2017–2020 年廣東南嶺典型植被類型木本植物物種組成數(shù)據(jù)集

徐衛(wèi)，周平*，李澤華，顏萍，譚兆偉，黃明敏，徐宏范，黃俊祥，陳呂佳

1.廣東省科學(xué)院廣州地理研究所，廣東南嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，廣州510070

引 言

固定樣地監(jiān)測(cè)是獲取森林群落動(dòng)態(tài)特征數(shù)據(jù)的主要方法之一，森林固定樣地具有規(guī)范化、連續(xù)性和可比性的獨(dú)特特點(diǎn)，使得研究人員能夠在長(zhǎng)時(shí)間跨度和廣泛空間尺度上進(jìn)行對(duì)比研究，是生態(tài)學(xué)研究的重要平臺(tái)。全球各地的生態(tài)學(xué)研究者都在不同地區(qū)建立森林固定監(jiān)測(cè)樣地，其中巴拿馬巴羅克羅拉多島（Barro Colorado Island, Panama）熱帶雨林50公頃大樣地被廣泛認(rèn)可為代表性樣地[1]。然而，相對(duì)于大型固定監(jiān)測(cè)樣地需要耗費(fèi)大量的人力和物力，分散的小型固定監(jiān)測(cè)樣地可以監(jiān)測(cè)更多的植被類型，以較小的成本相對(duì)準(zhǔn)確地描述區(qū)域尺度上的植物群落特征，在森林動(dòng)態(tài)特征研究中起到重要的作用[2]。

南嶺山地因其獨(dú)特的地理位置和氣候條件，保存有同緯度帶面積最大的亞熱帶森林，包括亞熱帶常綠闊葉林、亞熱帶針闊葉混交林、亞熱帶常綠闊葉矮林等多種植被類型，具有很高的監(jiān)測(cè)價(jià)值[3]。南嶺山形峻峭、峽谷眾多、山體坡度大，布設(shè)多個(gè)小型固定監(jiān)測(cè)樣地更易于對(duì)于多種森林群落進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。相較于其他亞熱帶森林地區(qū)，前人對(duì)南嶺山地的森林多停留在單次調(diào)查階段[3-5]，對(duì)固定樣地的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究較少。對(duì)南嶺地區(qū)不同植被類型森林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)，收集群落物種組成長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)，為南嶺森林研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[5]。

廣東南嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站（簡(jiǎn)稱南嶺站）是2021年科技部正式批準(zhǔn)建設(shè)的69個(gè)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站之一，依照CERN監(jiān)測(cè)規(guī)范，南嶺站對(duì)森林群落中水文、土壤、大氣和生物要素開展長(zhǎng)期定位觀測(cè)。本數(shù)據(jù)集整理了2017–2020年廣東南嶺不同森林類型長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)樣地木本植物物種組成數(shù)據(jù)，為深入研究我國(guó)重要生態(tài)屏障帶南嶺山地森林生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征提供本底資料，為南嶺山地森林管理、生物多樣性保護(hù)等提供數(shù)據(jù)積累和科技支撐。

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

本數(shù)據(jù)集的構(gòu)建過(guò)程主要包括：野外樣地建設(shè)和數(shù)據(jù)調(diào)查、調(diào)查數(shù)據(jù)整理與錄入、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評(píng)估、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)入庫(kù)和數(shù)據(jù)集整編[2]。

1.1 數(shù)據(jù)采集樣地描述

廣東南嶺國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于廣東省北部南嶺山脈中段，地跨韶關(guān)、清遠(yuǎn)兩市的乳源、陽(yáng)山和連州三縣（市），由乳陽(yáng)片區(qū)、稱架片區(qū)、大東山片區(qū)和大頂山管理片區(qū)組成（24°37′N–24°57′N，112°30′E–113°04′E）。保護(hù)區(qū)總面積達(dá)5.84萬(wàn)公頃，最高峰為石坑崆，海拔1902 m，相對(duì)高差1489 m。保護(hù)區(qū)屬中亞與南亞熱帶過(guò)渡的地帶濕潤(rùn)氣候，多年平均氣溫17.7 ℃，極端最低氣溫-4.2 ℃，極端最高氣溫34.4 ℃，多年平均降水量為1705 mm，降水多集中3–10月間，占全年降雨量的82%左右，多年平均相對(duì)濕度84%，年平均無(wú)霜期276天。主要土壤類型有山地紅壤、山地黃紅壤、山地黃壤、山地灌叢草甸土等[5]。

