关纳卡斯特省（Costa Rica Guanacaste）森林内外的树木：保护区、篱笆行与城市公园的比较

《Biotropica》：Trees Inside and Outside of Forests in Guanacaste, Costa Rica: Comparisons Among Conservation Areas, Fencerows, and Urban Parks

　　

摘要
在热带树木生态学研究中，大多数工作集中在受保护的区域，如国家公园，但对于保护林外区域（例如城市区域或道路沿线）的树木组成和结构知之甚少。本研究旨在对比哥斯达黎加关纳卡斯特省三种不同土地利用类型的树木：保护区内森林、篱笆行（fencerows）和城市公园。研究假设：（1）篱笆行和城市公园的树木平均直径较大，树木密度较低，地块水平冠层覆盖率和基面积较小；（2）沿城乡梯度的树种多样性不显著变化，但城市公园中的非本地树种比例较高。本研究在重复地块中测量并鉴定直径≥7?cm的树木。结果显示，保护区内森林的树木密度和冠层覆盖率高于篱笆行和城市公园，但篱笆行的基面积低于其他两种土地利用类型。城市公园由大直径树木主导，而保护区森林的树干较小。在生物多样性和提供性生态系统服务（如食用果实和遮荫）方面，保护区森林内的树木与城市公园内的树木为人类提供互补性利益，二者不可替代。本研究结论表明，对森林内外树木的理解能够为保护区研究提供更广阔的背景，并为城市区研究提供有价值的比较。

论文解读

本研究聚焦于哥斯达黎加关纳卡斯特省森林内外的树木生态特征，旨在填补对保护区外、特别是城市和道路沿线树木研究的知识空白。热带森林生态学长期以来主要关注大规模、连续且受保护的森林片区，以研究生物多样性、森林动力学及碳循环。然而，森林之外（trees outside forests, TOF）的树木在景观中分布广泛，包括城市公园、篱笆行、农林混合地和庭院，这些树木不仅对生态系统具有重要作用，还提供社会经济价值，例如碳储存、可食果实、遮荫及文化价值。因此，系统量化TOF在生态系统服务（ES）中的作用对于热带地区尤其重要。

研究人员选择关纳卡斯特省的三类典型土地利用类型：保护区内森林、道路篱笆行和城市公园，形成从农村到城市的梯度。通过在重复地块中对直径≥7?cm的树干进行测量、物种鉴定及功能特性评估，研究团队比较了树木的组成、结构、功能特性及潜在的对人类的价值。在方法上，研究采用了地块尺度和景观尺度的采样，地块尺度上测量树干密度（stems/ha）、基面积（m2/ha）、冠层覆盖率及落叶树比例，用以表征碳储量及遮荫服务；景观尺度上分析树种组成、可食果实产生及本地与非本地树种比例，以评估功能多样性和生态系统服务潜力。

研究结果显示：

**结构属性（Structural Attributes）**
保护区森林的树干密度约为篱笆行或城市公园的三至四倍，平均树干直径为15.3?cm，而篱笆行与城市公园平均直径均约28?cm。城市公园的最大树干直径最高，反映了人为选择和历史遗留的树木特征。尽管保护区森林树干较小，但数量多，使得地块水平基面积与城市公园相当，而篱笆行基面积显著较低。保护区森林的冠层覆盖率在雨季明显高于城市公园和篱笆行。

**物种丰富度及功能特性（Species Richness and Functional Characteristics）**
本研究共鉴定161个树种，其中仅17种在三类土地利用类型中均存在。稀释后的物种丰富度最高为保护区森林（82种），城市公园次之（72种），篱笆行最少（56种）。保护区森林和篱笆行的树木以本地落叶树为主，而城市公园树木则以常绿树和非本地树种为主，且大量产生可食果实，显示不同土地利用类型在功能特性上的显著差异。

**讨论（Discussion）**
研究表明，城市公园和篱笆行形成了与保护区森林结构和组成明显不同的树群落。保护区森林主要由自然更新的本地落叶树构成，均匀性高；城市公园树木多为大径常绿树及人为栽植的食用果树，冠层覆盖率适中，可提供遮荫和微气候调节功能；篱笆行树木密度低、基面积小，但在景观上仍具有碳储存及生境连通性潜力。研究还量化了篱笆行碳储量估计为1.21–1.84?Tg生物量（约0.605–0.92?Tg碳），显示即使在法定应无树木的道路边带也具有生态价值。

**生态系统服务与景观尺度价值比较（Ecosystem Services Comparison）**
保护区森林和城市公园在提供生态系统服务上互补：保护区森林是本地树种多样性和碳储存的核心，而城市公园提供可直接惠及居民的遮荫、休闲及食用果实。篱笆行虽在生态服务贡献上存在局限，但覆盖广泛，可为生物连通性和碳储存提供潜力。

**结论**
研究表明，理解森林内外的树木分布、结构和功能特性有助于构建热带地区更全面的生态系统服务图景。保护区内外的树木为生态系统和人类提供互补价值，城市管理和保护规划应同时考虑森林和非森林树木的管理，以最大化生态和社会效益。本研究为关纳卡斯特及类似热带地区的树木生态学和景观管理提供了基础数据与策略参考。

在技术方法方面，研究主要采用了地块和景观尺度的树木测量与物种鉴定，结合GPS定位、冠层覆盖率测量（CanopyCapture应用）、功能特性分类（落叶、常绿、可食果实及本地/非本地），并应用统计分析（ANOVA、逻辑回归、稀释物种曲线、蜘蛛图分析）对结构、组成及生态系统服务进行定量分析。