《Journal of Arid Environments》：Immersion effects and flooding susceptibility index for
Vachellia nilotica trees in Remaila Riverine Reserved Forest, Sudan
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本研究通过洪水敏感性地图和遥感数据分析，探讨尼罗河畔雷梅拉河林带中洪水及长期浸泡对Vachellia nilotica幼苗密度及成树形态学特征的影响，发现高洪水区域幼苗密度显著增加，该物种对长期浸泡有较强适应性，为类似环境退化恢复提供参考。
作者：Elmugheira M.I. Mohammed、Elharith A.A. Hagr、Ammar K.M. Ahmed、Difo V. Harouna
所属机构：苏丹盖齐拉州瓦德梅达尼盖齐拉大学森林科学与技术学院森林管理科学系
摘要
河岸森林是生物多样性丰富的生态系统，支持着多种植物和动物群落及其栖息地。尽管这些独特的生态系统经常受到洪水和人为干扰的影响，但人们对它们对严重洪水和长期浸泡的响应知之甚少。本研究通过探讨洪水和长期浸泡对Remaila河岸保护区（RRRF）中
Vachellia nilotica幼苗密度的影响，填补了这一知识空白。研究制作了洪水易感性地图，识别出长期浸泡的区域，并利用系统化的森林清查方法和遥感数据分析了保护区成年树木的树木测量特征。结果表明，超过50%的RRRF区域经历了严重的洪水侵袭，导致植被覆盖类型和NDVI值发生多样化。洪水侵袭严重的区域中
V. nilotica幼苗的密度高于低洪水或无洪水区域。此外，
V. nilotica树木的树木测量特征在不同洪水易感性等级之间存在显著差异，尤其是在树冠宽度、基面积和体积方面。这种在洪水区域中的强劲再生能力表明该物种具有适应长期浸泡和洪水期的能力，这一特性可以用于恢复具有类似条件的退化环境。
引言
河岸森林是沿河岸和洪泛区分布的独特生态系统，孕育着多样的植物、鸟类和水生生物（Gurashi等人，2024；Rajpar等人，2024）。它们在维持生物多样性（McLennan和Plumptre，2012；Rajpar等人，2024）、稳定土壤养分（Ibrahim等人，2018；Zhang等人，2023）以及调节水流（Biswas和Mallik，2010；Hassaballah等人，2020）方面发挥着关键作用。这些森林的特点是靠近水源，这影响了它们的生态动态和可持续性（McLennan和Plumptre，2012；Portela等人，2023）。河岸森林的组成通常包括适应水位波动和浸泡的树种、灌木和草本植物（Khalaf等人，2023；Pielech，2021）。常见的河岸森林树种包括
Vachellia nilotica（Alzubair和Hamdan，2020；Khalaf等人，2023）、
Eucalyptus maidenii和
Eucalyptus grandis（Kingazi等人，2020）、柳树（
Salix spp）（Weih等人，2021）、杨树（
Populus spp）（Schook等人，2020）、桤木（
Alnus spp）（Martín等人，2024）、
Khaya senegalensis（Gaoue和Ticktin，2008）以及
Ceiba pentandra（Miranda Egbe等人，2021）。这些树种通常能耐受饱和土壤，并能抵御周期性洪水（Zonta等人，2021）。
Vachellia nilotica广泛分布于全球的热带和温带地区，具有广泛的生态适应性和恢复力（Alzubair和Hamdan，2020；Sunkur和Mauremootoo，2024）。该物种有九个亚种，其中七个分布在非洲，四个分布在苏丹，每个亚种都有其特定的地理分布范围和生长条件（Warrag和Eltigani，2005）。在苏丹，
