埃塞俄比亚干旱非洲山地森林藤本植物沿海拔梯度的物种组成、多样性与多度格局及其生态意义

本研究针对干旱非洲山地森林中藤本植物(lianas)生态格局认知不足的问题，通过对埃塞俄比亚Desa'a森林沿海拔梯度(1647-2796 m)的系统调查，揭示了藤本植物组成、多样性及功能性状的海拔分异规律。研究发现藤本密度、物种丰富度和基面积随海拔显著变化(P<0.05)，缠绕攀援(52%)和风媒传播(57%)为主要策略，茎干分布集中在小径级，表明森林处于活跃更新状态。该研究为干旱山地森林保护和全球变化背景下藤本群落动态预测提供了关键基线数据，对理解热带森林碳储存和生态系统功能具有重要意义。

　　

在热带森林生态系统中，藤本植物(lianas)作为重要的结构性和功能性组分，通常贡献超过25%的木本茎干，却长期被称为"被遗忘的生长型"。这些木质攀援植物通过独特的生存策略——将更多生物量分配给叶和根而非茎干，实现快速生长和深层资源获取，与树木激烈竞争地上地下资源，显著影响树木生长、森林更新和碳汇功能。然而，在干旱非洲山地森林(dry Afromontane forest)这类脆弱生态系统中，藤本植物的生态格局研究仍存在显著空白。

埃塞俄比亚作为非洲山地森林分布的重要区域，其干旱山地森林占全国森林资源的绝大部分，但针对藤本植物的系统研究极为匮乏。此前仅有少数研究如Senbeta等(2005)和Birhane等(2020)涉及该主题，且多集中在湿润森林。随着全球变化加剧，许多热带森林中藤本植物呈现增加趋势，这种变化可能通过减少森林生产力、碳固存和恢复力产生级联效应。海拔梯度作为综合环境因子，通过影响水、土壤养分和光等资源可用性，被认为是驱动藤本分布的关键因素，但相关研究结论存在分歧——多数研究表明藤本多度、丰富度和生物量随海拔升高而下降，而Homeier等(2010)却未发现这种显著关系。

为解决这一知识缺口，研究人员在埃塞俄比亚北部的Desa'a干旱非洲山地森林(13°20′-14°10'N, 39°32′-39°55'E)开展了系统研究。该森林自1993年被列为国家优先保护区域，是实施REDD+等国际气候变化减缓计划的重要生物多样性热点，拥有珍稀旗舰树种龙血树(Dracaena ombet)。研究团队沿海拔梯度设置低(1647-1996 m)、中(2003-2396 m)、高(2401-2796 m)三个海拔带，布设120个20 m×20 m样方，对所有直径≥1 cm的藤本进行计数和胸径测量，同时记录≥5 cm的树木数据。采用标准方法记录攀援方式和传播类型，通过重要性值指数(IVI)、多样性指数和NMDS排序等多种分析方法，全面评估藤本群落特征。

研究结果揭示出丰富的生态学规律：

物种组成与多样性方面：共记录1199株藤本茎干(250株/ha)，隶属14种13属12科。Apocynaceae(夹竹桃科)为最优势科(3种)，Carissa spinarum和Jasminum grandiflorum为优势种，占总茎干量的51.1%。中部海拔带物种丰度最高(657茎干)，低、高海拔带分别记录93和449茎干。藤本贡献了29%的木本物种丰富度，显著高于全球20%的平均水平。

海拔变异规律：藤本多度和丰富度沿海拔呈现显著差异(P<0.05)，中部海拔带显著高于低、高海拔带。但Shannon和Simpson多样性指数沿海拔无显著变化，仅物种均匀度在低海拔带显著更高。Jaccard相似性系数显示中-高海拔带相似度最高(0.75)，低-高海拔带相似度最低(0.45)。

径级分布与基面积：藤本直径范围1-60 cm，平均7.3±3.9 cm，94%茎干集中在<18 cm径级，呈现典型的"倒J型"分布，表明群落处于活跃更新状态。平均基面积0.31±0.76 m2/ha，中部海拔带显著高于低海拔带。

功能性状特征：茎缠绕(stem twining)为最主要攀援机制(52%)，钩刺(hook)和 scramblers(攀爬)次之；风媒传播(anemochory)占主导(57%)，动物传播(zoochory)和自体传播(autochory)分别占28.6%和21.4%。功能性状沿海拔无显著差异。

藤木关系：藤本与树木的丰富度和多度仅呈现弱相关关系(r=0.22-0.28, P<0.05)，表明二者可能受不同生态过程驱动。

研究结论深刻揭示了干旱山地森林藤本群落的独特格局：与多数热带森林研究结论不同，本研究发现在中等海拔而非低海拔出现藤本丰度峰值，这可能与该海拔带提供了更适宜的水热条件有关。小径级茎干的主导地位反映了群落的活跃更新状态，也暗示在未来环境变化下森林结构可能发生显著转变。功能性状的保守性(沿海拔无变异)表明藤本通过通用策略适应不同环境条件。

该研究的科学意义在于：首次为干旱非洲山地森林提供了系统的藤本基线数据，填补了地理研究空白；揭示了海拔梯度对藤本群落的影响模式，为预测气候变化下的植被动态提供了依据；强调了藤本在木本植物中的重要占比(29%)，纠正了对该类群生态贡献的低估。研究结果对森林保护和管理具有直接指导价值——Desa'a森林作为REDD+实施点和生物多样性热点，其藤本群落的保护应纳入整体保护策略；小径级个体的优势表明森林可能对气候变化较为敏感，需加强监测和适应性管理。

这些发现不仅对埃塞俄比亚森林保护具有重要意义，也为全球干旱山地生态系统的研究提供了重要参考。随着藤本植物在全球热带森林中的增加趋势日益明显，理解其在特殊生境如干旱山地森林中的生态规律，对全面认识热带森林动态、碳储存和生态系统功能具有不可替代的价值。研究发表于《Global Ecology and Conservation》，为该领域增添了重要的地理和生态类型案例。