应用GIS进行外来树种生物入侵监测与早期预警

【摘要】：我国引种栽培外来树种的历史悠久，外来树种在社会经济发展与文明进步中发挥了巨大作用，引进的树种数量约千种以上。然而外来树种也存在潜在的风险，如生物入侵及其它生态影响。特别是近些年来，随着国际贸易的发展和人们交往的增加，发生生物入侵的机会增加，产生的危害越来越严重。我国的外来树种入侵性研究起步较晚，尤其是在外来树种的信息管理上比较落后，数据库建设不完善，网络平台没有搭建好，造成大量的重复研究和交流不畅，外来树种入侵性的监测预警体系还没有形成，不能对外来树种的入侵做出提前预警。21世纪是信息化的世纪，地理信息系统(Geographic Information System—GIS)，具有强大的优势，如应用GIS可以做到动态管理和监测，正是这些特点，决定了GIS在林业上的应用具有广阔的前景。 本研究首先介绍了生物入侵、地理信息系统、预警的相关概念，然后探讨了外来树种信息系统的结构，此系统包含5个数据库：名录库、基本库、栽培库、入侵库、图形库。还介绍了此数据库的数据库结构，即字段名、字段长度、字段缩写、填充内容，并以赤桉为例，介绍了数据库的填充情况。 其次介绍了用GIS软件Mapinfo和Arcgis做外来树种的分布图，详细讲述了具体的作图步骤，分布图分省级图和县级图两种，还有部分专题图。分布图比较直观地表达出外来树种在我国的现有分布，这对我们掌握外来树种的现状具有极重要意义。 然后介绍了用DIVA-GIS做外来树种适生区的情况，它主要提供了五个温度参数和四个降雨量参数，即：植物致死的绝对温度、植物可以生长的平均最小温度、植物最佳生长的平均最小温度、植物最佳生长的平均最大温度、植物停止生长的平均最高温度、植物在生长季节的最小降雨量、植物在生长季节最佳降雨量范围中的最小值、植物在生长季节最佳降雨量范围中的最大值、植物在生长季节的最大降雨量。 最后阐述了外来树种入侵性的评价，并以雷林1号桉在江门地区的自然更新与扩散为例子，说明了外来树种的入侵性是如何评价的。我们调查了雷林1号桉单株的扩散情况及雷林1号桉林缘在广东江门地区主要植被类型中的扩散情况。采用小样方法调查了雷林1号桉林下乡土乔木树种的自然更新情况。调查发现：15年生雷林1号桉单株在45°扇形样地单向扩散的最大距离为17.82m，扩散苗数量最多为22株，平均树高4.72m；雷林1号桉不能扩散进入20年生杉木人工林，可以扩散进入红花荷幼林，但实生苗数量很少，还可以扩散进入地被物较少的灌木丛，且更新苗数量较多。分析表明：雷林1号桉在引种栽培地能够自然更新；雷林1号桉种子落地接触土壤、光照充足是其更新的主要条件；有5种乡土树种能在雷林1号桉林下自然更新且正常生长，因此目前雷林1号桉对乡土树种的自然更新没有影响。