烟台市互花米草入侵现状与治理建议

刘晓丹,赵佳琳,石晓蕾,张丽文,陈 坤,高慧敏

(烟台市海洋经济研究院,山东烟台 264000)

互花米草(Spartinaalterniflora)起源于美洲大西洋沿岸及墨西哥湾,现已在全球范围内迅速生存、繁殖和扩张,成为沿海生态系统中最成功的入侵植物之一[1]。1979年,中国将互花米草引入到南方地区,并先后蔓延至辽宁、天津、山东、江苏、浙江和广东等沿海地区[2],由于其抗胁迫能力较强,生长迅速,在保滩护岸、促淤造陆、控制污染等方面取得了一定的生态效益和经济效益[3]。但由于互花米草在遗传、繁殖、生态等多方面有高度适应其爆发的特征,其竞争能力显著大于盐沼土著植物[4],对土著生态环境的影响日益剧增,主要体现在互花米草大规模替代土著植物后,无脊椎动物群落结构随之改变,底栖动物的优势种也会发生变化[5-7]。同时,改变了一些鱼类和底栖动物的避难所环境和食物来源,进一步改变入侵地以底栖动物为饵料的鱼类数量和物种组成[1,8],对渔民经济生产造成巨大损失。互花米草占据滩涂还会对鸟类栖息繁衍造成不利影响[9]。

互花米草入侵导致受其侵占的滩涂湿地资源利用率低,近岸生产生活空间面积减少,给海洋开发与管理造成了巨大的经济损失。在胶州湾,互花米草的生长和泥沙的快速沉降,严重影响了该地潮沟和水道的畅通,降低了泄洪能力,引发了内涝[10]。目前互花米草已成为中国沿海滩涂危害性最强的入侵植物[11],因此,互花米草的防治工作已成为海洋生态环境保护的一项重要工作,各级党委政府也纷纷出台防治方案对互花米草的蔓延趋势进行遏制并实现入侵清零。本文简述了烟台市互花米草的分布情况和治理现状,并就烟台市互花米草防治提出对策建议,以期为控制烟台沿海互花米草扩散、减少外来物种入侵造成的损失、保护海洋生态系统提供有益参考。

1 烟台地区互花米草分布概况

根据2020年秋季高分3号卫星遥感监测数据,烟台市共有互花米草面积约871 hm2,主要分布在莱州市、莱阳市、海阳市等地的滨海湿地,其中,莱州市互花米草盐沼约510.69 hm2,占烟台全市互花米草盐沼总面积59%;莱阳市约131.86 hm2,占烟台全市互花米草盐沼总面积15%;海阳市约228.45 hm2,占烟台全市互花米草盐沼总面积26%,其具体分布如图1所示。从图1中可以看出,烟台地区互花米草多分布于河口地区,莱州市主要分布在胶莱河河口地区,莱阳市主要分布在五龙河河口地区,海阳市主要分布在白沙河河口地区。

烟台地区互花米草的分布与当地滨海湿地地质条件密切相关,主要生长于淤泥质发育的地区。莱州湾海岸线较长,具有广阔的淤泥质潮滩,由于黄河口快速向海推进,使泥沙堆积,海岸变宽,因此,此处是互花米草大面积生长的适宜区,主要分布区为莱州市土山镇,占烟台全市互花米草面积的59%。莱阳市、海阳市沿海所处的丁字湾潮间带为粉砂质泥滩涂,同样适宜互花米草生长,主要分布区为莱阳市羊郡镇、行村镇,海阳市辛安镇,两地分布面积占烟台全市互花米草面积的41%。除莱州市、莱阳市、海阳市外,其他区市沿海所处的芝罘湾多为基岩海岸,不适合互花米草生长[12]。

2 烟台地区互花米草治理现状与问题

烟台市从2013年开始进行互花米草治理工作,主要治理方式以环境友好型的物理防治为主,2020—2021年开展了化学治理试点工作。

2013年,莱州市为遏制互花米草的蔓延,开展了围填海治理互花米草试验,在互花米草丛生的滩涂地带筑堰围填,挖掘改造成养殖池塘,互花米草蔓延势头得到有效遏制。但该治理方式涉及新增围填海,与现行国家围填海管控要求不符,不具有推广借鉴意义。

图1 2020年秋季莱州市(a)、莱阳市(b)、海阳市(c)互花米草分布图Fig.1 Distribution of Spartina alterniflora in Laizhou (a), Laiyang (b) and Haiyang (c) in fall 2020

