許哲瑤，譚 健

（1.廣州園林建筑規(guī)劃設計研究總院有限公司，廣東 廣州 510520；2.佛山市南海區(qū)春之暉花木場，廣東 佛山 528237）

熱帶雨林是世界上生物多樣性最豐富的生態(tài)系統(tǒng)。熱帶雨林的地位極其重要，全球氣候變暖和人為干擾因素的增加，導致熱帶雨林生境面積在大幅銳減，熱帶雨林生境日益破碎化，城市、森林的交錯分布結(jié)構(gòu)，導致森林面積減少從而碳儲備量降低，加劇全球的溫室效應。生物多樣性的維持是群落生態(tài)學研究的核心問題，是國內(nèi)外學者重點關(guān)注的研究方向。在國內(nèi)，關(guān)于熱帶雨林的研究多專注于各個學科的專業(yè)領(lǐng)域和特定研究對象，成果較為零散，缺乏系統(tǒng)性梳理，與國外相關(guān)研究相比，研究方法主要以林學、生態(tài)學的分析方法為主，較為簡單，這不利于熱帶雨林研究的發(fā)展。尤其目前在推行熱帶雨林國家公園試點建設，更需要國際的視野和更全面的研究方法，揭示熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律。筆者基于國內(nèi)外熱帶雨林相關(guān)的文獻資料，借助Tableau可視化分析軟件，系統(tǒng)性地梳理近十年相關(guān)研究的整體特征。嘗試從研究層次、研究熱點、技術(shù)方法和研究趨勢四個方面對比分析國內(nèi)外的研究文獻，據(jù)此提出熱帶雨林的研究方法方面的展望。

一、數(shù)據(jù)來源及分析方法

（一）數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來源于中國學術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫（以下簡稱CNKI）和SCI數(shù)據(jù)庫。檢索時間范圍從2011年1月1日截至2021年6月26日，以“熱帶雨林”（Tropical rain forest）為主題詞，在CNKI數(shù)據(jù)庫檢索到文獻6262篇，其中中文文獻3424篇。文獻類型進一步縮小范圍為“學術(shù)期刊”“學位論文”以及“會議”，主題剔除“地理教學”等不相關(guān)文獻，文獻縮減為3262篇。在SCI數(shù)據(jù)庫對有關(guān)熱帶雨林的外文文獻進行檢索，得到文獻13920篇，對相關(guān)度不高的涉及獸醫(yī)學、能量學、經(jīng)濟學、生物化學、古地理學、古氣候?qū)W、古生態(tài)學方面的文獻減除后，得論文3374篇。以此為基礎進行分析。

（二）分析方法

結(jié)合文獻計量分析與內(nèi)容分析法，對搜集到的文獻資料進行分析。首先，借助科學可視化數(shù)據(jù)分析工具Tableau，通過對結(jié)果的歸納整合，形成可視化圖譜，分析國內(nèi)外熱帶雨林研究的動態(tài)變化情況和整體研究特征。然后通過可視化圖譜對國內(nèi)外關(guān)于熱帶雨林的研究層次、研究熱點、技術(shù)方法和研究趨勢四個方面進行橫向?qū)Ρ确治?。選取國內(nèi)外相同的研究重點、熱點——熱帶雨林生物多樣性方面進行縱向?qū)Ρ确治?，探討研究的發(fā)展方向。

二、整體分析

（一）研究動態(tài)及熱點

圖1反映了國內(nèi)外不同時間區(qū)域熱帶雨林研究文獻集中情況，可以看出中文論文近十年來較為平均，每年保持在300篇左右，總體呈下降趨勢。其中2014年文獻發(fā)文量最多，2014年以后文獻發(fā)文量直線回落，到2016年，隨著我國生態(tài)保護紅線的劃定，國土空間開發(fā)保護制度的建立和《建立國家公園體制總體方案》的頒布實施，發(fā)文量又開始逐步上升，近三年熱帶雨林國家公園試點的建設讓增長趨勢延續(xù)。在外文文獻中，近十年來熱帶雨林相關(guān)文獻數(shù)量一直呈穩(wěn)步增長的態(tài)勢，從2011年的543篇到2021年1247篇，增長了2.3倍，研究從單一學科往交叉學科共同研究發(fā)展，如風景園林和生物地理學、古生態(tài)學、植物生理學、生物氣候?qū)W、媒介生態(tài)學、景觀生態(tài)學等，反映了熱帶雨林的研究趨勢和發(fā)展方向。

圖1 2011－2021年國內(nèi)外熱帶雨林發(fā)文量對比分析圖

（二）研究層次

從文獻的類型、研究熱點對國內(nèi)外文獻進行橫向?qū)Ρ确治?。文獻類型方面，外文文獻關(guān)于熱帶雨林的文獻類型不僅有大量的研究文章，還包括評論、書記以及百科全書和資料文章，比中文文獻類型豐富。在關(guān)鍵詞檢索中，在“熱帶雨林”基礎上，增加“風景園林（景觀建筑）”（Landscape Architecture）“植被”（Vegetation）“植物群落”（Plant community）“景觀生態(tài)學”（Landscape ecology）四個關(guān)鍵詞，發(fā)現(xiàn)中文和外文文獻的差異化更加明顯。中文文獻整體呈負增長，外文文獻則為正增長。尤其“風景園林、景觀”以及“植被”兩項關(guān)鍵詞，外文文獻的相關(guān)研究較為豐富，均達到1000篇以上。

