埃塞俄比亚西南部家庭花园农林业系统中植物物种多样性与农民偏好对环境可持续性的影响研究

《Environmental and Sustainability Indicators》：Plant species diversity and farmers’ preferences in home garden agroforestry systems for environmental sustainability in Southwest Ethiopia

本研究针对埃塞俄比亚西南部家庭花园农林业系统面临的生物多样性丧失和生计可持续性挑战，通过实地调查和农户访谈，系统分析了植物物种组成、多样性及农民偏好。研究发现该地区家庭花园具有较高的物种丰富度（共记录64种植物），其中中海拔地区多样性最高；农民物种选择主要受市场需求和经济价值驱动；花园规模、农户财富和经验正向影响物种多样性。研究强调了加强本地种子系统、改进咨询服务等政策干预对提升农业生态系统韧性的重要意义，为促进环境可持续和农村生计发展提供了实证依据。

　　

在热带地区，小农农业系统正经历着人口压力、土地稀缺、技术变革和社会经济转型的多重挑战。在埃塞俄比亚，这些动态变化正在重塑农业景观，并对农村生计的可持续性构成严峻挑战。家庭花园农林业系统——这种在家庭院落内整合树木、灌木、作物，有时还包括牲畜的多样化土地利用系统——因其可持续性而受到数百万小农的采用，并逐渐获得认可。这些系统以高物种多样性、多功能性著称，能够提供改善土壤肥力、调节小气候、保护生物多样性等生态服务，同时增强家庭粮食安全和收入多样化。然而，尽管贡献显著，由于土地限制、市场整合薄弱以及有限的机构支持，埃塞俄比亚的家庭花园农林业仍未得到充分利用。关于物种组成和多样性、农民物种选择的决策过程以及影响系统可持续性的社会经济和制度因素等方面，仍存在关键的知识空白。缺乏特定地点的数据阻碍了设计适合具体环境的农林业干预措施和为政策提供信息的努力。在此背景下，Gechi Woreda（盖奇沃雷达）在过去十年中尚未得到系统研究。

为了填补这一空白，研究人员在埃塞俄比亚奥罗米亚州Buno Bedelle Zone的Gechi Woreda开展了这项研究。该地区海拔在1500至2100米之间，年平均降雨量1000至1850毫米，日气温介于13至18摄氏度，包含高地、中山和低地三种农业生态区。研究旨在生成关于家庭花园物种组成和多样性的实证见解，探索农民物种选择的偏好和标准，并识别影响系统可持续性的社会经济和制度驱动因素。通过整合这些维度，该研究为加强家庭花园农林业作为环境韧性和包容性农村生计途径的实践建议提供了基础。研究成果发表在《Environmental and Sustainability Indicators》上。

为开展此项研究，作者主要应用了以下关键技术方法：采用混合方法，结合定量与定性方法；运用多阶段抽样策略，基于海拔和生态多样性进行 purposive & stratified sampling（目的性和分层抽样）选取农业生态区；通过系统随机抽样和PPS（概率与规模成比例）方法选择农户；在选定的家庭花园内采用系统采样建立10m×10m的主样方，并嵌套5m×5m的灌木亚样方和1m×1m的草本样方进行植被调查；通过野外清查和植物标本馆验证进行物种鉴定；利用结构化问卷、焦点小组讨论（FGDs）和关键信息人访谈（KIIs）收集社会经济数据和农民偏好；使用Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数等重要生态指标和计算公式（如IVI=Relative Abundance + Relative Frequency + Relative Dominance）分析植物多样性、植被结构和物种重要性。

3.1. 农民的社会经济特征

3.1.1. 家庭花园面积和收入来源

家庭花园面积在0.01至10公顷之间变动，43.3%的家庭拥有0.01–1.00公顷的土地，平均持有面积为0.505公顷。花园面积小于0.25公顷的家庭占63.3%，0.25–0.5公顷的占26.7%，大于0.5公顷的仅占10%。焦点小组讨论揭示，土地有限的家庭通常优先种植多用途和节约空间的植物物种，而拥有较大花园的家庭则有更大灵活性来多样化其花园，包括种植用材树和市场导向的作物。

3.1.2. 收入来源和受访者的主要职业

作物种植是最重要的生计活动，78.9%的受访者将其列为第一优先，家庭花园农林业以70%的比例作为第二优先来源， livestock farming（畜牧业）被61%的受访者视为第三优先，非农活动则被52%的受访者列第四优先。这表明家庭花园农林业虽非主要收入来源，但在生计多样化中扮演重要角色。

3.2. 植物物种组成、多样性和结构指标

3.2.1. 植物物种的区系组成

共记录64个植物物种，分属56属33科。每个花园的物种数在6至28种之间。中山地区多样性最高（46种），高地最低（27种）。优势科为Fabaceae（豆科，8种）、Solanaceae（茄科，6种）和Myrtaceae（桃金娘科，3种）。花园组成以树木为主（49%），其次是灌木（32%）和草本植物（18.2%）。组成分析表明，多年生物种占主导，其中果树占栽培物种的98.89%。在用材类别中， timber trees（用材树）是最常利用的资源（48.89%），其次是蔬菜（37.78%），药用植物使用较少（12.22%），草本植物占比最小（1.11%）。

