野山羊选择性摄食对加勒比海岛关键柱状仙人掌群落结构的重塑效应及其生态恢复启示

针对加勒比海岛植被因野山羊过度啃食导致的生态退化问题，研究人员通过野外调查与摄食实验，揭示山羊对Subpilocereus repandus的显著偏好导致其种群成年化、再生受阻，而清除山羊的Klein Bonaire岛则显示群落显著恢复。该研究为岛屿生态修复提供了关键科学依据。

　　

加勒比海岛屿的干旱热带森林正面临前所未有的生态危机。16世纪引入的野山羊（Capra hircus）通过过度啃食植被，导致土壤侵蚀和生物多样性丧失，其中作为关键物种（keystone species）的柱状仙人掌群落受损尤为严重。这类仙人掌通过与鸟类、蝙蝠的互利网络维持生态系统功能，但其30%的物种已濒危，60%面临气候变化威胁。然而，关于大型外来草食动物如何影响仙人掌种群的研究长期匮乏，特别是山羊摄食偏好与仙人掌防御机制（如刺结构）的相互作用机制尚不明确。

荷兰瓦赫宁根大学与加勒比自然保护区STINAPA的联合团队在博奈尔岛开展了一项综合性研究。通过对比存在野山羊的华盛顿斯拉格巴伊国家公园（WSNP）与已清除山羊50年的克莱因博奈尔岛，结合野外控制实验，首次系统阐明了山羊摄食对三种柱状仙人掌（Stenocereus griseus、Subpilocereus repandus和Pilosocereus lanuginosus）的差异化影响。研究成果发表于《Biological Conservation》，为岛屿生态修复提供了关键科学依据。

研究采用距离抽样法估算山羊密度（11,064只，95% CI: 8,513–14,378），通过200条样带调查仙人掌种群结构，并设计三类摄食实验：野外开放/围栏对照实验评估物种偏好，Opuntia关联实验测试防护效应，以及人工去刺实验验证防御机制。采用Kruskal-Wallis检验分析摄食差异，逻辑回归模型评估树皮损伤与繁殖力的关系。

【3.1 山羊密度】
华盛顿区山羊密度达2.65只/公顷，显著高于拉布拉-巴西区（0.45只/公顷）。种群结构显示48.9%为成年个体，雌雄比2.23:1，表明持续繁殖压力。

【3.2 仙人掌种群特征】
WSNP中76.6%成年仙人掌存在树皮损伤，S. repandus受损最严重（52%个体被啃食）。其种群呈倒金字塔结构：54.2%为成年个体，仅14.7%为幼株，死亡率达6.2%。对比之下，无山羊的克莱因博奈尔岛S. repandus幼株比例提升2.7倍（75.2% vs 27.7%），死亡率趋近于零。

【3.3 摄食偏好机制】
山羊显著偏好S. repandus（p≤0.024），其单株摄食量是其他物种的3倍。去刺处理（p=0.39）和Opuntia防护（p=0.49）均未改变该偏好，否定了刺结构的防御主导假说。

【生态互作】
树皮损伤使S. repandus结果概率降低40%（p<0.0001），但蝙蝠/鸟类的顶部啃食与结果呈正相关（p<0.01），揭示草食动物与传粉者的竞争关系。53.8%幼株依赖岩石或Prosopis灌木的微生境庇护，其温度比开阔地低3-5°C。

讨论指出，山羊选择性摄食通过三重机制重塑群落：直接啃食降低成株存活率；抑制繁殖体产量；破坏幼苗庇护所。S. repandus因高水分含量成为干旱期关键资源，导致其种群衰退不可逆。克莱因博奈尔岛的恢复案例证实，清除山羊50年后，仙人掌群落可自发重建，但需警惕外来植物（如入侵禾草）的竞争反弹。研究者建议将清除行动与厄尔尼诺-南方振荡（ENSO）多雨期同步，以加速植被恢复。

该研究首次量化了山羊摄食对柱状仙人掌群落的多尺度影响，为全球岛屿入侵物种管理提供了范式。尤其在气候变化加剧的背景下，明确关键物种的恢复阈值，对维持旱季热带森林的生态韧性具有深远意义。STINAPA据此实施的博奈尔岛山羊清除计划，已成为加勒比地区生态修复的标杆实践。