論文熱點包括熱帶雨林、山地雨林、樣地、物種多樣性、環(huán)境因子、植被類型、氣候變化、物種豐富度等方面，研究對象集中為云南西雙版納熱帶季雨林和海南熱帶雨林。2017年至2021年研究方向更為集中，以國家公園、生態(tài)保護、物種多樣性、生物多樣性為關(guān)鍵詞。

基于Tableau進行關(guān)鍵詞頻次分析（圖2），圖中文字大小與出現(xiàn)頻次成正比，對這些詞頻進行分類排序，可發(fā)現(xiàn)這些高頻關(guān)鍵詞與我國熱帶雨林分布區(qū)域緊密相關(guān)，按研究內(nèi)容頻次分析，可歸納為四大研究熱點：生物多樣性、碳匯生態(tài)服務功能、碳通量及碳循環(huán)和海南熱帶雨林國家公園。

圖2 中文文獻熱帶雨林研究熱點

三、熱帶雨林生物多樣性相關(guān)研究

（一）典型的熱帶雨林及其生境構(gòu)成

通過歸納相關(guān)研究，統(tǒng)計世界熱帶雨林的面積發(fā)現(xiàn)，在全球范圍內(nèi)的熱帶雨林面積在大幅銳減，其中孟加拉國、斯里蘭卡、印度、菲律賓、越南、緬甸、泰國、斐濟和我國熱帶森林總面積減少幅度大于60%，新加坡的熱帶雨林已經(jīng)消失了。非洲和澳洲面積數(shù)減少速度較緩，但由于全球氣候變化，高溫天氣和干旱極端天氣頻繁從而引起2019年的巴西亞馬遜雨林大火，澳大利亞持續(xù)4個多月的森林山火。全球變暖導致了全球熱帶雨林面積銳減，其主要原因是熱帶雨林對于降水變化帶來的植物生產(chǎn)力和生存模式波動十分敏感，頻繁的嚴重干旱導致了生境的破碎化。世界范圍內(nèi)有三大熱帶雨林群系，不同群系根據(jù)其地理位置、氣候條件、地質(zhì)演變等因素的不同，形成不同的熱帶雨林生境特征，孕育了生物多樣性豐富的熱帶雨林系統(tǒng)。

（二）相關(guān)理論與技術(shù)方法研究

生物多樣性的維持關(guān)鍵是生物多樣性和生境連通性之間的關(guān)系，是景觀生態(tài)學和生物多樣性保護中的一個重要問題。國內(nèi)外關(guān)于熱帶雨林生物多樣性的研究集中在動物多樣性和植物多樣性兩方面。動物的多樣性與其棲息生存的生境有關(guān)，生境的郁閉度、植被覆蓋度、植物的生理特性等生態(tài)因子都會影響動物對生境的偏好選擇。隨著熱帶雨林破碎化日益加劇，會產(chǎn)生邊緣效應，這對動物尤其是鳥類的多樣性產(chǎn)生負面影響［1］。史旭曾、楊效東等分別采用馬氏網(wǎng)誘集法［2］、陷阱法［3］研究泥蜂和螞蟻類群的多樣性，他們都認為物種多樣性及其群落特征的變化與生境的演化密切相關(guān)，隨著生態(tài)環(huán)境的復雜化，昆蟲群落優(yōu)勢類群更替趨勢明顯，優(yōu)勢類群增多。而人為的干擾、熱帶雨林的破碎化都是影響昆蟲類群多樣性的重要因素。鄭亞強等則關(guān)注不同生境中蟲生細腳棒束孢的分布規(guī)律和季節(jié)變化規(guī)律，為害蟲生防真菌資源利用及生防制劑開發(fā)提供依據(jù)［4］。通過研究野生動物的生境偏好有助于更好地保護熱帶雨林的生物多樣性。宋志勇等為了對重點保護動物灰孔雀進行有效可持續(xù)的保護，采用半結(jié)構(gòu)訪談法、樣線法和紅外相機技術(shù)相結(jié)合的研究方法，調(diào)查研究了灰孔雀的生境偏好以及分布情況［5］。唐瑋璐、王麗冰等學者運用同樣的技術(shù)方法，分別調(diào)研了海南長臂猿［6］、海南坡鹿［7］對生境的選擇偏好。

除了動物多樣性研究，更多學者關(guān)注熱帶雨林群落本身的植物多樣性。包括附生植物［8-10］、天然老齡林［11］、木本植物群落［12］的多樣性格局及其維持機制。劉萬德等研究了瀕危植物藤棗的生境與種群結(jié)構(gòu)特征［13］。路興慧從群落生態(tài)學的角度，研究了不同生長型木本植物幼苗功能性狀隨自然恢復過程的變化趨勢及其影響因素［14］。陳亞軍研究了熱帶雨林中木質(zhì)藤本生理生態(tài)學特征及其與樹木競爭關(guān)系［15］，其與路興慧的研究都認為，與土壤養(yǎng)分相比，光照對植物的生長更為重要。光照通過影響植物的光合能力以及改變競爭相對強度，從而影響了植物的生物量。

