《Trees, Forests and People》：Spatial distribution and ecological dominance of psidium guajava in the agricultural landscapes of Homa Bay County, Kenya
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本研究针对番石榴（Psidium guajava L.）在肯尼亚霍马湾县小农农业景观中日益严重的入侵问题，系统评估了其空间分布、生态优势及对木本植物多样性的影响。研究发现番石榴在调查区域占据绝对优势（个体占比67–86%），显著降低了物种多样性和均匀度，年产量估算达844.35吨。研究揭示了该物种在提供生计收益的同时对生态系统构成的长期风险，为入侵物种综合管理策略的制定提供了关键科学依据。
在热带农业生态系统中，一些被广泛栽培的植物有时会展现出“双刃剑”的特性。番石榴（Psidium guajava L.），这种原产于热带美洲、因其果实、药用价值和薪材而被广泛种植的物种，在东非地区正成为一个日益严峻的生态问题。尽管它为当地小农户提供了重要的生计支持，但其强大的入侵潜力——包括快速生长、多产种子、化感作用以及形成密集单一群落的能力——正在悄无声息地改变着农业景观，威胁着本地生物多样性和生态系统的长期健康。在肯尼亚霍马湾县，番石榴的迅速蔓延已经对农田和牧场的可持续管理构成了挑战，然而，关于其生态优势程度、对本地物种多样性的具体影响以及在不同土地利用类型下的变异情况，缺乏系统的实证证据。这种知识空白阻碍了有效管理策略的制定。为了填补这一空白，由S.O. Ojunga、C.J Mullah、C.W. Otulo、M. Mildred和D.O. Wamani组成的研究团队，在《Trees, Forests and People》上发表了一项研究，旨在深入揭示番石榴在霍马湾县农业景观中的空间分布格局、生态优势及其对木本植物群落的影响。
为了回答上述问题，研究人员在霍马湾县番石榴广泛分布的三个地点（西兰布韦、东北坎亚姆瓦和南坎亚姆瓦）开展了系统的野外调查。研究采用了横断面（transect）和样方（quadrat）相结合的取样方法，对农户耕地和放牧地的木本植物进行了详尽的清查。通过计算物种丰富度（species richness）、香农-维纳指数（Shannon-Wiener index, H′）和辛普森指数（Simpson's index, 1–D）等多样性指标，并运用方差分析（ANOVA）和克鲁斯卡尔-瓦利斯检验（Kruskal-Wallis test）进行统计比较，量化了番石榴的生态优势及其对群落结构的影响。同时，通过结构化问卷调查，收集了农户关于番石榴覆盖度、产量和管理实践的数据，从而将生态评估与社会经济维度相结合。
3.1. Socio-demographic characteristics, species dominance, and distribution（社会经济特征、物种优势度与分布）
调查结果显示，番石榴在霍马湾县的农田和放牧系统中占据绝对主导地位，其个体数量占所有记录木本植物的67%至86%，远超过任何本地或共生物种。例如，在东北坎亚姆瓦，番石榴的相对分布度高达85.96%。与之形成鲜明对比的是，本地物种如Acacia xanthophloea、Albizia coriaria等的出现频率普遍低于7%。值得注意的是，超过80%的受访农户表示对番石榴不进行任何主动管理（如修剪或控制），除非是为了获取薪材或为耕种腾出空间而进行砍伐。这种放任自流的管理模式为番石榴的快速扩散创造了条件。此外，仅在东北坎亚姆瓦发现了另一种入侵植物马缨丹（Lantana camara）（占比4.19%），其他零星出现的本地物种（如Harrisonia abyssinica、Flueggea virosa等）占比均低于2%，清晰地表明了番石榴（以及次要程度的马缨丹）对本地植物群的逐步替代趋势。
3.2. Species diversity and community patterns among the different land use categories（不同土地利用类别下的物种多样性与群落格局）
对三个研究地点木本植物群落结构的深入分析揭示了一个有趣的生态悖论。尽管东北坎亚姆瓦拥有最高的物种丰富度（16种/公顷），但其香农指数（H′ = 0.724）和辛普森指数（1–D = 0.259）却最低，表明番石榴的极度优势严重压制了群落的均匀度，高丰富度并未转化为高多样性。相反，西兰布韦虽然物种丰富度较低（10种/公顷），却表现出最高的香农指数（H′ = 1.147）和辛普森指数（1–D = 0.520），说明该地点的群落结构相对均衡，本地物种在番石榴存在下仍能维持一定的生存空间。南坎亚姆瓦则呈现出中间状态，物种丰富度为11种/公顷，多样性指数居中。统计检验（ANOVA和Kruskal-Wallis检验）证实了三个地点在物种丰富度和多样性指数上均存在显著差异。这些空间异质性表明，番石榴的入侵程度和生态影响存在地点特异性，西兰布韦可能代表了入侵压力相对较轻、生态韧性更强的状态，而东北坎亚姆瓦则显示了入侵晚期群落均质化的特征。
3.3. Annual harvested quantities of psidium guajava（番石榴年收获量）
研究还估算了选定子区域的番石榴年产量。整个调查区域的年总产量估计为844.35吨，其中南坎亚姆瓦的卡乔拉子区域贡献最大（388.65吨），尽管其户均番石榴种植面积最小（0.1336公顷），但单位面积产量最高（2.77吨/公顷），暗示了可能更有利的微环境或更精细的管理实践。与之对比，东北坎亚姆瓦的东科钦子区域虽然户均番石榴覆盖面积最大（0.30769公顷），但总产量（118.71吨）和单位面积产量（1.37吨/公顷）却最低，反映了可能存在的管理限制、土壤肥力下降或病虫害压力。西兰布韦内部的子区域（戈乔普和奥贡戈）也显示出产量差异。这些数据凸显了番石榴的双重角色：一方面作为重要的水果来源支持农户生计，另一方面其不受控制的扩张潜藏着生态风险。
研究的讨论部分深入剖析了上述发现的意义。番石榴的生态优势与其生物学特性（如化感作用、快速生长）和普遍缺乏管理密切相关，这与全球范围内关于其入侵性的报道一致。其单优群落会抑制林下更新，导致地表裸露，加剧土壤侵蚀，并最终降低农业生态系统的韧性和服务功能。尽管番石榴的凋落物可能有助于土壤碳储存和养分循环，但由此引发的土壤微生物群落变化和养分均质化可能进一步强化其竞争优势，形成入侵促进循环。此外，番石榴作为一种快速生长的木本植物，虽具有一定的碳汇功能，但其单优群落的结构和功能多样性远低于天然林或混合农林业系统，对气候变化的抵御能力可能较弱。
综上所述，本研究以翔实的数据表明，番石榴在肯尼亚霍马湾县的小农农业景观中已成为生态优势显著的潜在入侵物种，对本地木本植物多样性构成了严重威胁，导致了群落的均质化。研究结果强调了番石榴管理面临的复杂权衡：其既提供重要的生计产品，又对生态系统健康构成长期风险。因此，采取因地制宜的综合管理策略至关重要，这包括在重度入侵区域进行机械清除并辅以生态恢复（如补植本地物种），在部分入侵区域推行受控利用与社区监测，并将入侵物种管理纳入更广泛的土地用途规划和气候适应政策框架。该研究为理解和管理类似农业景观中的入侵物种提供了宝贵的科学基础，对平衡生物多样性保护与农业可持续发展具有重要的指导价值。
