乐山地区外来入侵植物风险评估

王 鹏， 黄 娇， 熊 雪， 龙 凤， 吴 雨， 王 雯

乐山师范学院生命科学学院，四川 乐山 614000

外来入侵植物是指一些借助人类的活动或与之相关的活动进入本不存在的地区或生态系统的非土著植物，它们能够在入侵地存活定殖且随风、水流、动物或人类携带等实现进一步扩散，有的甚至可以爆炸式地增长进而严重危害或威胁当地环境和经济的发展(刘忠等，2009； 张璞进等，2019)。大部分外来植物入侵成功的机制，往往是由于缺少天敌，且自身的某些生物学特性(如适应性、抗逆性、繁殖方式、繁殖能力等)强，即使在自然资源有限的情况下，仍然能够维持自身必要的生理活动(Bilbrough & Caldwell,1997; Sultan & Bazzaz,1993)，与被入侵地的植物在竞争自然资源中取得明显优势，极大地减少本地物种的丰度或存活率(Macketal.,2000)，致使生态系统的结构和功能发生一定程度衰退(彭宗波等，2013； 魏子璐等，2021； 岳茂峰等，2011)，直接或间接地造成经济损失。人类社会交往和贸易的不断发展使得越来越多的植物呈现蔓延的趋势，各国及中国各省市正建立外来生物的评估防治体系以应对生物入侵危害(Myersetal.,2004; Pheloungetal.,1999)。根据文献记载(马金双，2013； 徐海根和强胜，2011； 闫小玲等，2014)，中国外来入侵植物共计515种，四川省分布有155种，作为四川省重要的交通枢纽和贸易区段以及“中国优秀旅游城市”，乐山地区与外界交流频繁，其旅游业吸引的大量外来游客可能有意无意地携带外来种，极大地增加了外来植物入侵的可能性(魏子璐等，2021)。某些外来入侵植物能适应多种生态环境，如潮湿的土壤、疏林、岩壁、路边，公园池畔等，严重影响乐山地区的园林景观、农业和自然生态系统。虽然有学者对乐山市的生物入侵现状进行过研究和防治探讨(刘忠等，2009)，但没有针对乐山市所有外来入侵植物分布和危害情况的全面分析，所以目前对乐山地区的外来植物入侵的研究分析还处于浅层和笼统水平。

本研究对乐山地区的主要市县区进行了调查，结合入侵植物的生物学特性，利用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)构建适宜乐山地区入侵现状的风险评估指标体系，综合评估外来植物入侵的危害程度(张璞进等，2019)，为乐山外来物种的引进建立预警机制并提供有效的风险评估方法，为防控系统的完善提供科学依据(刘可丹等，2020)，也为相似自然状况地区的外来入侵植物风险评估提供模版参考。

1 研究地概况与研究方法

1.1 研究地概况

乐山地区介于东经102°15′—104°15′，北纬28°28′—29°56′，位于四川省西南部。境内地貌类型丰富(丘陵、山地、平原)，且地形高低悬殊，呈现西南高而东北低的特点(最高峰为西南部的峨边县马鞍山主峰，海拔4288 m；最低点为东北部的岷江出境处，海拔320 m，二者相对高差达3968 m)。另外受到季风、高原、山地等特定地理因素的影响，其气候多样化，特别是西南部和东北部的气候迥异。从整体看乐山地区属于中亚热带季风气候，由东向西气温逐渐降低。年降水量充沛，大多地区都在1000 mm以上。日照时间短。植被和珍稀濒危植物类型多样，植被垂直带谱保护相对完好(黄娇等，2013； 罗利群，2005)。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料搜集、标本查阅与实地调查 基于《中国外来入侵植物名录》(闫小玲等，2014)和四批中国自然生态系统外来入侵物种名单(国家环保总局和中国科学院，2003； 中华人民共和国环境保护部，2010； 中华人民共和国环境保护部和中国科学院，2014，2016)中记载的中国外来入侵植物的信息，利用国家标本资源平台和中国数字植物标本馆进行线上标本查阅，查找中国外来入侵植物在乐山地区的分布情况，记录标本时间、地点等。

2021年4—8月，选取了多种自然区块对乐山地区主要市县区的外来入侵植物资源种类、分布面积、分布地点和生境等进行实地踏查，主要包括郊外荒地、城市绿地，江河水畔、交通道路等，重点调查外地游客较多的旅游区和外来车辆或贸易频繁的地区。采用样方法，共设置了3283个样方，记录每个样方中外来入侵植物的种类、盖度和密度、频度等参与评估的指标。草本样方大小为1 m×1 m，若集中大片覆盖形成单一优势种群则选择1 m×2 m大小的样方；灌木选用5 m×5 m大小的样方(魏子璐等，2021； 朱峻熠，2019； 张璞进等，2019)。

