《Agroforestry Systems》：Agroforestry as a sustainable land-use model in ecologically sensitive regions: insights from the Bulgarian living lab
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农林复合经营（Agroforestry）日益被认可为一种多功能的可持续土地管理、气候适应与生物多样性保护途径。然而，评估东南欧及巴尔干山地景观中农林复合经营系统的实证证据仍然有限。本研究以保加利亚斯特兰贾山脉（Strandzha Mountains）为案例，在
农林复合经营（Agroforestry）日益被认可为一种多功能的可持续土地管理、气候适应与生物多样性保护途径。然而，评估东南欧及巴尔干山地景观中农林复合经营系统的实证证据仍然有限。本研究以保加利亚斯特兰贾山脉（Strandzha Mountains）为案例，在REFOREST项目框架下建立的活体实验室（Living Lab）中，考察农林复合经营系统在增强生态系统服务、生物多样性保护与景观韧性方面的能力。研究人员对三种土地利用系统开展了多学科比较分析：农林复合养蜂系统（agroforestry apiary system）、林牧永久牧场（silvopastoral permanent pasture）以及常规油菜单作（conventional rapeseed monoculture）。评估整合了土壤理化质量指标、基于QBS-ar指数的土壤生物学评估、植物区系与物候调查（2023–2025）以及饲草生产力分析。农林复合与林牧系统表现出显著更高的生态质量（65–67/100），优于集约化农业管理（43/100）。养蜂系统表现出最高的土壤有机质含量（5.3%）和较高的土壤生物质量（QBS-ar = 45），其特征为存在如原尾虫（Protura）等专性真土居（euedaphic）类群，表明人为干扰程度较低。植物区系调查记录了210种维管植物，包括第三纪孑遗种高加索越橘（Vaccinium arctostaphylos）及受保护兰科植物（Anacamptis papilionacea 和 Ophrys cornuta），表明这些系统是区域生物多样性保护的重要微避难所（micro-refugia）。物候分析进一步揭示了稳定的开花连续体（flowering continuum），可在整个生长季支持传粉者网络。斯特兰贾山脉的农林复合经营系统有效整合了生产性土地利用与生物多样性保护及生态系统韧性，为东南欧可持续土地管理提供了一个气候适应性强且经实证验证的框架。
论文解读：生态敏感区农林复合经营系统的多维度生态评估——以保加利亚斯特兰贾活体实验室为例
一、研究背景与问题提出
农林复合经营（Agroforestry）作为一种将多年生木本植物与农作物和/或牲畜活动在时空上有组织地结合的综合土地利用系统，日益被国际学术界视为可持续土地管理、气候适应与生物多样性保护的多功能途径。已有大量研究表明，将木本植被整合入农业景观可显著改善土壤理化与生物学性质，提升土壤有机碳固存、增强团聚体稳定性、刺激微生物活性，并强化地下生态功能。同时，农林复合系统的结构异质性通过扩展栖息地与资源生态位，有助于促进生物多样性保护并强化调节性生态系统服务。欧洲范围的荟萃分析已证实其在侵蚀控制、养分保持、水文调节及生物多样性保护方面相较于常规单作具有显著优势。
然而，尽管全球共识日益形成，东南欧及巴尔干半岛地区关于农林复合经营系统具体实践效能的实证数据仍然稀缺。与西欧和南欧广泛记录并获得制度支持的德埃萨（dehesa）和蒙塔多（montado）等传统系统相比，巴尔干地区的农林复合应用高度碎片化，缺乏系统监测或经过验证的运营模型。这一数据缺口阻碍了对林牧系统、整合养蜂、河岸缓冲带及防风林带等实践的区域适用性评估。此外，在巴尔干山地景观中，农林复合管理产生的生态效应往往难以与土壤属性的既有差异、土地利用历史及局部环境异质性相区分。因此，亟需在东南欧山地景观中开展详细的实证研究，以填补关于农林复合系统生态表现与气候适应潜力的知识空白。
本研究正是在REFOREST项目（资助协议号101060635，HORIZON-CL6-2021-CLIMATE-01）框架下，依托斯特兰贾活体实验室（Strandzha Living Lab）网络实施。研究聚焦于对同一农场景观内三种土地利用类型——林牧系统、养蜂农林复合系统及常规管理农田——的比较性生态表征，旨在评估传统农林复合实践相对于集约化单作管理的生态效能。需要指出的是，该研究在活体实验室背景下开展，但并未专门评估参与式活体实验室方法或利益相关者共同创造过程，而是聚焦于现有农林复合系统的生态学特征描述。研究设计属于单一运营农场内的嵌套比较案例研究，监测样地为同一管理单元内的子样本，而非完全独立的实验重复，因此统计分析主要服务于描述性和比较性解释。
二、研究设计与关键方法
