山东曲阜孔林外来入侵植物区系调查和生态环境预警

赵 灏(昌乐第二中学，山东昌乐262400)

孔林是孔子及其后裔的家族墓地，与孔府、孔庙并称“三孔”，是全国重点文物保护单位，1994年被收入《世界遗产名录》，2007年被国家旅游局正式批准为国家5A级旅游景区［1］。孔林位于曲阜城北，是我国规模最大、持续年代最长的人工园林，其占地面积约200 hm2，周围以长为7.25 km、高为3～4 m、厚约5 m的垣墙与外界阻隔［2］，具有相对封闭、保存完整的自然植被和人文景观。作为人工培育和自然演替的植被综合体，孔林具有独特的植物类型和丰富的物种多样性，据文献［2-7］和曲阜师范大学生命科学学院标本馆收录的标本记载，孔林内共有维管植物314种，隶属76科219属。但是，孔林不同于一般园林，作为家族墓地，频繁的丧葬活动和为防火进行的每年一次的秋季大规模林下植物割伐行动使地表草本层和灌木层的植物更替周期较短，不能形成稳定的植物群落;加之多年生木本植物缺乏长期的辅育和有效管理［2］，整体的生态系统比较脆弱。特别是近年来随着三孔旅游的升温，相对封闭的地理格局正逐渐被打破，体现在植物区系上的重要改变是一些外来入侵植物逐年增加，而一些本土植物的分布区正在逐渐缩小。

外来植物入侵目前已经成为威胁全球生态安全和生物安全的严重问题［8-10］。这些外来植物优越的扩展力和强势的竞争性非常容易建立优势种群，并通过抢占本土植物生态位和竞争有限的养料等削减本地植物的种群数量和降低其物种多样性水平，改变生态系统，严重时可以形成单植物群落，严重破坏植被景观，威胁地区生态平衡［9-10］。据农业部外来入侵生物预防与控制研究中心“我国外来入侵物种数据库(http://www.chinaias.cn/wjPart/SpeciesSearch.aspx?speciesType=3)统计，我国目前共有外来入侵植物352种，具有植物种类多、发生时间早和暴发成灾时间长等特点。由于孔林具有相对区域封闭和频繁人为干扰的特殊性，给外来植物入侵提供了侵入和快速扩展的机会。为此，笔者定期对孔林外来植物区系进行了调查，旨在为保护孔林自然景观的永续发展和维护其生态的动态平衡提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究地概况 孔林位于36°36'E、117°42'N，曲阜城北。气候类型属于暖温带季风性大陆气候，四季分明，降水主要集中在夏季，年均降水672.1 mm。

1.2 研究方法 采用野外照相、记录和标本采集相结合的方法对孔林外来入侵植物区系开展全面调查，调查时间主要集中在2013、2014年的4～10月以及2015年的5月。后期标本的鉴定在曲阜师范大学标本馆内完成。为比较外来入侵植物的变化动态，同时查阅了近10年储存在曲阜师范大学生命科学学院标本室的765号孔林植物腊叶标本。根据文献［9-11］以及2个中国外来入侵植物数据库(http://www.agripests.cn/base23.asp?page=1＆ip=和 http://www.chinaias.cn/wjPart/SpeciesSearch.aspx?speciesType=3)对孔林入侵植物的种类、隶属科属、原产地、危害性、属种的分布区类型以及在孔林内的整体分布情况进行全面汇总和归类。

2 结果与分析

2.1 外来入侵植物的种类组成及分布特点 通过该次调查，孔林内共发现入侵植物16种，占全部记录植物种类［2-7］的5%左右，其中只有节节草是蕨类植物，其余15种植物均为被子植物。全部的16种植物隶属11科15属，除苋科、菊科、大戟科和禾本科包括2或3种植物外，其余均以单科单属的形式出现(表1)，充分体现了入侵植物的偶发性和随机性。

就各种植物在孔林内的分布而言，16种入侵植物的情况并不一致。其中垂序商陆的分布范围最广，几乎在孔林全区分布，且多以高大草本的形式出现，但该植物很少形成大面积的群落，多零散或几棵集中分布在孔林各处。和垂序商陆不同，小蓬草和一年蓬都是菊科植物，该2种植物的分布比较集中，多以小片种群的形式出现。而蓖麻和紫茉莉则仅零星出现。

此外，对比曲阜师范大学生命科学学院标本室的近10年收集的标本，发现16种外来入侵植物并非仅在调查期间临时出现，而是已经成为孔林植物的稳定组成，在历年收集的植物标本均有出现。

表1 孔林外来入侵植物名录

2.2 外来入侵物种的原产地、分布区类型和侵入原因 对16种植物进行分析，其中原产地为美洲的最多，占全部入侵植物的56%，亚洲次之，为31%，非洲最少，为6%;并且大多数植物原产地为单个大洲，只有13%的物种原产地同时包括欧洲和亚洲(图1和表1)。

