庐山外来植物调查研究

2021-04-09 07:01吴雪惠戴宇峰吕丹丹姜轶涵杨光耀
生物灾害科学 2021年1期
关键词:庐山植物

吴雪惠,戴宇峰,汪 宏,吕丹丹,姜轶涵,杨光耀,唐 明*

庐山外来植物调查研究

吴雪惠1,戴宇峰2,汪 宏2,吕丹丹1,姜轶涵1,杨光耀1,唐 明1*

(1. 江西农业大学 林学院,江西 南昌 330045;2. 官山国家级自然保护区管理局,江西 宜春 336000)

【目的】为进一步了解庐山地区现有外来植物现状,掌握庐山外来植物数据,为庐山外来植物管理提供参考依据。【方法】运用线路踏查法进行野外调查并结合相关文献、标本资料,对庐山外来植物种类、生活型、原产地、引入途径以及外来入侵植物种类进行研究。【结果】庐山外来植物共有89科309属448种:(1)菊科植物种类最多,有69种,约占总数的15.4%;(2)草本类外来植物有289种,占比最大,约64.5%;其次是乔木,83种,约占总数的18.5%;(3)原产于美洲的植物最多,有178种,约占总数的39.2%;其次是亚洲,有106种,约占23.3%;欧洲、非洲和大洋洲所占植物较少;(4)大部分外来植物为有意引种,引种目的主要为观赏;(5)庐山外来入侵植物有115种,占外来植物总数的25.67%。【结论】庐山的生态环境特殊,外来植物种类丰富,建议加强外来植物监管监测、科学引种,同时加大外来入侵植物危害宣传,完善外来入侵植物防治措施。

庐山;外来植物;入侵植物;庐山植物园;原产地

外来植物(Alien plant)是指由于人类活动或与人类有关的活动使其重新分布而出现在本来不存在的地区或生态系统中的植物[1]。随着经济发展、人类活动以及时间的推移在不断增加,外来物种入侵现象严峻,其不但抢占本地物种生存空间,降低本地生物多样性,甚至对生态环境造成了严重的破坏,已成为棘手的环境问题[2]。

庐山自然环境优美、植物资源丰富。庐山植物园设立于1934年,是我国建立最早的植物园。许多科研人员在此进行了大量的外地植物引种驯化试验且引入植物来源广泛,有的来自国内其他省份地区,而相当多的一部分来自国外,如日本云杉((Siebold ex K. Koch) Koehne)、日本桦(Thunb.)、美国尖叶扁柏((L.) Britton & al.)、墨西哥落羽杉(Tenore)等。随着庐山旅游业的快速发展,基础设施的完善,吸引了大批的游客和驻地商户进入,加快了人流物流速率,外来植物也随之在人类活动中被有意无意带入。与此同时,庐山居民村户的日常活动如在进行果蔬、粮食的种植过程中从无意或者有意引入了不少外来植物,使得庐山外来植物数量快速增加。

近些年来,不少科研人员对庐山植物进行了多角度、多类型的研究,如庐山内植物资源调查利用、珍稀植物保护以及公路对庐山外来植物数量影响[3-8]等,但对庐山外来植物整体的资源调查还不够全面,仅有的3篇庐山外来植物调查分析文献[9-11]也已过去十多年,数据更新不够及时。庐山作为江西省最重要的外来植物引种驯化基地之一,现阶段对庐山外来植物现状进行摸底调查,摸清外来植物和外来入侵植物现状已刻不容缓。本文主要对分布于庐山的从国外引进的植物现状进行了详细调查研究。

1 地理概况

庐山位于江西省九江市,115°52′~116°8′N,29°26′~29°41′E,长约25 km,宽约10 km,是多成因复合型地貌,群山突起,各主峰海拔均在1 000 m以上,森林密布。庐山属于亚热带山地季风气候区,四季温度较为平均,变化不大,年均温11.4 ℃,春季约11.5 ℃,夏季为22.6 ℃,秋季则为17.4 ℃,冬季常在1 ℃左右,只有极少数的极端天气,极端高温32 ℃,极端低温–16.8 ℃;常年雨量充沛,全年平均降雨量近2 000 mm,在温度适宜、雨水充足的气候条件下极其适宜植物生长。庐山海拔高、垂直落差大,土壤由红壤、黄壤、山地黄壤、山地黄棕壤、山地棕壤组成[10],土壤种类丰富,为植物种类多样性发展提供可能。

2 研究方法

2.1 文献查阅与标本分析

查阅收集庐山现有外来植物文献、庐山植物资源和中国外来植物相关文献和书籍,如《庐山外来植物物种》[10]、《江西省庐山自然保护区生物多样性考察与研究》[12]、《中国外来植物入侵名录》[13]等进行数据整理统计,对中国数字标本植物馆(http://www.cvh.ac.cn/)中庐山外来植物标本信息进行核查,同时结合中国植物图像库(http://ppbc.iplant.cn/)中植物图像分布地点,确定分布于庐山的外来植物种类。以马金双等[13]出版的《中国外来入侵植物名录》中记载的物种为参照,对入侵植物进行判断。植物中文名和学名参考(http://foc.eflora.cn/)以及世界植物名录(http:// www.theplantlist.org/)。

