 CERN和聯(lián)合國教科文組織/人與生物圈計劃(UNESCO/MAB)的站點之一,依照CERN監(jiān)測規(guī)范以及ForestGEO標(biāo)準(zhǔn),開展森林群落的長期定位觀測、數(shù)據(jù)匯交、質(zhì)控以及科研與示范工作。本數(shù)據(jù)整理了鼎湖山站1992–2015年季風(fēng)林永久樣地7次群落調(diào)查數(shù)據(jù)[6],以期為深入探究環(huán)境變化對森林群落多樣性、群落結(jié)構(gòu)、碳固存等相關(guān)議題提供本底資料,為該地區(qū)的森林經(jīng)營管理及生態(tài)系統(tǒng)功能評價提供基礎(chǔ)支撐。
鼎湖山國家級自然保護(hù)區(qū)(23.16○–23.19○N,112.51○–112.56○E)位于廣東省肇慶市鼎湖區(qū),總占地面積1155 hm2,主要地形為丘陵和低山,最高處海拔1000.3 m。該地區(qū)屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候,年降水量為1714 mm,年平均濕度為76%,4–9月為濕季,10月到次年3月為旱季,濕季降水量約占80%。年平均氣溫為22.5℃,最冷月(1月)和最熱月(7月)平均氣溫分別為13.8 ℃和28.8 ℃。地質(zhì)基礎(chǔ)主要為泥盆紀(jì)砂巖、砂頁巖、頁巖和石英砂巖,地帶性土壤為南亞熱帶赤紅壤。該群落終年常綠,郁閉度約95%。
鼎湖山自然保護(hù)區(qū)的季風(fēng)林主要分布于核心區(qū)三寶峰,海拔100–490 m,具有400多年的保護(hù)歷史,屬于演替頂極階段。該群落終年常綠,郁閉度約95%。喬木層郁閉度約80%,主要物種為錐(Castanopsis chinensis)、木荷(Schima superba)、黃果厚殼桂(Cryptocarya concinna)、厚殼桂(Cryptocarya chinensis)、白顏樹(Gironniera subaequalis)、鼎湖血桐(Macaranga sampsonii)、香楠(Aidia canthioides)等。1992年在海拔230–350 m建立1 hm2季風(fēng)林永久樣地,用于生物觀測,無人為干擾和破壞[6-7]。表1為樣地基本信息。
表1 樣地基本信息(2015年)
數(shù)據(jù)來自于季風(fēng)林永久樣地的野外調(diào)查。依照陸地生態(tài)系統(tǒng)生物觀測規(guī)范以及ForestGEO標(biāo)準(zhǔn)[2],設(shè)立固定樣地。樣地采用全站儀將10000 m2劃分為25個20 m×20 m的大樣方,每個大樣方用插值法細(xì)分為4個10 m×10 m的中等樣方,每個中等樣方細(xì)劃為4個5 m×5 m的小樣方。在1992–2015年間,共進(jìn)行了7次群落調(diào)查,調(diào)查依次在1992年、1994年、1999年、2004年、2008年、2010年和2015年進(jìn)行。對樣地內(nèi)所有胸徑1.0 cm及以上的木本植物個體,采用胸徑尺進(jìn)行每木調(diào)查,掛牌、刷漆并定位,記錄物種名、胸徑、高度、坐標(biāo)及生長狀況等信息[6-7]。
本數(shù)據(jù)集的構(gòu)建過程主要包括:野外樣地調(diào)查、數(shù)據(jù)整理與錄入、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評估、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)集的形成與入庫[8]。具體的構(gòu)建過程見圖1。
本數(shù)據(jù)集是將原始數(shù)據(jù)按物種分類統(tǒng)計多度(abundance)、生物量(biomass)及重要值(importance value)。其中,每個個體生物量由生物量方程估算[9],并進(jìn)而計算各物種的生物量。重要值=相對多度+相對顯著度+相對頻度)/3,重要值能夠表征物種在群落中的優(yōu)勢程度[10]。
圖1 數(shù)據(jù)構(gòu)建流程
鼎湖山季風(fēng)常林喬木物種組成數(shù)據(jù)集包含的指標(biāo)見表2。
表2 喬木物種組成指標(biāo)示例
本數(shù)據(jù)集來源于野外樣地的實測調(diào)查。從調(diào)查前期準(zhǔn)備、調(diào)查過程中到調(diào)查完成后,整個過程對數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行控制。同時,采用相關(guān)專家審核驗證的方法,以確保數(shù)據(jù)相對準(zhǔn)確性、有效性和完整性。