研究人员在保加利亚东南部斯特兰贾山脉（42.22–42.23° N；27.42–27.43° E）的"斯特兰贾"农林复合农场开展研究，该区域海拔约297米，属过渡性地中海气候，年均温13.0–13.8 °C，年降水量600–750 mm，优势土壤类型为发育于硅酸盐母质上的腐殖质雏形土（Haplic Cambisol）。农场总面积约700公顷，整合了大田作物、畜牧养殖、5公顷菜园、3公顷果园及16个养蜂场。研究选取三种代表性土地利用系统：森林农业养蜂系统（约75个蜂箱，位于开阔林间空地）、林牧永久牧场及常规油菜（Brassica napus L.）单作田。每个系统内设立5个10 m × 10 m的永久监测样地。主要技术方法包括：土壤理化分析（pH电位测定、杜马斯（Dumas）干燃烧法测定有机碳与全氮、醋酸铵提取法测定阳离子交换量（CEC）、Olsen法测定有效磷、比重计法测定土壤质地）；土壤生物学评估（Solvita? CO?-Burst试验测定微生物活性、Haney等的方法计算微生物生物量碳（MBC）与潜在可矿化氮（PMN）、基于Berlese–Tullgren热提取装置采集土壤中型动物并进行生态形态学分类以计算QBS-ar指数）；草地特征化与生产力测定（破坏性采样法测定投影盖度、植物学组成及鲜/干物质产量）；植物区系多样性调查与物候监测（2023–2025年生长季内每年6–8次野外调查）。气象数据来自农场内气象站（Field Climate, Pesse Instruments）。
三、研究结果
土壤理化性质与质量指数比较分析
三种土地利用系统间土壤性质呈现明显分化。养蜂系统土壤呈中性至微碱性（pH 7.6），有机质含量最高（5.3%），有机碳（C org）达3.1%，碳氮比（C:N）为10.6，土壤质地为砂质粉壤土（29.75%砂粒、52.57%粉粒、17.68%黏粒）。林牧系统土壤pH较低（6.2），质地最细（黏壤土，黏粒含量27.50%），阳离子交换量最高（CEC = 23.3 meq 100 g?1），有机质含量2.7%，碳氮比9.6，综合土壤评估得分最高（67分）。常规农田土壤呈酸性（pH 5.6），有机碳含量最低（1.0%），全氮（N tot）仅0.107%，质地为砂壤土（68.43%砂粒），有效磷（7 ppm）与钾（98 ppm）含量较低，综合土壤质量指数（SQI）仅43分。
土壤生物活性与中型动物群落结构
林牧系统表现出最高的微生物活性（Solvita CO?-C = 99 ppm）、微生物生物量碳（MBC = 2208 mg kg?1）及潜在可矿化氮（PMN = 66 kg ha?1）。养蜂系统微生物活性中等（76 ppm）、MBC为1702 mg kg?1，但QBS-ar指数最高（45），检测到原尾虫（Protura，EMI = 20）等专性真土居类群，表明土壤结构保存良好、人为干扰程度低。常规农田微生物活性最低（66 ppm）、MBC为1482 mg kg?1、PMN为44 kg ha?1，QBS-ar指数仅30，群落结构简化，以广布性螨类（Acari）和表土跳虫（Collembola，EMI 4–6）为主，呈现"生物均质化"特征。研究人员指出，所有系统的QBS-ar值（30–45）均低于欧洲典型农林及草地基线（70–120+），可能归因于2024年夏季极端高温（>39 °C）导致的表土干旱、牲畜践踏造成的物理压实以及单次采样季节性的限制。
牧场生产力评估
2023年两系统基底盖度相近（86.4–90.5%），但2024年养蜂系统基底盖度显著下降至59.7%，而林牧系统保持89.3%的高盖度（p < 0.001），研究期内林牧系统草层密度平均高出22.5%。鲜物质和干物质产量方面，林牧系统在两个年份均显著高于养蜂系统（p < 0.001），产量差距在鲜物质和干物质方面分别达206.9%和200.0%，可能归因于林牧系统更开阔的光照条件、以禾草为主的植被结构及较细质地土壤的保水保肥能力。
植物区系组成与结构功能分析
2023–2024年调查共记录210种维管植物，隶属156属、49科。其中209种为两系统共有，仅受保护的第三纪孑遗种高加索越橘（Vaccinium arctostaphylos）仅存在于养蜂系统。科级水平上，豆科（Fabaceae，8.57%）和禾本科（Poaceae，8.10%）占比最高，其次为唇形科（Lamiaceae，7.14%）、菊科（Asteraceae）和蔷薇科（Rosaceae）（各6.67%）、十字花科（Brassicaceae）和伞形科（Apiaceae）（各6.19%）。属级水平上，车轴草属（Trifolium）物种最丰富（6种），其次为毛蕊花属（Verbascum，4种），以及山黧豆属（Lathyrus）、毛茛属（Ranunculus）、山楂属（Crataegus）、猪殃殃属（Galium）、堇菜属（Viola）、雀麦属（Bromus）和黑麦草属（Lolium）等各3种。功能群分析显示，林牧系统豆科植物比例约为养蜂系统的2.5倍（平均21.2% vs 8.4%），而养蜂系统杂类草比例显著更高（平均44.0%），反映了树冠遮荫、微栖息地异质性及放牧均质化效应的综合作用。物候分析揭示了稳定的开花连续体，可在整个生长季支持传粉者网络。
四、讨论与结论
讨论部分指出，农林复合系统在斯特兰贾活体实验室中表现出显著高于集约化农业管理的土壤生态质量、生物多样性与功能稳定性。养蜂系统作为专性土壤中型动物的避难所，林牧系统则在干旱年份维持了较高的生产力和盖度稳定性，显示出微气候缓冲效应的有效性。然而，研究人员强调，由于研究设计为单一农场内的嵌套案例研究，缺乏独立样地重复和干预前基线数据，观察到的生态差异不能完全归因于管理实践，土壤质地继承、历史土地利用及局部环境异质性均可能有所贡献。QBS-ar值的季节敏感性及2024年极端干旱条件也提示结果应视为特定采样期的比较性指示而非时间上稳定的估计。
研究结论表明，斯特兰贾山脉的农林复合经营系统有效整合了生产性土地利用与生物多样性保护及生态系统韧性，为东南欧可持续土地管理提供了一个气候适应性强且经实证验证的框架。研究填补了东南欧地区综合农林复合数据集相对有限的知识空白，为生态敏感区可持续土地利用提供了重要的实证参考。
