卡万戈—赞比西跨境保护地（Kavango–Zambezi Transfrontier Conservation Area）津巴布韦境内清除马缨丹（Lantana camara）后原生木本植被与土壤属性的被动恢复

《South African Journal of Botany》：Passive restoration of native woody vegetation and soil properties following Lantana camara clearing in the Kavango–Zambezi Transfrontier Conservation Area, Zimbabwe

　　

马缨丹（Lantana camara L.）是南部非洲稀树草原中广泛分布的入侵灌木，可抑制原生木本植被并改变土壤属性。入侵物种清除后的被动恢复（passive restoration）作为一种具成本效益的策略被广泛提倡，但来自跨境保护地的证据有限。本研究评估了津巴布韦卡万戈—赞比西跨境保护地（KAZA TFCA）两处样点机械清除马缨丹八年后植被与土壤的响应：维多利亚瀑布雨林保护区及毗邻的恩德洛武社区土地（Ndlovu Communal Land）。采用空间换时间（space-for-time）设计，在清除、入侵和未入侵斑块中共调查42个25×25 m样方。研究人员评估了原生木本物种组成与结构，并分析0–15 cm土层选定化学属性。清除样方原生木本物种丰富度（10.3–11.9 vs 4.3–4.9）和茎密度（468–493 vs 180–208 stems ha?1）数值高于入侵样方，接近未入侵对照（16.1–18.3种；644–752 stems ha?1）。香农—威纳多样性（Shannon–Wiener diversity）（2.0–2.1 vs 0.9–1.3；p=0.024）、茎高（p<0.001）、平均茎直径（p=0.012）和冠层盖度（p=0.042）处理效应显著，但物种丰富度（p=0.089）与茎密度（p=0.075）未达显著。清除样方平均茎直径（≈30±10 cm）低于对照（60–70±10 cm），冠层盖度仍大幅低于对照。土壤属性响应弱且无整体显著处理效应，仅社区区pH差异显著（单因素ANOVA，p=0.006）。43%的清除社区样方出现马缨丹再入侵。结果表明被动恢复八年内可促进原生木本植被（尤其多样性与结构）有意义恢复，但土壤恢复较慢且轨迹易受再入侵威胁。

研究背景方面，全球大量生态系统受外来入侵植物（invasive alien plants, IAPs）干扰，马缨丹（Lantana camara L.）作为世界分布最广的有害入侵灌木之一，可通过释放化感物质（allelochemicals）改变土壤化学、抑制原生植物生长，并形成密丛降低放牧与耕地可达性。生态恢复分为被动恢复（依赖移除退化驱动因子后的自然再生）与主动恢复（含栽植、反复除草等干预）。尽管被动恢复因低成本被推崇，但跨境保护地（transfrontier conservation areas）中清除入侵种后的长期证据不足，卡万戈—赞比西跨境保护地（KAZA TFCA）作为横跨五国的大型保护地，其津巴布韦段维多利亚瀑布雨林与恩德洛武社区土地面临马缨丹持续入侵，却缺乏清除后植被与土壤恢复轨迹的系统性评估。因此研究人员于清除八年后开展观测研究，检验被动恢复能否在保护地与社区景观中促进原生木本植被与土壤属性回归。

该研究由Buhle Francis、Charlie M. Shackleton与James Gambiza合作完成，发表于《South African Journal of Botany》。研究人员采用空间换时间（chrono-sequence）观测设计，在2010年机械清除约4 ha马缨丹的两处历史斑块（维多利亚瀑布雨林保护区、恩德洛武社区土地）及各自毗邻的入侵与未入侵参照斑块中，每处每处理设7个25×25 m样方，共42个；土壤化学分析在随机抽样的36个样方中开展。植被调查记录木本物种名、茎数、胸径（diameter at breast height, DBH）、茎高与冠径；土壤取0–15 cm混合样测pH、硝态氮（NO₃^?–N）、有效磷（available phosphorus, P）、交换性钾（exchangeable potassium, K）与有机碳（organic carbon, OC）。统计以双因素ANOVA与Tukey HSD为主，辅以NMDS（non-metric multidimensional scaling）与聚类描述群落组成。

研究结果部分，“原生木本植被结构与多样性”显示清除样方香农—威纳多样性、茎高、平均DBH、冠层盖度处理效应显著，物种丰富度与茎密度虽未达显著（p=0.089、0.075）但数值翻倍趋近对照；清除样方平均DBH更低反映再生群体偏幼龄。“物种组成恢复”中NMDS（stress=0.091）与聚类分析表明入侵样方独立成簇，清除样方介于入侵与对照之间，Pterocarpus lucens、Senegalia galpinii等原生种在清除与对照中更频现。“群落聚类格局”进一步支持清除样方部分向参照群落收敛。“马缨丹再入侵”仅见于43%的社区清除样方，个体小且低密度，雨林清除样方无再入侵。“土壤属性”中双因素ANOVA仅有效磷处理效应显著（p=0.002），社区区pH在单因素水平对照高于清除/入侵（p=0.006），有机碳近显著（p=0.051），其余变量无显著处理效应，土壤化学恢复滞后于地上植被。

讨论部分指出，八年的被动恢复已使原生木本多样性与结构（茎高、冠层、DBH年轻化）显著改善，与南部非洲稀树草原既往清除研究一致；但土壤化学属性受化感遗留与半干旱系统有机质周转慢影响恢复迟缓，有效磷的独立响应可能关联枯落物分解与磷固定差异。保护地与原社区两景观恢复趋势一致，反驳了“社区因用地压力恢复更弱”的假设3，但社区43%再入侵率提示人为改造景观需后续控防。单斑块伪重复（pseudoreplication）限制外推，但跨生态对比站点的一致性增强结论可信度。

结论与管理启示译为：机械清除马缨丹后八年，保护地与社区景观均出现原生木本植被实质再生，清除样方木本多样性显著更高，物种丰富度与茎密度数值趋近对照但未达显著（p=0.089、0.075），平均DBH的处理×站点交互显著（p=0.009）表明结构属性恢复随局地条件分异；土壤化学仅有效磷处理效应显著（p=0.002），站点效应强于清除处理，暗示地下恢复更慢；社区43%清除样方再入侵表明被动恢复单独不足以维稳，需持续监测与跟进清除。该研究为资源受限半干旱稀树草原提供具成本效益的恢复选项，同时明示长期管理与重复景观监测的必要性。