國外學者通過景觀生態(tài)學和媒介生態(tài)學，研究熱帶雨林生境破碎化對生物多樣性的影響。Jose D.研究了熱帶雨林的破碎化降低了蜣螂（俗稱屎殼郎）的功能均勻度和分化度，雖然蜣螂在功能上對森林覆蓋減少和破碎化有抵抗力，但是保持森林覆蓋才有利于小型蜣螂類昆蟲物種的生存，森林覆蓋率的增加有利于保持蜣螂類昆蟲的分類學多樣性［16］。Guillermo通過評估墨西哥Chiapas熱帶雨林中，人為作用對森林蚊蟲群落的影響，研究了蚊子的豐富度和多樣性是如何沿三個人類改造景觀產(chǎn)生梯度變化的，森林覆蓋度的喪失和破碎化對糞甲蟲的豐度和性狀分布產(chǎn)生了不平衡的影響，降低了它們的功能均勻度和分化度，同時不利于建立小型物種。由于景觀人為作用改變了蚊子群落的組成和結(jié)構(gòu)，導致了蚊媒疾病的出現(xiàn)和再次出現(xiàn)［17］。得出類似結(jié)論的還有Leonardo等，研究了巴西熱帶雨林中科魯茲按蚊種群的生物學特征、分布受到其棲息地結(jié)構(gòu)和組成的變化而影響，從而影響了區(qū)域的蚊蟲傳播疾病的患病率［18］。上述學者的研究證實了熱帶雨林生境作為一種媒介，在生態(tài)系統(tǒng)的演替過程中，發(fā)揮著促進生物多樣化作用，是維持物種分類和功能多樣性的關(guān)鍵。生境破碎化與生物多樣性、生物量和功能均勻度呈負相關(guān)，而其功能豐富度隨生境破碎化程度的增加而增加。分類多樣性與功能多樣性呈正相關(guān)，前者主要受物種更替的驅(qū)動，后者主要受嵌套性的驅(qū)動?！斑@可能支持中間干擾假說，即當晚演替物種和早演替物種在這些生態(tài)系統(tǒng)中共存時，多樣性最大化?！保?9］

（三）研究技術(shù)發(fā)展趨勢

Cici Alexander等學者為了更好地識別熱帶雨林同質(zhì)斑塊的單株樹木結(jié)構(gòu)屬性，發(fā)展了一種利用激光雷達數(shù)據(jù)描繪熱帶森林斑塊的方法。他們利用K-medoids對樹冠高度模型識別出的樹木進行聚類［20］?；谔┥噙呅蔚陌邏K，減少了與網(wǎng)格單元格的邊緣效應。該方法在生境破碎化的景觀生態(tài)學評價中具有一定的應用價值，同時基于斑塊的模型可以改進熱帶森林碳儲量的估算。

在全球變化情境下，熱帶雨林的生物多樣性和景觀連通性之間的關(guān)系是景觀生態(tài)學和生物多樣性保護中的一個重要問題。隨著人為干擾因素的增加，熱帶雨林日益支離破碎，森林變得孤立，森林周圍多了的基質(zhì)或阻礙了物種的移動，影響了它們的分布并威脅到它們的保護。Neil等學者使用生境／非生境方法來評估生物多樣性熱點的連通性［21］。通過建立基于生境和非生境的阻力面模型，生成連接阻力圖和最小成本路徑圖。連接良好的地區(qū)將需要保護措施和建立保護區(qū)。低連通性地區(qū)通過恢復項目進行干預，以重建景觀連接性。

四、結(jié)語

筆者從近十年國內(nèi)外文獻資料中梳理了熱帶雨林生物多樣性的研究發(fā)展動態(tài)、研究熱點以及相關(guān)理論研究和技術(shù)方法。從整體分析結(jié)果來看，國內(nèi)的相關(guān)研究以持續(xù)性的現(xiàn)狀調(diào)查研究為主，研究多為基礎性層次，預測類、評價類的研究相對較少，是研究的瓶頸。國外相關(guān)文獻研究層次較為豐富，出現(xiàn)跨學科、多學科的研究發(fā)展趨勢，在研究方法上注重同一技術(shù)方法的不斷深化改良，同時融合參數(shù)化、跨學科技術(shù)方法進行對比研究。

關(guān)于熱帶雨林生物多樣性的評估、預測技術(shù)方法將是研究的突破口，除了借鑒國外相關(guān)技術(shù)在我國應用的適用性，更應自主研發(fā)適合我國熱帶雨林生物多樣性的技術(shù)方法，與動物偏好相關(guān)的半結(jié)構(gòu)訪談法、樣線法、紅外相機技術(shù)相結(jié)合等這幾類方法可能趨于合并成一類。而基于生物多樣性評估這類方法可能會從人為干擾因素、氣候變化因素、生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部因素等多個角度更細分出不同的方法。