廣東南嶺國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的森林群落樣地主要分布在核心區(qū)，海拔跨度413–1698 m，植被類型隨海拔升高變化趨勢(shì)為“溝谷常綠闊葉林-山地常綠闊葉林-亞熱帶常綠針闊葉混交林-亞熱帶山頂常綠闊葉矮林”，具有典型的植被類型垂直分布規(guī)律[3]。2017 年建立40 m×40 m 的固定標(biāo)準(zhǔn)樣地，共21 個(gè)森林樣地用于生物監(jiān)測(cè)，受人為干擾和破壞小。表1 為樣地基本信息。

表1 南嶺樣地基本信息Table 1 Basic plot information of plots in Nanling Mountains

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)自南嶺站典型植被固定標(biāo)準(zhǔn)樣地的野外調(diào)查。依照中國(guó)科學(xué)院森林生態(tài)系統(tǒng)生物監(jiān)測(cè)規(guī)范以及ForestGEO標(biāo)準(zhǔn)[2]，設(shè)立固定標(biāo)準(zhǔn)樣地。樣地采用全站儀設(shè)40 m×40 m的樣地，將1600 m2劃分為4個(gè)20 m×20 m的大樣方，每個(gè)大樣方用插值法細(xì)分為4個(gè)10 m×10 m的中等樣方，記錄樣地的基本狀況，如植被類型、經(jīng)緯度、海拔、方位角、坡度、坡向。2017和2020年對(duì)樣方中所有胸徑（DBH）≥ 1 cm的木本植物個(gè)體進(jìn)行定位、鑒定和掛牌標(biāo)記，測(cè)量并記錄其物種名、拉丁名、胸徑、樹高、冠幅、坐標(biāo)等信息。

1.3 數(shù)據(jù)加工、處理方法與過(guò)程

野外數(shù)據(jù)的整理主要包括原始記錄數(shù)據(jù)的檢查和完善、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等。原始記錄數(shù)據(jù)的檢查和完善是確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟。在野外調(diào)查過(guò)程中，調(diào)查人員和記錄人員密切合作，共同進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)核。他們仔細(xì)審查每一個(gè)小樣方的數(shù)據(jù)，確保采集的信息完整無(wú)誤。同時(shí)，如發(fā)現(xiàn)任何錯(cuò)誤或不一致之處，及時(shí)進(jìn)行修正和補(bǔ)充，以確保記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

其次，數(shù)據(jù)錄入是將野外獲得的原始紙質(zhì)記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電子版數(shù)據(jù)的過(guò)程。調(diào)查人員和記錄人員負(fù)責(zé)將記錄的數(shù)據(jù)手動(dòng)輸入電腦，以形成可供進(jìn)一步處理和分析的電子原始表格記錄。在此過(guò)程中，需要確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。調(diào)查人員和記錄人員會(huì)反復(fù)核對(duì)和校驗(yàn)輸入的數(shù)據(jù)，確保其與原始記錄數(shù)據(jù)一致，以避免錄入錯(cuò)誤。

最后，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析是對(duì)整理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解讀的關(guān)鍵步驟，將原始數(shù)據(jù)按植被類型進(jìn)行分類，并根據(jù)物種分類統(tǒng)計(jì)物種多度及重要值。其中相對(duì)多度=（樣方中某物種個(gè)體數(shù)/全部植物個(gè)體總數(shù)）×100%，相對(duì)顯著度=（樣方中某物種個(gè)體胸高斷面積和/所有物種個(gè)體胸高斷面積總和）×100%，相對(duì)頻度=（樣方中某個(gè)種的頻度/所有種的頻度總和）×100%，重要值=（相對(duì)多度+相對(duì)顯著度+相對(duì)頻度）/3，表示物種在群落中的優(yōu)勢(shì)程度[6]。

2 數(shù)據(jù)樣本描述

南嶺山地不同植被類型森林木本植物物種組成數(shù)據(jù)集包含的指標(biāo)見表2。

表2 木本植物物種組成指標(biāo)示例Table 2 Examples of woody plant species composition indicators

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評(píng)估

本數(shù)據(jù)集來(lái)源于野外樣地的實(shí)測(cè)調(diào)查。從調(diào)查前期準(zhǔn)備、調(diào)查過(guò)程中到調(diào)查完成后的整個(gè)過(guò)程對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行控制。同時(shí)，采用了調(diào)查人員核驗(yàn)和專家審核驗(yàn)證的方法，以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

調(diào)查前期準(zhǔn)備：進(jìn)行充分的調(diào)查方案制定和準(zhǔn)備工作，包括確定調(diào)查目標(biāo)和指標(biāo)、確定樣地選擇標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)樣方布局等；進(jìn)行調(diào)查人員的培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo)，確保他們熟悉調(diào)查方法和操作步驟，提高調(diào)查的一致性和準(zhǔn)確性；確保樣地的選擇符合科學(xué)原則，同時(shí)在樣地設(shè)置和布置上嚴(yán)格遵循規(guī)范，以減少人為誤差的影響。