根据外来入侵植物的生物学和生态学特性、入侵现状和产生的危害，参考外来入侵物种划分等级(闫晓玲等，2014； 朱峻熠等，2020)，将乐山地区外来入侵植物进行等级划分，即恶性入侵(I级)、严重入侵(II级)、局部入侵(III级)、一般入侵(IV级)和有待观察类(V级)。

1.2.2 风险评估指标体系的建立 根据中国各省市已有的对外来入侵植物评价的方法和依据(马平，2009； 覃丽婷，2019； 魏子璐等，2021； 张璞进等，2019； 赵栋峰，2019； 朱峻熠等，2020)，利用层次分析法建立乐山地区外来入侵植物风险评估指标体系初稿。采用文献调查和专家咨询方法修订评估体系的各级指标并答写判断矩阵，根据矩阵重要性的标度值利用Excel 2016 (函数product、power、sum、mmult)计算权重(曹茂林，2012)，并经一致性检验，将设定的风险评估体系总分100分赋值到各级指标。最后，根据入侵植物的生物学特性和实地调查记录进行风险评估，综合各指标的得分求出外来入侵植物的风险值并评估其入侵等级(魏子璐等，2021； 朱峻熠，2019)。

2 结果与分析

2.1 乐山地区外来入侵植物物种组成

乐山地区外来入侵植物种类多样，共计38科86属109种，占整个四川省入侵植物(闫小玲等，2014)的70.32%，且全都是被子植物，没有发现裸子植物和蕨类植物。双子叶植物有98种，隶属31科77属，占入侵植物总种数的89.91%，具有绝对的优势；单子叶植物有11种，隶属7科9属，占入侵植物总种数的10.09%。种类最多的菊科达17属20种，其次是豆科10属14种、苋科3属9种、茄科6属8种，禾本科和十字花科分别有3属4种和4属4种。苋属的种类最多，有7种。

2.2 乐山地区外来入侵植物风险评估体系

由于入侵植物的形成一般经历引入、暂居、逃逸生长、入侵、产生危害5个阶段(马晔和沈珍瑶，2006)，且入侵成功后的防治阶段影响入侵的规模和速度，故确定入侵性、定殖性、扩散性、危害性和防控性5个一级指标。综合乐山地区被入侵地的地理和经济影响现状，将一级指标分解为17个二级指标和59个三级指标(表1)。

通过判断矩阵数值的计算，一级指标入侵性、定殖性、扩散性、危害性、防控性的权重分别是0.1260、0.1260、0.2868、0.3780、0.0832，一级指标入侵性下设的二级指标乐山地区适生范围、引入途径和检疫管理的权重分别为0.0680、0.0374和0.0206，以此类推。由于整个乐山地区外来入侵植物评估体系的总分为100分，按照指标所占权重进行分值的分配，确立三级指标的分值，并同时提供等权和手动赋权2种方法赋权(万方浩等，2010)，建立可操作性强、能综合全面地反映外来入侵植物的生物学特性与乐山地区实际情况的评估体系(表1)。

表1 乐山地区外来植物入侵风险评估体系Table 1 Risk assessment system of alien invasive plants in Leshan area

续表1

2.3 乐山地区外来入侵植物风险评估

根据中国外来入侵植物的等级划分标准和入侵背景按得分高低将乐山地区入侵植物风险划分为5个等级。由表2可知，乐山地区外来入侵植物的风险分值介于17.5～81.0分：>80.0分的有2种，隶属2科2属；70.0～80.0分的有4种，隶属2科4属；60.0～69.5分的有7种，隶属6科7属；50.0～59.5分的有14种，隶属11科14属；40.0～49.5分的有25种，隶属14科24属；30.0～39.5分的有27种，隶属17科25属；20.0～29.5的有29种，隶属16科26属；<20.0分的仅有1种(17.5分)。

表2 乐山地区外来入侵植物种类及其风险分值Table 2 Species and risk scores of alien invasive plants in Leshan area