2.2 野外调查

采用线路踏查法对庐山外来植物进行调查,以庐山公路沿线和旅游线路为主线,植物园、居民区、车站等人口活动频繁以及植物引种栽培区域为重点调查点进行调查,记录外来植物的种类及生境。对无法确定种名的植物拍照、采集标本并进行鉴定。与此同时向庐山自然保护区的专业人员进行咨询,了解近年来植物园内外来植物的科研引种以及分布情况。

2.3 统计分析

运用Excel和PS软件绘制图表,在外来植物种类、原产地、引入途径、生活型和入侵植物种类方面对庐山外来植物进行相关分析。

3 结果与讨论

3.1 外来植物种类

庐山外来植物现有448种,分属于309属89科。其中排名前5的植物大科有菊科、豆科、松科、禾本科和茄科。所属植物最多的是菊科,含69种,约占外来植物总数的15.4%;其次是豆科,共32种,约占7.1%;再次是松科(25种,约占5.6%),禾本科(19种,约占4.2%),茄科(16种,约占3.5%)(表1)。该5大科共有161种,约占庐山外来植物总数量的35.9%。百合科、柏科、唇形科、苋科、大戟科和石蒜科各科所有植物种类在15种和11种之间,也属于相对较大的科。含10种及以下的科、属所包含植物共有206种,其中中包含2种植物的科有20个,而只包含1种植物的科有29个。

3.2 生活型与原产地

根据植物生活型划分标准,将庐山外来植物分为4大类:乔木、灌木、藤本和草本。草本植物最多,达289种,约占总数的64.5%;其次是乔木83种,约占总数的18.5%;灌木48种,约占总数的10.7%;藤本植物28种,约占总数的6.3%。占比最多的草本植物中,多年生草本最多,达143种,其次是一年生草本92种,而二年生、一年/二年生和一年/多年生草本种数较少,均低于30种(图1)。

图1 庐山外来植物生活型分析

将庐山外来植物原产地按大洲区系分类,由于地中海位置特殊难以界定划分,设为独立区域。部分外来植物有多个原产地,为保证数据的全面性,对每个原产地都进行了重复统计,共计454频次(在各大洲及地中海出现次数的总和)。依据调查数据分析,美洲出现频次最高(178频次,约占39.2%),其次是亚洲(106频次,约占23.3%),欧洲(73频次,约占16.1%),非洲(55频次,约占12.1%),地中海(24频次,约占5.3%),大洋洲(10频次,约占2.2%)。杂交起源有5种,未确定起源有3种(表2)。

表2 庐山外来植物种的原产地种数及所占比例

3.3 引入途径和用途

外来植物引入途径主要有人为有意引入、无意引入和自然传入3种。有意引入是指人们为了观赏、造林、食用和药用等目的进行植物引种;无意引入是指由于人类活动如贸易、旅游等无意识的将部分植物本体、种子或可繁殖体通过交通工具等载体带到其他区域的行为;自然传入是指植物依靠自身的繁殖能力、风力、水流、动物运输等途径将繁殖体运输到其他地区进行的自然扩散行为。根据资料查阅分析,庐山外来植物中有意引入达389种,约占86.8%;无意引入54种,约占12%;自然传入5种(约占1.1%),还有28种外来植物由于资料不足无法确定其引入途径。在有意引入种中,观赏类植物占主要部分,多达370种,约占有意引入总数的95.1%。

3.4 外来入侵种

在庐山448种外来植物中,有115种为外来入侵物种,约占外来植物总数的25.6%,依据马金双2018版《中国外来入侵植物名录》[13]中对外来入侵物种等级划分的标准,将庐山外来入侵植物划分为4个等级:1级,恶性入侵种;2级,严重入侵种;3级,局部入侵种;4级,一般入侵种;其中1级和2级各有入侵植物种类26种,3级有23种,4级则有40种。

4 结论和讨论

4.1 庐山外来植物现状

庐山外来植物种类丰富,物种较多的科有菊科、豆科、松科、禾本科和茄科。这几个科主要为草本植物,有较强的适应环境能力和繁殖能力,是我国主要的外来植物类群,在全国分布广泛。庐山植物园自开园以来就致力于植物的引种驯化研究,并构建了松柏区、树木园、草花园等专类园区,引种栽培国内外植物[14],因此庐山外来植物种类多样。庐山气候适应松柏类植物生长,庐山植物园松柏区引种力度尤其大,因此庐山的外来植物中,松柏杉科植物占比较大,这也形成了庐山外来植物种类科属构成的一大特点。在调查过程中发现部分外来植物如欧洲云杉((L.) H. Karsten)、日本云杉、刚松(Miller)、北美短叶松(Lambert)、欧洲红豆杉(L.)等在江西省仅为庐山地区所特有。

