道路对热带森林和农村生计影响的民族生态学研究以西双版纳为例

	道路对热带森林和农村生计影响的民族生态学研究以西双版纳为例
	Dissanayake Mudiyanselage Naveen Jayalal Dissanayake
导师	许建初
学位专业	植物学
关键词	地上生物量边缘效应道路生态农村生计热带森林
摘要	道路是人类最重要的基础设施之一，但在给人类带来便利和发展的同时，也对生态环境造成了巨大的破坏。发达国家在本世纪初已形成相对发达的道路网，但近些年来，随着经济和全球化的发展，道路建设在发展中国家有了长足的发展。中国在以改善基础设施建设和为农村产品进入市场提供便利等的目的下大范围修建道路，目前已成为道路建设的先行者。到2050年预计全球道路将增加2500万公里，其中90%将会在热带国家和地区。热带地区拥有极高的生物多样性，是全球保护的热点和难点，目前仍遭受来自包括土地利用/土地覆盖变化、过度捕猎、破碎化、物种灭绝等威胁。而已建的和将要建设的道路有可能对热带地区的生态环境和生态服务功能带来直接或间接的，往往是不可逆转的破坏。因此，有必要在道路修建之前对道路造成的生态和社会影响进行深入研究，以期能够达到在提高当地的社会经济水平的同时减少对生态环境造成的负面影响的双赢局面，为我国乃至全球道路建设提供科学范例。森林群落中的木本植物的丰富性、多样性、组成和地上生物量（AGB）等通常被用于研究森林的边缘效应的指标，主要是通过群落的结构、质量、组成等反映受干扰程度。之前的研究大多聚焦于森林的边缘效应，而道路的生态影响的研究主要是对动物类群的影响，道路及其带来的边缘效应对森林群落和生态系统等的影响却鲜少研究。道路对森林群落和生态系统的影响的量化研究，首先需量化道路对森林干扰的深度，即森林与道路边缘之间的距离，道路的扰动效应在这一距离中占主导地位。鉴于人们对道路在促进经济发展方面的预期和对改善生活和居住便利性的需要，未来道路的数量和长度仍将继续增长。然而，大尺度的研究表明并未所有的道路修建都能有力的促进当地的社会经济发展，有些地区的道路修建不仅未能带来预期的社会经济发展，相反带来了巨大的生态破坏。但我们在小尺度上仍缺乏关于道路修建对社会福利的具体影响的研究。西双版纳傣族自治州是我国生物多样性和文化多样性最高的地区之一，也是全球生物多样性热点地区，属于印缅全球生物多样性热点地区。在过去的四十年间，当地的社会经济飞速发展，与此同时天然林面积却大幅缩减，以橡胶林和茶园为代表的人工种植园面积不断增长。此外，由于西双版纳与老挝、缅甸紧密相邻的地理优势，在一带一路全球战略下，将有望建成紧连东南亚六国的铁路和高速道路网路。以上因素为我们开展道路的生态和社会影响提供了极佳的研究场所因此，本研究将在西双版纳采用传统群落调查的方法和非破坏性采样的生物量计算方法，研究了西双版纳地区三种道路类型道路对群落、木本植物AGB等的影响，及通过设置10米为间隔的样方，探讨三种道路类型对天然林、橡胶林和茶园的影响及影响深度差异。研究结果表明：道路对物种丰富度和多样性均有负面影响，宽路对物种丰富度和多样性的影响大于窄路对物种丰富度和多样性的影响，这些差异在成树和幼苗树种间均存在。不同宽度的道路对物种组成的影响不同，但海拔是决定物种组成的唯一显著因子。这些结果表明，与窄路相比，宽路对物种丰富度和多样性的负面影响较大，而物种组成受不同道路宽度影响无显著差异。在所有研究的林地（自然林，茶林和橡胶）中，我们通过使用异速生长方程估计了距道路每10米的AGB，并通过采用双样本t检验和线性混合效应模型对数据进行了分析。双样本t检验结果表明，天然林比橡胶和茶园储存更多的AGB，而宽路边缘的AGB比窄路边缘的AGB少。线性混合效应模型表明，土地利用、道路宽度和离边缘的距离显著解释了AGB变异的68%（包括固定因子和随机因子）。以上两个分析结果表明，在天然林中，宽路对AGB的减少效应远大于窄路。首先，AGB在道路边缘下降；其次在天然林中，宽路比窄路对AGB的干扰作用更大。这些结果表明，无论是扩宽现有道路还是新建道路，都会降低生态系统生产力。建议在规划和设计道路时，应考虑和认真对待道路对AGB的影响评估，以避免造成AGB及相关的生态系统服务的损害。此外，本研究还通过湄公河流域社会经济数据集，该数据集包含了西双版纳境内的30个农村村庄的详细的社会、经济等相关信息。在研究道路的社会福利等影响时，通过在高分辨率卫星图上绘制村庄周边的道路，并根据宽度分成三类，并将与道路相关的因子，即道路类型学、普遍性和出行距离，添加为家庭的因子，通过结构方程模型（SEM）与数据集中的社会福利进行分析，分析了道路相关指标对家庭收入和社会福利的直接和间接影响。SEM结果表明，不同宽度的道路数量、距离城市的最近距离和家庭所处海拔对家庭年收入和社会福利均有显著影响。3米和大于6米宽的道路数与家庭周围道路密度显著相关，对家庭收入有正向影响。SEM结果进一步表明，距离被调查村庄最近的城市有负面影响，海拔对家庭收入有负面影响。家庭收入对社会福利有显著的正向影响。总体表现为道路相关指标既直接又间接影响农户收入和社会福利的增加。综上所述，本研究通过量化道路对群落物种丰富度、多样性、AGB等的影响，揭示道路对生态系统，尤其是AGB的影响，这些影响会随着道路宽度的增加而增加，西双版纳以天然林的减少和人工种植林面积的增加为特征的土地利用变化对当地的AGB造成了巨大破坏。社会经济数据分析显示，道路越宽，社会福利水平越高。这些主要发现对于规划西双版纳以及任何其他可持续道路网络都是有用的。
	2019-06
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
学位名称	博士
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/74043
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	Dissanayake Mudiyanselage Naveen Jayalal Dissanayake. 道路对热带森林和农村生计影响的民族生态学研究以西双版纳为例[D]. 中国科学院昆明植物研究所,2019.

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