調(diào)查過(guò)程中：野外實(shí)地調(diào)查時(shí)，調(diào)查人員嚴(yán)格按照事先制定的調(diào)查方案進(jìn)行操作，確保調(diào)查的一致性和可比性；進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)量工具和方法，例如使用統(tǒng)一型號(hào)的測(cè)量器具對(duì)樹木胸徑進(jìn)行測(cè)量，以減少測(cè)量誤差；對(duì)于樹種的識(shí)別和命名，參考權(quán)威的植物志和專家意見，確保命名的準(zhǔn)確性和一致性，對(duì)于無(wú)法當(dāng)場(chǎng)確定的樹種，采集標(biāo)本和照片，在室內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步鑒定；在野外調(diào)查過(guò)程中，調(diào)查人員和記錄人員共同對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核和核對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。

調(diào)查完成后：對(duì)原始記錄表進(jìn)行進(jìn)一步的核查和審查，包括檢查數(shù)據(jù)的完整性、邏輯性和合理性，填寫缺漏的信息；將紙質(zhì)版的數(shù)據(jù)錄入電腦系統(tǒng)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)和驗(yàn)證，確保錄入的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤；進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的有效性、完整性和一致性進(jìn)行評(píng)估和反饋，以確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量符合研究需求和科學(xué)要求；同時(shí)野外紙質(zhì)原始數(shù)據(jù)集妥善保存并備份，作為核查資料[7]。

4 數(shù)據(jù)價(jià)值

森林群落物種組成數(shù)據(jù)是幫助植被生態(tài)學(xué)研究者快速了解某一區(qū)域植被群落物種組成結(jié)構(gòu)的第一手資料，可為森林生物多樣性保護(hù)和研究提供基礎(chǔ)信息。南嶺作為華南地區(qū)重要的生態(tài)屏障，分布的森林類型多樣，物種多樣性高，但對(duì)南嶺典型森林群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究較少。本研究公開發(fā)表2017–2020年南嶺山地典型植被群落木本植物物種組成、多度和重要值數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)集，可支持南嶺地區(qū)的森林群落生物多樣性格局和不同類型森林群落特征對(duì)比研究[5,8]，同時(shí)可為在該地區(qū)開展植被研究及專著編寫提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

5 數(shù)據(jù)使用方法和建議

本數(shù)據(jù)集可登錄Science Data Bank(https://www.scidb.cn/)在線服務(wù)網(wǎng)址獲取數(shù)據(jù)服務(wù)。登錄系統(tǒng)后，在首頁(yè)搜索“2017–2020年廣東南嶺典型植被類型木本植物物種組成數(shù)據(jù)集”，或通過(guò)DOI:10.57760/sciencedb.o00119.00028進(jìn)入相應(yīng)頁(yè)面下載數(shù)據(jù)。

本數(shù)據(jù)集可應(yīng)用于生態(tài)、氣候、林業(yè)經(jīng)營(yíng)、多樣性保護(hù)等相關(guān)領(lǐng)域，同時(shí)也可應(yīng)用在不同亞熱帶森林植被典型區(qū)域，結(jié)合野外觀測(cè)臺(tái)站長(zhǎng)期定位觀測(cè)到的生物、土壤、氣候等相關(guān)數(shù)據(jù)開展多臺(tái)站數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)分析研究。本數(shù)據(jù)集基于40 m×40 m的固定樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，與目前廣泛使用的森林大型固定樣地相比其樣地面積相對(duì)較小，使用本數(shù)據(jù)集時(shí)需要注意樣方面積的差異。

數(shù)據(jù)作者分工職責(zé)

徐衛(wèi)（1993—），女，山東臨沂人，助理研究員，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)分析和論文撰寫。

周平（1977—），女，湖北荊州人，研究員，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)和森林水文學(xué)。主要承擔(dān)工作：項(xiàng)目組織與管理。

李澤華（1985—），男，廣東佛山人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樯炙膶W(xué)。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)分析。

顏萍（1989—），女，四川樂(lè)山人，助理研究員，研究方向?yàn)橥寥缹W(xué)。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)分析。

譚兆偉（1997—），男，廣東廣州人。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制。

黃明敏（1982—），男，湖北荊州人。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制。

徐宏范（1997—），男，河南南陽(yáng)人。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)分析。

黃俊祥（1998—），男，廣東汕頭人。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制。

陳呂佳（1998—），男，湖北荊州人。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制。