南非东开普省群落草原中Acacia dealbata入侵与清除对土壤和植被的影响

《African Journal of Ecology》：Effects of Acacia dealbata Invasion and Removal on Soil and Vegetation in Communal Grasslands in Eastern Cape, South Africa

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　　在南非的自然生态系统中，外来入侵物种对本地生物多样性和生态功能的影响一直是生态学和环境管理领域的重要议题。其中，Acacia dealbata（银合欢）作为一种快速生长的外来树种，自19世纪末被引入南非后，迅速扩散至多个国家，并在特定生态系统中展现出显著的入侵能力。特别是在南非东部的草原地区，A. dealbata已成为一种威胁，不仅影响植被结构，还可能改变土壤特性，进而对生态系统服务和当地社区的生计产生深远影响。本文研究了A. dealbata入侵和清除对上Tsitsana社区草原的土壤与植被特性的影响，旨在评估清除外来物种后生态系统的恢复潜力，并探讨恢复过程中可能面临的挑战。

### 土壤特性变化

研究团队在上Tsitsana草原选取了四个实验地点，每个地点设置了三种处理：被A. dealbata入侵的区域、被清除的区域以及未被入侵的对照区域。在这些区域中，他们设置了多个25平方米的样方，以系统地调查土壤和植被的变化。研究发现，尽管在不同处理之间，土壤的物理特性如含水量、渗透阻力、入渗速率和渗透系数并未表现出显著差异（p?>?0.05），但这些特性在不同月份之间存在显著变化（p?A. dealbata本身对土壤的直接影响。

值得注意的是，被入侵和被清除的区域土壤表现出一定程度的水力排斥性，而未被入侵的区域土壤则相对湿润，具有良好的水渗透能力。这种现象表明，即使在清除外来物种之后，土壤的某些特性仍可能受到遗留影响，从而延缓生态系统的恢复。例如，土壤的水力排斥性可能源于外来物种释放的化感物质或其对土壤结构的长期改变，这些因素在清除后仍可能持续存在，影响土壤的水文功能。

此外，土壤的渗透速率在不同月份之间也显示出明显的季节性波动。在12月，被清除的区域表现出较高的土壤含水量，而在2月，被入侵的区域含水量显著增加。这种季节性的变化可能与当地夏季降雨模式密切相关，说明土壤的物理状态受到环境条件的影响，而非A. dealbata的直接作用。然而，这种变化并未显著影响土壤的总体渗透能力，表明土壤的物理结构在一定程度上具有一定的稳定性。

### 植被组成与多样性变化

植被调查结果显示，A. dealbata的入侵对非木本植物（如杂草和草本植物）的多样性和覆盖度产生了显著影响（p?A. dealbata对植被的入侵具有选择性，可能与它对土壤养分的操控能力、化感作用以及高落叶量有关。这些特性使得A. dealbata能够抑制本地植物的生长和繁殖，从而降低其多样性和覆盖度。

在清除A. dealbata的区域，植被的多样性有所恢复，但并未完全达到未被入侵区域的水平。研究发现，清除区域中出现了一些本地木本植物的幼苗，这可能意味着在清除之后，本地植物开始逐渐恢复。然而，这些本地植物的恢复可能受到二次入侵的影响，即在清除后，其他外来植物可能填补< i>A. dealbata留下的生态空缺，从而阻碍本地植被的恢复。这一现象在研究中得到了验证，表明即使在清除外来物种后，生态系统仍可能面临新的挑战。

此外，植被的覆盖度在未被入侵区域显著高于被入侵和被清除区域。这进一步支持了A. dealbata对本地植物的排挤作用，尤其是在低洼地区，其对草本植物的影响更为明显。这种影响可能与外来植物对土壤养分的高效利用以及其对光照的遮蔽有关，导致本地植物难以在被入侵区域生存和繁殖。

### 生态恢复的挑战与建议

尽管A. dealbata的清除有助于恢复草原生态系统的功能，但研究也指出，恢复过程可能受到二次入侵和重新入侵的阻碍。例如，清除后的区域中仍然存在一些外来植物的幼苗，这些植物可能与A. dealbata竞争土壤资源，从而延缓本地植物的恢复。这种现象不仅影响植被的多样性，还可能对草原生态系统的稳定性构成威胁。

因此，本文提出了一系列建议，以促进生态系统的有效恢复。首先，A. dealbata必须被彻底清除，以减少其对土壤和植被的负面影响。其次，清除之后需要进行有效的后续管理，以控制二次入侵和重新入侵的发生。这包括定期监测清除区域，以及采取适当的措施，如人工干预和土壤改良，来促进本地植物的恢复。第三，考虑到恢复过程可能需要较长时间，清除工作应持续进行，并确保足够的资金支持，以便长期跟踪和管理。第四，恢复工作应与当地社区的需求相结合，特别是对于依赖草原进行畜牧业生产的农村地区，恢复后的草原应能够满足其生计需求，从而提升当地居民的生活质量。

### 社会与生态的综合影响

除了生态影响，A. dealbata的入侵还对当地社区的社会经济产生了深远影响。例如，入侵导致本地草本植物减少，影响了畜牧业的产量，进而对依赖畜牧业的农村居民的生计造成威胁。此外，A. dealbata的生长可能对房屋地基造成损害，并为犯罪活动提供掩护，增加了社区的安全风险。因此，清除外来物种不仅是一项生态任务，也是一项社会和经济任务。

然而，A. dealbata也具有一些经济价值，如作为饲料、燃料和建筑材料，这使得其清除工作在某些情况下面临一定的挑战。因此，在清除过程中，需要权衡其生态效益与社会经济效益，以确保清除工作的可持续性和接受度。

### 结论

综上所述，A. dealbata的入侵对南非草原生态系统产生了显著的负面影响，特别是在土壤水分渗透和植被多样性方面。清除该物种有助于恢复生态系统的功能，但恢复过程可能受到二次入侵和重新入侵的阻碍。因此，有效的生态恢复不仅需要清除外来物种，还需要进行长期的后续管理和监测，以确保生态系统的稳定性和可持续性。此外，恢复工作应与当地社区的需求相结合，以提升其生计水平和社会福祉。

本研究为未来在类似生态系统中进行外来物种管理提供了重要的参考，强调了在清除过程中需考虑生态与社会因素的综合影响。同时，也提醒政策制定者和生态管理者，在进行生态恢复时，应采取系统性和长期性的策略，以确保生态系统的真正恢复和可持续发展。