续表2

I级风险外来入侵植物在乐山地区分布广泛、适应性和抗逆性强，常常清理起来也相当困难，给乐山地区的社会经济和生态等方面造成较严重影响。其中，紫茎泽兰Ageratinaadenophora(Sprengel) R. M. King & H. Robinson、土荆芥Ysphaniaambrosioides(L.) Mosyakin et Clemants、小蓬草ErigeroncanadensisL.、喜旱莲子草Alternantheraphiloxeroides(Mart.) Griseb.、落葵薯Anrederacordifolia(Tenore) Steenis、鬼针草BidenspilosaL.、反枝苋AmaranthusretroflexusL.已被列入中国外来恶性入侵植物(I级)，牛膝菊GalinsogaparvifloraCav.和垂序商陆PhytolaccaamericanaL.已被列入中国外来严重入侵植物(II级)，虽然粉绿狐尾藻Myriophyllumaquaticum(Vell.) Verdc.作为观赏水草类的栽培种，在中国外来入侵植物名录中被列为有待观察类(V级)，但实地调查时发现已经逸生到乐山地区，在某些河道、水池等有大片的粉绿狐尾藻占据生态位，造成河流的堵塞或水流循环，对当地的生物多样性造成较严重的危害，且入侵潜力有增加的趋势，干扰自然流水区域物种的多样性(洪亚萍，2019)。这些植物的风险评估分值均为62.5分及以上，因此，将风险值≥62.5的植物划分为乐山地区I级风险外来入侵植物(即恶性入侵植物)；分值54.5～62.0的植物为II级风险外来入侵植物(即严重入侵植物)，它们在乐山分布较广，对生态环境和经济影响较大；45.5～54.0分的植物划为III级风险外来入侵植物(即局部入侵植物)，它们在乐山地区局部分布，对生态环境和经济造成一定影响，或分布较广，具潜在危害(刘可丹等，2020)；38.0～45.0分的植物为IV级风险外来入侵植物(即一般入侵植物)，在乐山地区局部分布，确定其对生态环境和经济危害不大或不明显，且难以形成新的入侵发展趋势；<38.0分的为V级风险外来入侵植物(即有待观察类植物)，在乐山地区偶有分布，其危害有待观察，目前几乎不影响生态环境也不造成经济损失，其未来发展趋势无法确定(闫小玲等，2014)。

乐山地区外来入侵植物风险等级统计结果显示，乐山地区植物的I级风险入侵植物有10种，占入侵植物总种数的9.17%，包括菊科、苋科、藜科、商陆科、小二仙草科和落葵科植物，以菊科植物为主；II级有11种，占总入侵植物10.09%，以菊科和豆科植物为主；III级有13种，占总入侵植物11.93%，以菊科和豆科为主；IV级有27种，占总入侵植物24.77%；V级有48种，占总入侵植物44.04%。

高危害和中等危害风险的外来入侵植物(I、II、III级)的种类之和有34种，占总入侵种数的31.19%，说明乐山地区外来入侵植物的入侵风险等级高。登记在4批中国自然生态系统外来入侵物种名单中的入侵植物在乐山地区有17种，且其中有13种属于中高风险等级：属于I级风险的入侵植物有7种，分别是紫茎泽兰、垂序商陆、反枝苋、喜旱莲子草、落葵薯、土荆芥、小蓬草；II级有5种； III级有1种。

3 结论与讨论

乐山地区外来入侵植物种类繁多，共109种，隶属38科86属。双子叶植物占89.91%，具有绝对优势，菊科种类最多，其次是豆科、苋科、茄科；单子叶植物中禾本科种类最多。菊科植物种实体积小、数量大、有冠毛等利于传播的特殊构造；豆科植物具有固氮能力，通过固氮获取额外的营养加速生长发育、成熟和繁殖；禾本科植物具有高度进化的花序，加大了风力远距离传播种子的机会(魏子璐等，2021)，扩散适应性强，且草本植物生长周期短而成为主要优势科。外来入侵植物的生活型多样，草本植物因适应性强、种子数量多且轻小、传播也较容易、繁殖速度和生长速度迅速(黄建辉等，2003； 刘可丹等，2020； 石青等，2017)的特点而占优，还有少数木本植物如金合欢Acaciafarnesiana(L.) Willd.、银荆AcaciadealbataLink等，以及草质藤本植物落葵薯。