3.2.2. 跨农业生态区的物种丰富度

中山地区物种丰富度最高（46种，平均24种），低地次之（39种，平均18种），高地最低（27种，平均22种）。单因素方差分析（one-way ANOVA）证实不同区域间物种丰富度存在显著差异（F=52.44, p<0.001），中山与高地之间的差异最大（平均差12.4, p<0.001）。大多数受访者（50%）的花园种植1-5个物种，42.22%种植6-10个物种，仅1.11%拥有超过20个物种（全部在中山地区），表明大多数家庭花园维持着低至中等的物种多样性。

3.2.3. 物种多度、密度和频率

Coffea arabica（咖啡）是多度最高的物种（921株），其次是Catha edulis（阿拉伯茶，279株）和Musa balbisiana hybrids（香蕉杂交种，198株）。Coffea arabica的出现频率也最高（66.7%的花园），其次是Persea americana（鳄梨，41%）和Grevillea robusta（银桦，37.8%）。频率分布反映了多功能的花园设计，平衡了食物供应、收入产生和生态可持续性。

3.2.4. 物种多样性和均匀度指数

中山地区拥有最高的Shannon多样性（H′=3.35）、Simpson多样性（1–D=0.853）、均匀度（J′=0.732）和Margalef丰富度（Dmg=5.719）。整个研究区的Shannon多样性指数为3.09，Simpson多样性指数为0.875，Pielou均匀度指数为0.75，Simpson优势度指数为0.125，Margalef丰富度指数为7.86，表明该地具有高物种多样性、生态复杂性以及相对均匀的物种分布。

3.2.5. 农业生态区之间的物种相似性

高地和中山站点的物种相似性最高（Cs=0.63），中山和低地次之（Cs=0.565），高地和低地之间相似性最低（Cs=0.364）。

3.2.6. 植物物种的高度分布

植物多度随高度增加而下降，85%的物种集中在较低层（<1m）和灌木层（1–5m）。下层以蔬菜和草本为主，灌木层以Coffea arabica和Catha edulis为主，主林冠层（5–10m）为果树，上层（>10m）则为高大乔木。水平方向上，植物排列经过优化以充分利用空间。

3.2.7. 木本物种的胸径

大多数木本植物的胸径（DBH）小于2.5 cm或介于2.5–12.5 cm之间。随着DBH增加，每级的物种数量减少。最大DBH级（>42.5 cm）主要由Cordia africana（56%）构成。

3.2.8. 木本植物物种的基面积

基面积（Basal Area）最高的物种是Cordia africana（13.27 m2/ha），其次是Grevillea robusta（3.37 m2/ha）和Persea americana（3.25 m2/ha）。约43个物种的基面积很小（<1 m2/ha）。

3.2.9. 木本植物物种的重要性值指数（IVI）

Cordia africana是最重要的生态物种（IVI=56.25），其次是Persea americana（IVI=28.84）和Grevillea robusta（IVI=28.03）。Coffea arabica也表现出高IVI（27.27），主要得益于其极高的相对频率（25.42%）。而如Bambusa vulgaris（IVI=0.47）等物种则很罕见。

3.3. 农民的偏好与家庭花园农林业的可持续性

3.3.1. 农民物种选择的决定因素

市场驱动是首要因素（48.9%的受访者），其次是经济价值（14.4%）。环境因素如土壤适应性（7.8%）和气候适宜性（11%）是次要因素。种植材料的可获得性（3.3%）和营养益处（3.3%）的影响最小。

3.3.2. 植物多样性的社会经济决定因素

财富状况与总土地面积（r=0.510, p<0.01）和花园面积（r=0.333, p<0.01）呈强正相关。教育水平与花园面积正相关（r=0.249, p<0.05）。性别（女性户主）与花园面积（r=-0.267, p<0.05）和物种丰富度（r=-0.214, p<0.05）负相关，突显了性别制约。花园面积与从事家庭花园农林业的年限（r=0.474, p<0.01）和物种丰富度（r=0.354, p<0.01）正相关。总土地面积的影响可忽略不计（r=0.007, p>0.05）。

3.3.3. 采用多样化植物物种的制约因素

最主要的制约是获得优质种苗的限制（80次提及），其次是病虫害压力（59次）。其他制约包括资金有限（56次）、知识和培训不足（48次）、市场准入有限（45次）、气候冲击（40次）、花园面积小（31次）和机构支持弱（29次）。焦点小组讨论进一步揭示了社区层面的障碍，包括本地物种种植材料获取难、病虫害防治服务不足、知识鸿沟、高投入成本、信贷获取难以及市场和组织结构薄弱。

4. 结论与启示

本研究强调了家庭花园农林业系统在维持生态和社会经济可持续性方面的重要性。物种丰富度与花园规模、家庭财富和农民经验正相关，而性别不平等则制约了女性农户的参与。主导物种的存在表明系统具有生产力，但较低的物种均匀度可能潜在地削弱生态韧性。研究建议优先干预：加强社区种子库和苗圃；投资于农民田间学校和推广服务；推动性别响应的土地权属改革。这些措施与联合国可持续发展目标（SDGs）相一致，有助于在埃塞俄比亚推广具有韧性、生产力和公平的家庭花园农林业系统。