通过森林恢复措施,埃塞俄比亚西北部纳乔山城市森林中木本植物多样性、结构及再生状况的生态恢复
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时间:2025年12月12日
来源:International Journal of Forestry Research CS3
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本研究评估了Nacho Mountain恢复森林的乔木多样性、结构和再生状况。通过30个20×20米样方和5个 subplot的实地调查,记录到64种乔木,Shannon多样性指数3.6,均度0.9,显示较高物种多样性。植被结构分析表明森林处于次生发展阶段,成熟林密度514.2株/公顷,幼苗和幼树密度较高,但部分物种再生能力不足。建议采用自然再生(ANR)措施,保护现有幼苗和抑制入侵物种,以促进退化山地森林的恢复。
本文以埃塞俄比亚梅哈区纳乔山恢复林为研究对象,系统评估了森林植被多样性、结构特征及再生能力,并提出针对性恢复策略。研究区域位于北高吉玛行政区,海拔1200-2100米,坡度12%-30%,总面积25公顷。通过30个20米×20米的样方系统抽样和每个样方下设5个5米×5米 subplot的二级抽样设计,结合GPS定位和物种鉴定技术,全面分析了该恢复林的植被组成、结构特征及再生动态。
一、植被组成与多样性特征
研究记录到64种木本植物,涵盖51个属、31个科。其中豆科(Fabaceae)11种居首位,无患子科(Phyllanthaceae)、鼠李科(Rhamnaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)各有4种。植物生活型以灌木为主(51%),乔木占比38%,攀援植物占9%,反映了次生演替阶段的结构特征。Shannon-Wiener多样性指数达3.6,均匀度0.9,显著优于周边教堂林(Dangila林3.5/0.82)和Kurib林(1.81/0.81),但低于Tara Gedam林(2.98/0.65)和Amoro自然林(2.81/0.67),表明该林虽具较高生物多样性,但仍存在提升空间。
二、植被结构分析
(1)胸径(DBH)分布呈现典型倒J型曲线,说明森林处于健康再生阶段。DBH≥2.5cm的个体密度达514.2株/公顷,其中成熟林514.2株/公顷,幼树538.1株/公顷,幼苗937.5株/公顷,幼苗密度显著高于成熟林,符合理想再生曲线特征(幼苗: sapling: mature=1.74:1:0.25)。
(2)林分结构呈现明显垂直分层:近地表(<5米)集中89.2%的个体,主要分布木本香草(Rhamnus prinoides)、罗勒(Ocimum lamiifolium)等灌木;5-10米高度段(7.4%)以金合欢(Acacia abyssinica)等小乔木为主;15-20米(1.7%)出现刺柏(Juniperus procera)等中高乔木;20米以上出现大乔木如非洲梧桐(Ficus vasta)和铁马兜铃(Milletia ferruginea),但占比不足5%。林分总基面积206.6㎡/公顷,其中金合欢(Acacia abyssinica)占33.9%,合欢属(Albizia)18.9%,巴豆树(Croton macrostachyus)12.5%,形成核心乔木层。
(3)优势群落类型:
1. 阿尔比西娅-巴豆树群落(C1):海拔1994-2022米,以阿尔比西娅(Albizia schimperiana)和巴豆树(C. macrostachyus)为优势种,涵盖26种植物。
2. 阿尔比西娅-铁马兜铃群落(C3):海拔2003-2011米,铁马兜铃(M. ferruginea)和非洲梧桐(Ficus vasta)构成核心层。
3. 多花卫矛-刺槐群落(C4):海拔1982-2082米,多花卫矛(Dodonaea angustifolia)和刺槐(Acacia camaldulensis)形成典型灌木层。
三、再生能力评估
(1)种群结构分析显示,64种木本植物中:
- 42种呈现理想倒J型分布(幼苗> sapling> 成熟)
- 15种出现U型分布(成熟个体> sapling> 幼苗)
- 7种呈不规则分布(Olea europaea等)
(2)再生指数(IVI)排序显示:
1. 金合欢(Acacia abyssinica)IVI=36.6
2. 阿尔比西娅(Albizia schimperiana)IVI=26.0
3. 巴豆树(Croton macrostachyus)IVI=22.5
4. 铁马兜铃(Milletia ferruginea)IVI=5.25
需重点关注IVI<10的9种濒危物种(如Catha edulis、Petrobium stellatum等),其种群呈现明显衰退趋势,可能与种子传播受阻、幼苗存活率低(<30%)有关。
四、恢复成效与挑战
(1)成功经验:
- 森林覆盖度从恢复前12%提升至当前58%
- 新生苗密度达937.5株/公顷,幼树538.1株/公顷,形成完整再生序列
- 31个科中,24个科呈现自然恢复特征(≥5种/科)
(2)现存问题:
- 林缘带植被恢复滞后(密度仅为林内47%)
- 非法采薪导致直径>20cm的成熟个体缺失率达63%
- 入侵物种(如Eucalyptus camaldulensis)占据12%优势位点
- 部分特有物种(如Maytenus obscura)再生周期长达15-20年
五、恢复策略建议
(1)技术层面:
- 实施分区管理:核心区(5km2)禁止采伐,边缘区(5-10km2)开展混交补植
- 建立动态监测系统:每季度记录幼苗存活率,重点监测IVI<15的7种濒危物种
- 推广机械中耕(深度30cm)与覆盖作物技术(如Crotal?rspinus tetrandra)
(2)社区参与:
- 组建20人护林队,实行网格化管护(每网格0.5公顷)
- 开发社区教育中心,年培训200人次森林可持续经营技术
- 建立碳汇交易机制,将森林固碳量与周边居民收入挂钩
(3)科研支撑:
- 开展土壤微生物群落测序(预算$50k)
- 建立植物-昆虫共生网络模型(拟采用MAXQDA 2023)
- 设置20个长期监测样方(10年周期)
六、生态价值提升路径
(1)水源涵养:通过恢复20%的演替林提升截留量至15.8m3/hm2
(2)碳汇能力:预计年固碳量提升至2.3t/ha,2030年前达到4.1t/ha
(3)生物廊道:连接周边3个保护区的破碎化栖息地(现隔离距离2.1km)
本研究为高海拔地区恢复林管理提供了新范式,特别在应对气候变化(年均温上升0.8℃)、生物多样性保护(维持64种木本植物)和社区可持续发展三重目标下的综合解决方案具有重要参考价值。后续研究应着重于植物-微生物互作机制和极端气候下的适应性进化研究。
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