埃塞俄比亚东北部卡卢地区农田木本植物物种组成与多样性的农业生态系统研究

《Scientific African》:Species composition and diversity of on-farm tree resources in Kalu district, Northeastern Ethiopia

【字体: 时间:2026年01月02日 来源:Scientific African 3.3

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  本研究针对埃塞俄比亚东北部卡卢地区干旱农业生态系统中农田树木资源多样性及组成模式不清的问题,系统评估了四种农林业实践(农林业园地、家庭花园、边界活篱笆和小型林地)的 woody plant 多样性。结果表明,农田共记录56种木本植物,其中66%为乡土种;家庭花园和活篱笆物种丰富度最高(分别为5.85和4.33种),而林地多样性最低;ANOSIM分析显示不同实践间物种组成存在中度差异(Global R=0.39)。该研究为干旱区小农系统制定定向树木多样化策略提供了关键科学依据。

  
在全球化石能源过度消耗、生物多样性锐减和农业生产力下降的严峻形势下,从传统农业向可持续农作方式的转型迫在眉睫。农林业(Agroforestry)作为一种将木本多年生植物整合进农业系统的可持续实践,被广泛认为是保护生物多样性、提升生态系统服务功能的有效途径。尤其是在干旱半干旱地区,农田树木资源不仅维系着农业生态系统的韧性,还为小农提供木材、果实、饲料等多重产品。然而,在不同社会经济与生态背景下,农田树木资源的物种组成与多样性模式仍存在大量认知空白,这直接制约了针对性树木种植干预策略的制定。
埃塞俄比亚东北部的卡卢地区正是这样一个典型的干旱农业生态系统。为厘清该地区农田树木资源的本底状况,Mohammed Ahmed Ebrahim及其合作者在《Scientific African》上发表论文,通过系统的野外调查与多元统计分析,首次揭示了该地区四种主要农林业实践中木本植物的多样性格局与组成特征。
研究团队采用多阶段随机抽样法,在卡卢地区的低地和中地两个研究点共选取54个样本农场,对农林业园地、家庭花园、边界活篱笆和人工林地这四种实践中的木本植物(胸径≥5厘米、树高≥1.5米)进行了全面清查。运用广义最小二乘法(GLS)模型分析多样性指数差异,并通过非度量多维标度(nMDS)排序和相似性分析(ANOSIM)探讨物种组成变异。
研究结果部分,首先在“农田木本植物多样性”中揭示:共记录到56种木本植物,分属27科,其中乡土种占66%;家庭花园和活篱笆具有最高平均丰富度(分别为5.85和4.33种),而人工林地多样性最低(丰富度仅1.23种)。值得注意的是,家庭花园呈现显著的丰富度与均匀度权衡(J=0.61),主要由阿拉伯茶(Catha edulis)和桉树(Eucalyptus spp.)的优势度造成。
在“农林业实践的树种组成”方面,ANOSIM显示实践间存在中度组成差异(Global R=0.39),其中园地与林地差异最大(R=0.98)。nMDS排序表明这种差异主要由特定实践中的优势种驱动:园地以刺茉莉(Ziziphus spina-christi)等乡土种为主;家庭花园以阿拉伯茶为特征种;活篱笆优势种包括剑麻(Agave sisalana)和小桐子(Jatropha curcas);而林地几乎被桉树垄断。
讨论部分深入剖析了这些发现的意义:农田树木多样性的实践间分异反映了管理目标与生态功能的差异。活篱笆作为边缘生境,通过自然更新与人工种植结合成为生物多样性“热点”;家庭花园的高丰富度受经济作物驱动,但需警惕单一化趋势;园地系统中缺乏传统多用途树种的现象,提示需通过人工补植进行生态强化。研究者特别强调,应通过建立互补性农林业实践组合来最大化景观尺度多样性,例如在活篱笆补充乡土灌木,在林地引入墨西哥柏(Cupressus lusitanica)等替代树种。
该研究的创新性在于首次量化揭示了干旱区农林业实践中树木多样性的权衡机制,并创新性地指出活篱笆在维持农业生物多样性方面的关键作用。研究成果为埃塞俄比亚正在实施的“绿色遗产计划”等国家生态工程提供了科学依据,对实现联合国可持续发展目标中“陆地生物多样性保护”与“零饥饿”的协同具有重要实践意义。
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