ecological engineering28(2006):205–212.
Lacandon Maya forest management:Restoration of soil fertility
using native tree species
Stewart A.W a.Diemont,Jay F.Martin a,∗
,Samuel I.Levy-Tacher b,Ronald B.Nigh c,
Pedro Ramirez Lopez d,J.Duncan Golicher b
翻译：黄焜慧，费良丹
摘要：在墨西哥南部，热带雨林正在急遽退化，拉坎顿玛雅人（Lacandon Maya）所采用的一种农林管理系统能够同时恢复和保护热带雨林。他们通过轮耕和休耕系统，生产食品、药品和原材料，并再生出高大的次生林。本次调查鉴定出了拉坎顿人在休耕地中用于恢复土壤肥力的植物物种。通过对拉坎顿人的访谈确定了20种用于森林恢复的植物。采集了轻木（Ochroma pyramidale）和乌桕（Sapium lateriflo rum）两个种类的叶凋落物的量和泥土的样本。相较于其他树种，轻木的叶凋落物量的增加更快(R=0.48,P=0.004)，距离轻木越远，线虫的聚集度随之增加(R=0.71,P< 0.001)。这两个发现揭示了一种抑制土壤退化，有利于土壤有机质积累的机制。在乌桕的冠盖下土壤中可利用磷元素（P）的浓度比不在其下的土壤中要高出16%(P= 0.03)，并随着树龄的增长而增加，表明磷元素是从底土中得到恢复的。我们的研究显示，拉坎顿人已认识到某些植物具有某种自然力，能满足其所在系统恢复的需要。这显示了玛雅农林管理和当地知识有助于保护和恢复热带雨林，并通过在热带农业中增加休耕来减少森林砍伐。
关键词：热带雨林恢复；土著知识；土壤生态学；轻木；乌桕
1.介绍
墨西哥南部地区正经历着森林面积锐减和生产力的急剧丧失。在墨西哥的帕恰斯（Chiapas），每年采伐森林的面积占到了7%，可耕地里，中度退化面积达到了10%-25%，严重退化达到了5%（Howard and Homer-Dixon,1996）。由于人口密度增
长所需要的农业土地增加对环境造成了压力，上述这些问题是热带地区的通病（Lal, 1995;Alvarez and Naughton-Treves,2003）。因为这些地区正经历着高强度的人口增长和流动(Ram,1997)，在未来这些问题会愈演愈烈。 特别是流动人口和迁移人口，他们对本地区的生态稳定有很大影响(Nicholson et al.,1995;Atran,1999;Mas and Puig,2001)。这些人对土地的管理方式主要是放牛（Mas and Puig,2001;Durand and Lazos,2004），或者短期栽培（milpa）（O’Brien, 1998）。不受控制的放牧，使得土地被压实而失去生产力，甚至无法进行较短时间的放牧(Garciaoliva et al.,1994;Durand and Lazos,2004)。随着作物和牲畜生产，这些地区不会恢复为成熟的肥沃的森林，而是变为退化的草被和灌木植被。这些土地几乎没有生产用途，并且生物多样性相当低(Miller,1999)。不当使用破坏了土地，也增加了对新的土地的需求，从而导致进一步的森林砍伐与社会冲突(Nicholson et al.,1995; Howard and Homer-Dixon,1996)。
这个地区的生态系统管理和恢复是十分复杂的社会、经济和生态学问题(Nicholson et al.,1995)。提供金钱奖励，或可持续发展的工具方法，对热带雨林的丧失和恢复的任何长期解决方案可能都是非常重要的(Nicholson et al.,1995; Foroughbakhch et al.,2001;Li,2004)。许多研究人员指出了，记录土著知识对于更好地理解可持续土地管理的重要性(Fox et al.,2000;Long and Zhou,2001;Hardwick et al.,2004)。因为土著的刀耕火种农林系统能够多产(Long and Nair,1999)，同时还能够维持他们生态的完整性(Wang and Young,2003)，刀耕火种的农林实践可能会对热带地区更好的土地管理做出贡献(De Clerck and Negreros-Castillo,2000;Fox et al., 2000)。拉坎顿玛雅人是一个土著体，他们在能够满足生存需要的同时，结合了雨林恢复和家庭生产，保存了南墨西哥的次生林和原始森林长达数百年(Nations and Nigh,1980;Levy,2000;Diemont and Martin,2005)。