庐山外来植物中草本最多,乔木次之,再是灌木和藤本,这与植物生物学特性、人类生产生活需求以及引种驯化研究有关。草本植物生长周期短,在短时间内开花结果,且种子多,体积小,易于传播且适应环境能力强,发芽率较其他植物较高,在抢占生存空间时具有较强优势[15-16]。如菊科的小蓬草(L.)、鬼针草(L.)和加拿大一枝黄花(L.),它们的果实或者种子通过风媒或黏附在动物的皮毛以及人的身上进行传播,分布广泛,是有名的入侵性物种。

庐山外来植物来源地较广且种类多样。外来植物能否在引种栽植地生存繁衍受到环境的影响,一般栽植地生态环境与原产地越相似的地区植物成活率高,反之只有对环境适应性强的植物才能正常生长繁育[16-17]。庐山垂直落差大,小气候类型多样,植被垂直分布明显,生境多样性丰富[10],满足多气候地区外来植物生长需求。美洲和亚洲地区气候类型与庐山更为相似,所以原产于美洲和亚洲的外来植物更多,欧洲、非洲、地中海和大洋洲与之气候、环境差异较大,外来植物相对较少。

庐山外来植物以有意引入为主、无意引入为辅,主要用于观赏、造林、食用、药用。庐山植物园作为中国第一座致力于科研的植物园,自1934年建园以来为植物资源保护、科学研究、丰富园林景观等目的,引种了大量的外来植物[14],种植于各类专类园区、如松柏区、草花区、国际友谊杜鹃园等。旅游业的发展促进人口流动,加强了庐山与外界的联系,也为外来植物被无意引入提供了更为便捷的通道。

4.2 庐山外来植物防控和管理对策

外来植物的引种驯化有助于丰富植物资源的多样性,但不科学的盲目引种,会造成外来植物入侵,从而破坏当地生物的多样性。庐山是我国著名的风景名胜区,庐山植物园是江西省外来植物引种的主要单位。然而,庐山部分外来植物已具有较强的入侵性,如菊科中的一年蓬((L.) Pers.)、鬼针草、大狼杷草(L.)等,为种子多、适应性及繁殖能力强的一级恶性入侵植物,不但广泛分布于路缘、荒地、居民区、疏林等人类活动较频繁区域,甚至向植被覆盖率较高的林地蔓延,对区域内生境的多样性造成破坏。因此,有关单位在进行引种过程中,应提高外来入侵物种危害意识,加强外来物种监管以及引种的管理。引种前应该参考已有外来植物和入侵植物资料,进行科学入侵风险评估。同时还应加强外来植物相关知识的宣传,通过三微一端,利用网络媒体多途径,多方位的宣传,扩大当地群众对外来植物入侵危害的了解,并提高民众的重视程度,以减少生活和生产中盲目引种栽培行为。科研工作者要加大对外来植物入侵机理的研究,可针对庐山特殊的生态环境,研究发现该地区外来入侵植物特性与共性,为制定科学的引种策略,以及外来入侵植物防治措施提供依据。

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Study on the Alien Plants in Lushan, Jiangxi Province, China

WU Xuehui1, DAI Yufeng2, WANG Hong2, LYU Dandan1, JIANG Yihan1, YANG Guangyao1, TANG Ming1*

(1. College of Forestry, Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045, China; 2. Administration of Jiangxi Guanshan National Nature Reserve, Yichun, Jiangxi 336000, China)

[] To further understand the present situation and the data of alien species in Lushan mountain, providing a reference for the management of alien species. [] We analyzed and discussed the floristic composition, life form, original place, introduction way of alien species, and invasive alien species in Lushan based on field investigation by route checking method, and related literature study and specimens examination.[]448 alien plants belonging to 89 families and 309 genera are recorded in Lushan, (1) 69 species are within Asteraceae, accounting for 15.4% of the total. (2) Most of the alien plants are herbs and account for the largest proportion (289 species, 64.5%), next is arbor (83 species, 18.5%). (3) 178 alien species mainly came from American, accounting for 39.2%, followed by those with Asian origins (106 species, 23.3%), and the proportions of the alien plants originated from European, Africa, Mediterranean and Oceania are all much less. (4) The alien species are mostly introduced for ornamental. (5) 115 alien plants have been recorded strongly invasive, accounting for 25.67% of the total. [] Lushan has a special ecological environment and abundant species of alien plants. Effective measures should be put forward to control them, such as strengthening the supervision and detection, and scientific introduction, increasing the publicity of the harm of alien invasive plants, as well as improving the prevention and control measures of alien invasive plants.

Lushan; Alien plants; Invade plants; Lushan Botanical Garden; Origin Country

S718.49

A

2095-3704(2021)01-005-05

2021-03-05

国家林业和草原局科技发展中心项目(KJZXSA2018009,KJZXSA2019007)

吴雪惠(1995—),硕士生,主要从事林业科学研究,awxh2018@163.com;*通信作者:唐明,副教授,博士,tangming@jxau.edu.cn。

吴雪惠, 戴宇峰, 汪宏, 等. 庐山外来植物调查研究[J]. 生物灾害科学, 2021, 44(1):5-9.

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