調(diào)查前的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制:規(guī)范的樣地建設(shè);對所有調(diào)查人員集中技術(shù)培訓(xùn),確保調(diào)查規(guī)范的一致性,盡可能減少人為誤差。
調(diào)查過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制:調(diào)查開始時,在樹木的胸徑處用油漆進(jìn)行標(biāo)記,并采用統(tǒng)一型號的胸徑尺測量;樹種名參照《中國植物志》,對于不能當(dāng)場確定的樹種名稱,采集標(biāo)本和照片在室內(nèi)進(jìn)行鑒定;調(diào)查人和記錄人完成小樣方調(diào)查時,當(dāng)即對原始記錄表進(jìn)行核查,并與前一次調(diào)查結(jié)果比對,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正,確保調(diào)查的準(zhǔn)確性和完整性。
調(diào)查完成后的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制:調(diào)查完成后,調(diào)查人和記錄人完成對樣方數(shù)據(jù)的進(jìn)一步核查,并補(bǔ)充相關(guān)信息。主要內(nèi)容包括調(diào)查人和記錄人信息的填寫、數(shù)據(jù)記錄完善、相關(guān)情況說明的填寫、物種異名更正、補(bǔ)充拉丁名等;紙質(zhì)版數(shù)據(jù)錄入電腦后,對電子版進(jìn)行比對檢查,以確保數(shù)據(jù)輸入無誤;最后統(tǒng)計形成的物種組成數(shù)據(jù)集由相關(guān)研究人員對數(shù)據(jù)的有效性、完整性等進(jìn)行評估和反饋;野外紙質(zhì)原始數(shù)據(jù)集妥善保存并備份,以備將來核查[2,8]。
森林群落物種組成數(shù)據(jù)是植被生態(tài)學(xué)研究者快速了解某一區(qū)域植被結(jié)構(gòu)的主要方式,可為該地區(qū)的森林保護(hù)和生物多樣性的關(guān)聯(lián)提供基礎(chǔ)信息。季風(fēng)林是中國南亞熱帶地區(qū)的地帶性植被,該類型森林面積廣闊,物種多樣性高,但對該森林群落結(jié)構(gòu)動態(tài)的長期監(jiān)測研究較少。本研究公開發(fā)表1992–2015年季風(fēng)林物種組成、多度、生物量和重要值數(shù)據(jù),建立了方便查詢的數(shù)據(jù)集,可為研究該地區(qū)的森林群落動態(tài)和不同類型森林群落特征的比較以及相關(guān)植被專著的編寫提供素材。這也是在本地區(qū)開展植被研究的基礎(chǔ)文獻(xiàn)。
本數(shù)據(jù)集可應(yīng)用于氣候、生態(tài)、多樣性保護(hù)、林業(yè)生產(chǎn)等相關(guān)領(lǐng)域,也可以考慮在不同的典型區(qū)域、典型陸地生態(tài)系統(tǒng)之間開展多臺站數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)分析,結(jié)合數(shù)據(jù)中心長期定位觀測到的生物、土壤、氣候等相關(guān)數(shù)據(jù)[10],分析森林群落結(jié)構(gòu)、動態(tài)變化及其影響因素。使用本數(shù)據(jù)集和其他森林群落調(diào)查數(shù)據(jù)比較時需要注意樣方面積的差異。
本數(shù)據(jù)集可登錄Science Data Bank在線服務(wù)網(wǎng)址系統(tǒng)后,通過鏈接(http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/705)下載數(shù)據(jù)。也可登錄廣東鼎湖山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站數(shù)據(jù)資源服務(wù)網(wǎng)后通過鏈接(http://dhf.cern.ac.cn/meta/detail/FAY01JFLQM)獲取數(shù)據(jù)服務(wù),或在首頁點擊“資源服務(wù)”下的“數(shù)據(jù)服務(wù)”,然后進(jìn)入相應(yīng)頁面下載數(shù)據(jù)。