V. nilotica被称为“Sunt树”，主要分布在蓝色尼罗河和白色尼罗河及其支流的低洼地带（Ibrahim等人，2018）。这些地区在洪水季节（可持续长达六个月）会被淹没（Warrag和Eltigani，2005）。因此，
V. nilotica》因其产品和服务而被视为优先树种，它在尼罗河沿岸、季节性河流和山区谷地中发挥着重要的环境作用（Alzubair和Hamdan，2020；Dermawan等人，2018）。“Sunt树”可用于生产燃料木、锯材、圆杆、造船材料、铁路枕木、单宁和树脂（Alzubair和Hamdan，2020；Hassan等人，2022；Yasin和Mulyana，2022），同时也用于墨水生产和传统医药（Ali和El-tigani，2007；Kumar等人，2024）。
尽管已有许多研究讨论了V. nilotica的繁殖（Ali和El-tigani，2007）、种子休眠性（Warrag和Eltigani，2005）、生态功能（Ibrahim等人，2018；Rajpar等人，2024）、药用价值（Khalaf等人，2023）、化学成分（Kumar等人，2024）以及碳封存能力（Alzubair和Hamdan，2020；Gurashi等人，2024），但关于洪水持续时间如何影响其幼苗的存活率和密度仍知之甚少。长期洪水会通过减少根部呼吸和生长所需的氧气来降低幼苗的存活数量。此外，潮汐流动还会影响种子的传播和幼苗的补充，从而导致种群组成的多样化和再生趋势的变化（Wu等人，2023；Zhu等人，2022）。
鉴于河岸环境和湿地的全球重要性，使用基于海拔、坡度和土地覆盖数据的创新监测和管理方法对于这些独特生态系统和热点景观的可持续管理至关重要。本研究旨在通过分析洪水浸泡持续时间对苏丹Remaila河岸保护区V. nilotica幼苗存活率和密度的影响来填补这一空白。具体而言，研究制作了洪水易感性地图，识别出长期浸泡的区域，并分析了成年树木的树木测量特征。研究结果将有助于推动制定有效的缓解策略，以提高苏丹及类似环境中河岸树种的幼苗存活率。
研究区域
本研究在苏丹卡萨拉州的Atbarawi河东侧的Remaila河岸保护区（RRRF）进行（图1）。该保护区位于北纬14°50′30″至14°55′00″、东经35°53′00″至35°56′00″之间，总面积为1157英亩（图1）。该保护区栖息着多样的鸟类、爬行动物和水生生物，具有重要的生态作用和生态系统服务功能。类似的河岸森林具有相似的特征。
洪水易感性地图及长期浸泡区域
研究结果显示，超过50%的Remaila森林区域经历了严重洪水（表2和图2），且整个保护区的海拔、NDVI值和土地利用类型（LULC）存在差异（图3）。通过洪水易感性指数（FSI）、NDVI和LULC的叠加分析发现，在高洪水易感性和极高洪水易感性等级区域，植被覆盖显著增加（表3和图4）。而裸地和水域区域则主要分布在低洪水易感性和无洪水区域。
结论
洪水和长期浸泡是影响河岸森林分布、再生和结构动态的关键因素。研究表明，具有中等到高洪水易感性的区域在生长特性、再生表现和林分发育方面表现出显著的正向效应。相反，高海拔和未受洪水影响的区域则表现出不同的负向影响，这些影响也受到其他因素的影响。
作者贡献声明
Elmugheira M.I. Mohammed： 负责写作、审稿与编辑、初稿撰写、研究方法设计、资金获取、数据分析以及概念框架构建。
Elharith A.A. Hagr： 负责初稿撰写、研究方法设计、数据分析以及概念框架构建。
Ammar K.M. Ahmed： 负责写作、审稿与编辑、初稿撰写以及资金获取。
Difo V. Harouna： 负责写作、审稿与编辑、研究方法设计以及概念框架构建。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢森林国家公司提供的研究许可和野外工作设施。特别感谢盖齐拉大学提供的研究许可、当地社区提供的住宿支持，以及美国地理调查局提供的地理空间数据。