磷酸氧钛钾
聚烯烃弹性体拉坎顿人的土地管理系统依赖于三个土地阶段的循环，从畲田（milpa）开始，发展到低矮次生林（acahual），再到是高次生林，再回到畲田(Nations and Nigh,1980; McGee,2002)。这使得临近的森林得以保护，维持了多样的种子库(Quintana-Ascencio et al.,1996)。生态的自然演替驱动着土地阶段的转换(Levy and Aguirre Rivera,in press)。从生态演替的观点来看，栽培地代表了早期持续生长的草地，低次生林代表了灌木丛或者早期的木本植物阶段，而森林是顶级阶段。畲田，或者说早期演替阶段，是一种混作土地，包括了20到30种农作物。低次生林和森林阶段也具有较高
的生产力，为拉坎顿人提供了50多种植物(Nations and Nigh,1980)。通过挑选特定的物种，并管理低次生林与森林的自然演替，拉坎顿人能够在开垦畲田20年之内，恢复土壤的肥力，并再生出低次生林(Diemont and Martin,2005)。
拉坎顿玛雅人的农林管理被奥德姆描绘为生态工程(Odum et al.,1963)，在这农林管理中，取诸自然系统的技术占据着主导作用，而人类的工程是辅助性的而非首要地位。拉坎顿人依靠了自然的可再生能力。在休耕期间他们淘汰掉其他物种，只种选定的植物，但总体来讲，这种做法使得系统能在免于干预的条件下发展；使得自然力，例如阳光、风和雨，来驱动这个系统(Diemont et al.,2006)。与此同时，拉坎顿系统被称为生态工程（Mitsch and Jorgensen,1989）——是有利于人类和环境共同利益的设计。在演替发展的各个阶段，拉坎顿人可以收获应季的食物、药品和原材料(Nations and Nigh,1980)。这种生产不是以损害生态系统健康为代价的生产。就生物多样性与复杂性而言，该系统
在很大程度上属于自我规划与发展(Nations and Nigh,1980;Levy,2000)；许多动物物种也因此被吸引到这个富饶的系统中来(Nations and Nigh,1980)。
较早的研究已经确定了拉坎顿人可能用来恢复土地肥力的植物(Levy,2004; Levy and Golicher,2004)。轻木与大量的落叶层(Levy,2004;Levy and Golicher,2004)和土壤有机物的累积有关(Levy and Golicher,2004)，意味着拉坎顿人管理他们的休耕地来加速土壤肥力的再生。一项对于拉坎顿系统中所有的土地阶段土壤的化学、土壤线虫体和植物落的评估显示，七种植物与提高土壤环境为正相关(SAW Diemont,JF Martin,and MF Quigley,unpublished data in review)。在低次生林里发现的Hampea stipitata S.Watson，与土壤有机质含量的升高相关。在次生林和原始森林发现的Sapium lateriflorum，与营养富集有关。在畲田、低次生林里发现的Cecropia obtusifolia Bertol，与高密度线虫数量相关。这些结果激发了对于拉坎顿人在恢复次生林的休耕期所使用的植物的进一步研究。本研究的目的是：（1）通过访谈，确认拉坎顿人是否选择了某些特定的物种来加速土壤肥力的恢复；（2）对于被选择物种（例如，O.pyramidale）对土壤肥力所起到的作用进行进一步识别；（3）鉴定出所选择的物种品种再生土壤肥力的机制；（4）评估这些方法被用来恢复和保护热带雨林的潜力。
2.材料和方法
无线数据传输
在墨西哥Chiapas的Lacanja Chansayab，组织了采访和土壤取样。Lacanja的人口数量约为400，是
拉坎顿玛雅人的三大社区之一。Lacanja位于帕恰斯（Chiapas），是墨西哥最南部的州，北纬16045’30”西经91◦08’30”，海拔400米。主要的土壤类型属于淋溶土(INEGI,1982)，具有粘性的纹理和中性pH。周围是大量高大潮湿的热带雨林，年平均降雨量2500厘米(Guillen-Trujillo,1998).