根据吴征镒等［11］对中国被子植物科属分布区的划分，15种被子植物被归为7种分布区类型(表1)，其中世界广布最多，占入侵植物的40%，其次为泛热带和北温带分布，分别占33%和20%，此外，热带亚洲至热带非洲、东亚及热带南美间断、旧世界北温带地中海区、西亚至中亚等分布区类型在孔林入侵植物中均有涉及。

另外，纵观孔林入侵植物的整体特点发现，16种入侵植物多为国内已经归化的野生植物，且以一般性杂草类居多，只有垂序商陆、裂叶牵牛、蓖麻和紫茉莉为栽培植物逸生形成。结合目前孔林内该16种入侵植物的分布特点估计，蓖麻和紫茉莉有可能是早期作为观赏植物人为有意栽培后产生的零星后代，而其他14种植物应该均为无意引入或自然入侵产生的。

3 结论与讨论

外来入侵植物能够改变本地植物区系的组成和多样性已经被人们所熟识［12-15］。目前在孔林内共发现16种入侵植物，隶属于11科15属，其中50%以上的种类原产地为美洲，现多以归化或逸生的一般杂草形式出现。据早期学者对山东省外来入侵植物的研究［16］，外来入侵植物在山东植物区系中占有重要的比例，达到39.03%，且以蔷薇科和豆科为最多，来自该2个科的外来植物占全省外来植物总种数的15.11%，同时外来植物属的地理分布以温带成分占优势。但是对比孔林目前入侵植物的特点可以明显看出，该研究中16种入侵植物并没有明显的科属优势，基本上以比较随机的单属、单种的形式存在，其分布区类型也以世界广布和泛热带居多，和山东整体外来入侵植物的区系特点并不一致，上述特点和孔林作为旅游景点的复杂游人结构有重要的关系。另外，就分布特点而言，孔林16种入侵植物多以零散或小种群分布的状态存在，对孔林内大多数植物的生长目前还未构成严重影响，但潜在的威胁明显。如垂序商陆，其高大的植株对底层草本具有明显的遮蔽作用，尽管目前该物种极少以大数量聚居的形式存在，并且孔林每年秋季的定期割伐也在一定程度上限制了其快速扩散，但是由于垂序商陆是多年生植物，地面的割伐不能完全控制其数量，且垂序商陆种子量相对较多，多散布在母体周围，其浆果可以通过鸟类进行远距离传播等，因此，入侵优势明显，一旦放松管理，其强势的竞争力将对本地植被产生严重影响。垂序商陆原产北美洲，目前在亚洲和欧洲均已成功分布。最近的研究显示，在我国该种已开始对沿海的森林生态构成威胁［14］。

此外，值得关注的孔林外来入侵植物还有小蓬草和一年蓬，该2个物种均隶属菊科植物，都能产生大量具有冠毛的瘦果，既利于子代在母体周围聚集也便于种子的长距离传播，其分布区不断扩展的态势非常明显;而孔林秋季的割草时间又与两物种的种子成熟季节吻合，大范围的收割和运输对于菊科植物种子的扩散十分有利;加之小蓬草的根部能分泌化感物质对其他植物具有明显的排它性等［10］，均使该2种植物成为孔林目前最具威胁的入侵植物。Shah等［15］研究表明，在入侵地小蓬草的数量和本地植物的丰富度呈明显负相关，但在原产地则呈正或不相关，说明小蓬草对非本土范围的植物多样性具有明显的抑制作用。目前孔林内小蓬草的分布已经出现了小种群聚居的现象，如果不采取有力措施进行防范，势必削弱孔林植物区系的多样性水平和破坏孔林长期维护的自然景观。同时，一些在小范围内发生的植物，如裂叶牵牛也需要引起注意，作为藤本植物，裂叶牵牛对中低层灌木和草本的缠绕和遮挡以及在水分和光照的竞争等方面也对孔林植物造成不同程度的危害。

孔林作为三孔的重要组成部分，其历史文化意义远胜园林本身，因此，如何维持孔林的人文景观和自然景观的和谐稳定，是对孔林历史文化遗产保护的重中之重。当前，对林内古木的保护已经纳入日程，其中66棵最具代表性的古树名木不但进行了信息登录而且采取了卫星定位［17］。但是对于孔林古木所依赖的整体生态环境的变化，特别是伴随旅游发展所导致的外来植物入侵的现状，以及由此可能出现的生态影响则缺少必要的关注和实时的监控。该研究结果已经对入侵植物的潜在危害发出预警，应引起有关管理部门的高度重视，并提前制定一些切实有效的防范措施，对入侵植物现状进行实时监控，以保证孔林生态环境的动态平衡和综合景观的可持续发展。

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