2020年,莱州市、莱阳市、海阳市提出了互花米草整治方案。相关部门联合起草了《烟台市互花米草防治工作方案》。在互花米草自然分布状态下,莱州市采用刈割传统治理方式,莱阳市、海阳市采用刈割、翻耕、喷洒除草剂等方法进行防治,一定程度上减缓了互花米草蔓延态势,但耗费人力、物力较大,效果不明显。其中,莱州市累计投入治理经费约3.5×108元,庞大的经费支出使得该地方财政无法持续性投入治理经费,2022年9月莱州市互花米草盐沼分布498.48 hm2,与2020年数据相比分布面积仅下降2%,治理进度已明显放缓,互花米草分布面积又有增加趋势。此外,互花米草分布具有连片性、区域性,经常涉及多地多市。互花米草入侵速度快、蔓延性强,一地一市局部治理,没有区域联动机制,存在反复入侵可能,“此消彼长”不利于维持治理效果。丁字湾区域涉及烟台和青岛2市,包括海阳市、莱阳市与即墨区3地,各地市单独开展治理,效果不明显。

3 互花米草防治方法及优缺点分析

当前对互花米草的防治手段主要有化学防治、物理防治和生物防治3类,3类方法均存在显著的优缺点。

3.1 化学防治

化学防治主要是利用各类除草剂或其他化学药剂控制和消除互花米草[14]。在美国华盛顿州,喷洒高效盖草能(又名高效氟吡甲禾灵,C16H13ClF3NO4)可以有效控制互花米草生长[14]。在福建省罗源湾的实验结果表明,喷洒高效盖草能可以简便、彻底、快速地使互花米草枯死腐烂[15-16]。此外,咪唑烟酸也可抑制互花米草的生长,研究表明,其可以通过阻止支链氨基酸的合成进而抑制互花米草的生长[17]。

化学防治的优点为化学试剂快速高效、品种繁多,工厂合成化学试剂可以大量供应且使用方法简便,成本低,不受地域限制和季节限制,便于大面积机械化防治;缺点为施用不当会造成安全隐患和经济损失,严重时会破坏原生物群落结构,打破生态的自然稳态平衡,不能满足持续防治互花米草的需求。化学药物自然降解周期性较长,用药时必须严格控制用药量,尽量减少对本底生境的影响。

3.2 物理防治

采用刈割、淹水、焚烧等物理方法抑制互花米草呼吸或光合作用,促使植株死亡。研究表明,在扬花期至孕穗初期采用刈割法,在冬季对刈割后再萌芽的互花米草进行翻耕,这种综合治理方法能够有效阻断互花米草的有性繁殖和无性繁殖,尤其适用于冬季寒冷的北方潮间带的互花米草防控[18]。

物理防治优点为安全环保,对环境污染程度低,可以持续发挥抑制作用;缺点为防治效果较慢,人力、物力消耗较大,在互花米草密度较高的情况下,使用该方法不能达到迅速减少的目的。

3.3 生物防治

美国休斯顿大学环境学院利用互花米草的天敌———光蝉(Prokelisiamarginata)进行生物防治试验,研究表明,在温室中光蝉使互花米草的生物量明显减少,减少量近50%[14]。此外,生物替代技术也被广泛应用于治理互花米草。目前应用较多的是利用芦苇(Phragmitesaustralis)、海三棱藨草(Scirpusmariqueter)以及无瓣海桑(Sonneratiaapetala)等本地物种对互花米草进行生物替代,其中,无瓣海桑林分密度达到2 200株·hm-2时,互花米草生长指标显著下降,几乎消退[19]。

生物防治的优点为对人畜安全无毒,不对生态环境造成污染;缺点为相较于化学防治,操作繁琐,成本较高。由于生物防治的效果易受到环境因素的影响且不如化学防治速效,人工繁育有益生物的技术难度较高,针对互花米草,能被大量释放的天敌昆虫种类不多,而且多数天敌昆虫作用范围较窄,同时释放天敌昆虫也有不当引入外来物种的风险,因此,应尽量使用本地物种进行生物替代。

4 针对烟台地区互花米草的治理建议

4.1 制定分区综合治理方案

化学防治、物理防治和生物防治各有利弊,单一的处理方式未必能很好地控制互花米草的生长繁殖。因此,要想彻底有效治理互花米草,需要将这几种治理方法结合,从而形成更低成本、更高效益的治理方式,提升治理效能。烟台市目前多使用对环境友好的物理方式治理互花米草,从治理效果来看,应多总结围堰治理互花米草相关经验,寻求可行的替代方法。根据互花米草生长密度、分布面积等指标,形成区域化的治理措施。同时应进行化学治理的试点工作,验证化学药物的治理效果和生态风险,以探索安全高效的治理方式。

4.2 建立监测预警长效机制

坚持“打早打小”与防患未然原则,加强岸滩巡查力度,密切注意互花米草生长分布情况,结合遥感和建模等技术,构建互花米草时空防控体系[21],预判互花米草可能入侵的区域及时间,制定专项检查制度,对出现零星分布的互花米草及早发现,及时清除,减少互花米草定植危害。

4.3 建立跨市多部门联动防控体系

各地市单独开展治理,效果不明显,为解决这一问题,应开展联合治理工作。烟台市联合青岛市,组织海洋发展和渔业、生态环境、科技等部门,完善海陆统筹联动保护海洋环境工作机制,协同组织互花米草调查、监测、评估和预警工作,开展联合治理行动,防止互花米草的二次传播和反复入侵。