2.1访谈
我们安排了五次访谈，访谈对象为拉坎顿地区的农民，来确定他们所认为的在休耕期间对土壤肥力恢复有重要作用的植物。农民们首先被问及，在休耕期间有哪些最利于恢复土壤肥力的植物。接下来的问题是，这些植物生长的地方的土壤状况是否良好，那么植物叶凋落物是否产生了良好的堆肥作用，而在土地休耕的畲田阶段是否可能产生健康的栽培品种（例如玉米）；这些植物除了对土壤肥力的作用之外的其他用途（例如建筑材料）；也会向受访地的其他农民了解由一个农民所鉴定出的植物。对于所有这些问题，如果反馈的答案中有超过一项是负面的，那么此植物即将被从增强土壤肥力的名单中剔除。
2.2土壤取样
无镍电镀
根据采访和文献统计，两种树木被选择为土壤样本和分析对象：轻木（Ochroma pyramidale）和乌桕（Sapium lateriflorum)。Sapium lateriflorum下的土壤取样是在2004年9月的雨季进行的。Ochroma pyramidale下的土壤取样则是在2005年2月的干湿季节交替时期进行
的。对在畲田期、低次生林期、次生林期、高级原始森林期的树木都进行了分析。
制卡设备每个物种的三个小型、中型和大型树木都被鉴定出来，以便于取样。对每种树的大概树龄和胸高直径（diameter at breast height,DBH）对进行了确定。树龄的确定是在一位拉肯顿农民的协助下完成的，他熟知树的尺寸所对应的树龄，以及每个取样用的树种的独特生活史。
对每一棵树都做了一个横断面，沿每个横断面在七个地点进行了采样。这些沿横断面的取样位点均匀分布，以使每个横断面各边缘的第二采样位置位于树冠之下。沿着每一个横切面，最外缘的取样地点在树冠之外，每个横切面的中间点在紧挨着树干的位置。抽样晶格被放置在每个树冠的下方，在晶格线的交叉点上共有16个取样地点。晶格边缘线的正中央与树冠边缘齐平。晶格中有四个随意挑选的备用点。胸高直径大于15cm的非取样树，和树冠超过一个晶格取样位点的非取样树，都识别出拉坎顿的名称，并以拉丁学名作为参考。所有以前没有被Nations and Nigh(1980)or Levy et al.(2002)收集鉴定的所有植物凭证标本，都被收集和存放在墨西哥San Cristobal de Las Casas的El Colegio de laFrontera Sur的植物标本馆里。
在每个取样位点内的1m2圆形区域里，凋落叶的深度测定三个点，再取平均值。土壤湿度和PH值的测度使用凯尔韦（Kelway）土壤酸性及湿度测量仪。然后碎屑层被移除，八个同样的2.5cm直径的芯取自0-20cm的土壤深度，并汇集起来。每个土壤样本都用来分析土壤有机物(soil organic matter,SOM)(
Walkley and Black,1934)，总氮（N）(semi-microkjeldhal)，可利用的磷含量（P）（Olsen et al.,1954）和土壤质地（Bouyoucos,1951）。土壤线虫是从每个采样位置分别提取20g汇集土壤进行分析的。提取线虫的土壤样本需要利用贝尔曼（Baermann）湿度漏斗技术进行超过48小时的冷却保存(McSorley andWelter,1991)。线虫被热定形。提取物被储存在2%的福尔马林溶液中，在90倍显微放大后，观察底部10ml以内的线虫，以确定其营养等级(Parmelee and Alston,1986;Edwards,1991;Dominguez et al.,2003; Arancon et al.,2003)。根据Parmelee and Alston（1986）的研究，这些线虫被认为是植物寄生物、食真菌动物、食细菌动物、杂食性动物等营养等级。Arancon et al.（2003）的报告中，杂食动物／肉食动物捕食者被统称为杂食动物。
2.3.分析
使用Systat10.2计算机软件运行统计学分析。使用独立样本的T检验（Student’s t-tests）对从树冠下方及外部取样点进行比较。因数之间的关系利用皮尔森线性回归（Pearson linear regression）进行分析。如果采样地点位于同目标植物相同的物种的树冠下，这个采样位点就被剔除。异常值（|学生化残差|>2.75）和过高优势的位点（leverage>0.3）将被移除。在横切面和晶格数据通过线性回归合并时，采用独立样本的T检验，比较晶格和横切面的自变
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