随着社会经济的不断发展，乐山地区与外界的交流日益频繁，其中贸易和旅游业为外来植物的入侵创造了便利的条件和通道(史梦竹等，2020)。调查发现，乐山地区外来植物入侵状况比较严重，中高危害风险外来入侵植物达34种，其中高危害风险外来入侵植物(I、II级)共21种。外来入侵植物的种数明显高于其他地区，如洞庭湖区86种(杜云安等，2020)、杭州72种(王嫩仙，2008)、福州市公园66种(史梦竹等，2020)、宁波市77种(魏子璐等，2021)、内蒙古55种(张璞进，2019)，其中恶性植物(I级)中登记在4批中国自然生态系统外来入侵物种名单中的入侵植物需要特别注意，它们的环境适应性、繁殖能力强或传播广泛，存在较大的潜在危害。严重入侵植物(II级)中要注意红花酢浆草OxaliscorymbosaDC.、鹅肠菜Myosotonaquaticum(L.) Moench、凤眼蓝Eichhorniacrassipes(Mart.) Solms、大薸PistiastratiotesL.和加拿大一枝黄花SolidagocanadensisL.，其中红花酢浆草和鹅肠菜虽然在中国外来入侵植物中属于一般入侵种，但在乐山地区的荒地、路边、公园和菜园都随处可见，且可以形成单一的优势种群，说明在乐山地区的逸生情况严重，它们大多是作为饲料或者观赏植物有意引入，正是由于盲目引种且引种后观测工作力度较小，最终导致它们在乐山地区逐渐逸生和生长泛滥而成为高风险入侵物种。

此外，尽管近年来凤眼蓝、大薸和加拿大一枝黄花等在乐山地区尚未形成优势种群或其治理效果较好，但在我国其他省份，这几种植物已经出现严重入侵现象(董梅等，2006)，一旦扩散蔓延，将对乐山地区的生态和经济造成极大危害。与省内已有相关研究相比，乐山地区的刺苋AmaranthusspinosusL. 、藿香蓟AgeratumconyzoidesL.、圆叶牵牛Pharbitispurpurea(L.) Voisgt和马樱丹LantanacamaraL.属于低风险入侵植物，而在成都市(邓亨宁等，2020b)和中国外来入侵植物名录(闫小玲等，2014)中属于恶性入侵植物，相关部门应该予以重视。

基于对乐山地区外来入侵植物的实地调查分析，提出4点防控建议：一是谨慎引种。外来植物的入侵途径主要包括自然传入、有意引入、无意引入，由于一般自然传入借助风力、顺着水流或鸟兽取食传入(马晔和沈珍瑶，2006)，因此防控难度高。但有意引入常常发生在园林栽培绿化，如再力花ThaliadealbataFraser、黄菖蒲IrispseudacorusL.、金鸡菊CoreopsisdrummondiiTorr. et Gray、虞美人PapaverrhoeasL.等，建议园林管理的相关人员重视引种防控，既要试验物种对乐山地区环境的适应性，也要考虑其入侵风险(刘可丹等，2020)，有意识地避开高风险植物种类，多方面评估其利弊。妥善处理植株的遗体残骸，防止残留的繁殖体或营养体逸生，尽可能减少人为引种而造成经济损失和生态破坏。二是加强防控监测力度。交通方式的多样化和贸易的频繁化增大了外来入侵植物无意引入的可能性，这使得无意引入在防范外来植物入侵中越来越受到重视(王宜凡和贺俊英，2021)。无意引入的入侵植物通常是被飞机、轮船等交通工具无意带到新的栖息地(即“偷渡或搭便车”)(朱峻熠，2019)，因此在高度重视园艺贸易引种风险的同时还需要对港口进口货物进行严格管控(Axmacher & Sang，2013)，重点加强对货运点、铁路沿线、码头等地入侵植物的监管和视察力度，如菊科、豆科、苋科和禾本科植物(吴雪惠等，2021)，并及时拔除具有潜在危害的外来入侵植物，以防扩散蔓延(汪远等，2015)。三是加强科学研究，制定有效防除措施。各部门应对入侵广泛且危害严重的植物加强人工清除的能力，减少经济损失(梁景等，2021)，用化学和生物防除进行综合防控，增加对中高风险入侵植物的防除资金投入，并预防中低风险危害的植物疯长。四是加强科普教育和法制建设。无意引入也可能是因为公众对入侵植物的了解较少，建议加大宣传力度，如在公众活跃的地段为入侵植物挂牌，或者通过互联网和报刊、各类学校举办相关话题的比赛等，提高公众对入侵植物及其危害的认识度，加强防患意识，减少和避免人为传播(邓亨宁等，2020a)。同时完善地方法律法规，共同防患外来植物入侵。