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巴西卡廷加群落木本植被的植物社会学动态:黑荆树(Mimosa tenuiflora)萌蘖控制对林牧系统的影响研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:Discover Plants
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针对半干旱区卡廷加(Caatinga)生物群落因过度放牧导致的生态退化问题,研究人员通过控制黑荆树(M. tenuiflora)萌蘖数量(1-3枝),评估林牧系统对木本植被植物社会学参数(Shannon-Wiener指数H'、Pielou均匀度J)的影响。结果表明萌蘖管理未显著改变物种相对频率(RF%),但总密度(TD)提升至1057株/公顷,证实了该策略在维持生物多样性与生产平衡中的潜力。
在巴西广袤的半干旱地带,卡廷加(Caatinga)作为独特的季节性干旱森林,承载着丰富的特有物种和当地牧民的生计。然而,过度放牧和樵采正使这片脆弱的生态系统面临荒漠化威胁——据统计,86.1%的巴西半干旱区植被处于退化状态。其中,黑荆树(Mimosa tenuiflora)等优势物种的失控生长虽能提供牧草和薪材,却可能抑制其他本土植物的生存空间。如何平衡生态保护与牧业需求,成为摆在研究者面前的难题。
为此,巴西圣弗朗西斯科河谷联邦大学动物科学系的研究团队开展了一项创新实验。他们在帕拉伊巴州的拉梅朗农场建立4公顷实验区,通过精确控制黑荆树萌蘖数量(1-3枝),系统评估了两年间木本群落的动态变化。这项发表在《Discover Plants》的研究,首次揭示了萌蘖管理对卡廷加植被结构的微妙影响。
研究采用四点取样法结合Shannon-Wiener多样性指数(H')和Pielou均匀度指数(J)等植物社会学参数,对7种特有木本植物进行监测。实验设置4种处理:无控制组与保留1/2/3萌蘖组,每个处理重复4次,共标记640株样本。通过测量植株距离、计算绝对密度(AD)和相对密度(RD%),量化了管理措施对群落结构的影响。
木本植被组成稳定性
数据分析显示,尽管黑荆树在3萌蘖处理组密度显著提升至436株/公顷,但优势种如Cenostigma bracteosum的相对频率(RF%)保持稳定(26-43%)。值得注意的是,先锋物种Jatropha mollissima在2018年频率突增35%,暗示降雨波动可能比萌蘖管理更驱动物种演替。
密度与多样性动态
总密度(TD)从2017年的194株/公顷飙升至2018年的1057株/公顷,证实围栏封育对植被恢复的积极效果。但Shannon指数(H'=1.37-1.64)始终低于未干扰卡廷加群落(H'≈2.93),反映人为干预区域的生态记忆效应。Pielou指数(J=0.76-0.86)的升高则表明,适度萌蘖控制能促进物种均匀分布。
生态权衡与机制
研究发现黑荆树密度增加会挤压Aspidosperma pyrifolium等弱势种的生存空间,但通过保留1-2萌蘖的策略,可使木本群落均匀度提升15%。这种"可控优势种"模式,既维持了关键资源物种,又为其他植物保留生态位。
这项研究为半干旱区林牧系统提供了重要范式:黑荆树的萌蘖控制不会破坏卡廷加植被基础结构,但需配合封育措施以促进整体恢复。其创新性在于量化了"中度干扰假说"在管理实践中的阈值——保留2萌蘖的处理组既维持了生产功能(生物量供给),又使多样性指数趋于稳定。未来研究可延长监测周期,以评估该策略对土壤碳汇和动物群落的影响。这些发现对全球干旱区生态-生产系统的协同管理具有启示意义。
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