《Global Ecology and Conservation》:Unveiling Tree Species Diversity and Ecological Similarity Networks: Insights from National Forest Inventory South Korea
编辑推荐:
本研究基于韩国第七次国家森林资源清查数据,通过物种分布、多样性指数和空间自相关分析,结合Jaccard相似性网络与中心性度量,系统揭示了韩国树种组成的空间异质性、生态热点区域及其多尺度连通性特征,为跨境生态保护与可持续森林管理提供了科学依据。
森林作为陆地生态系统的核心组成部分,不仅承载着丰富的生物多样性,更在碳汇功能、水源涵养和气候调节中发挥着不可替代的作用。然而,在全球气候变化和人类活动双重压力下,如何精准评估森林资源现状、识别关键生态节点并制定科学的管理策略,已成为生态学与保护生物学领域的焦点问题。韩国作为一个山地面积占比高达63%的国家,其森林生态系统具有明显的垂直梯度变化和南北气候过渡带特征,为研究多尺度树种分布规律提供了理想案例。
以往研究多局限于固定样地或单一行政单元的分析,缺乏对树种多样性空间格局与生态网络结构的系统性探讨。为此,Thakur Dhakal、Shraddha Tiwari等研究人员在《Global Ecology and Conservation》上发表论文,基于韩国第七次国家森林资源清查数据,整合空间统计、网络分析和多样性度量方法,首次在国家级尺度上揭示了树种多样性的分布规律及其与行政边界的耦合关系,为区域生态保护提供了新视角。
本研究主要依托韩国第七次国家森林资源清查数据,覆盖2016–2020年间全国4084个网格点的树种记录。通过计算α多样性(物种丰富度)和β多样性(物种组成差异),结合Jaccard相似性指数构建生态相似性网络,并采用度中心性识别关键生态枢纽。同时,利用全局与局部Moran's I指数分析树种空间自相关性,揭示聚类与离散分布模式。所有分析均在NFI网格、县级、市级和省级四个尺度上展开,以捕捉多尺度效应。
树种分布与共现网络
研究共记录283个树种,累计观测696,062次。韩国红松占比最高,达22.49%,其次为蒙古栎和栓皮栎。共现网络分析显示,树种形成四个生态集群:红色集群为早期演替种,绿色集群以温带阔叶树种为主,蓝色集群代表寒温带物种,黄色集群则以红松和栎类为优势种。朝鲜山樱的空间自相关性最强,其分布呈现显著聚集模式。
多样性空间格局与尺度效应
α多样性呈现明显的纬度与海拔梯度差异:济州岛物种数低于本土,西部多样性低于东部。海拔与物种丰富度呈显著负相关,表明高海拔环境对树种分布具过滤效应。多尺度分析显示,从网格到省级尺度,平均α多样性由12.36增至107.11,Jaccard相似性指数也从0.195升至0.452,说明尺度扩大可捕获更完整的物种库。
生态热点识别与连通性
基于度中心性识别出各尺度下的生态枢纽:网格尺度为坐标点,县级为山内面,市级为济州市,省级为庆尚南道。这些区域不仅物种丰富度高,且在网络中处于核心位置,具有较高的生态稳定性。当网格点物种数超过7种时,网络连通度达0.91以上,表明其具备结构稳定性。
本研究通过多尺度、多指标整合分析,首次在韩国全域范围内系统量化了树种多样性的空间格局与网络结构。结果不仅验证了环境过滤与地理隔离对物种分布的影响,还揭示了行政边界与生态热点的耦合关系。这些发现为韩国乃至类似地区的森林保护规划提供了直接依据,尤其在优先保护区划定、跨区域生态廊道设计和气候变化适应性管理方面具有重要实践价值。此外,研究所建立的“多样性–连通性–尺度”分析框架,可为其他地区的生物多样性研究提供方法论参考,推动生态网络理论在实践中的应用。