王 艳,高聪会,郭 婷
(1.焦作市自然保护区和野生动植物保护中心,河南 焦作 454000;2.济宁市兖州区自然资源局,山东 济宁 272100)
外来入侵植物是指通过自然以及人类活动等无意或有意地传播或引入异域的植物,通过归化自身建立可繁殖的种群,进而影响侵入地的生物多样性,使入侵地的生态环境受到破坏,并造成经济影响或损失[1]。随着经济的发展,交通日益便利,生产生活等人员往来增多,外来入侵植物也呈现直线上升的趋势。开展外来入侵植物调查,掌握重点入侵植物种类、分布、危害等基本情况,是外来入侵植物科学防治和生态文明建设的迫切需要。本文通过对焦作市多种生态系统入侵植物进行调查统计分析,以期掌握焦作市入侵植物现状,为全市外来入侵物种监测预报及防治管理提供全面、准确、科学的基础信息。
焦作市位于河南省西北部,地理坐标位于北纬34°49′03″~35°29′45″,东经112°43′31″~113°38′35″,总面积4017km2。从北部山区到南部平原呈阶梯式变化,山地主要分布于焦作市北部,包括修武县、马村区、解放区、山阳区、中站区、博爱县和沁阳市的北部山地。山前平原主要分布在焦作市中部和南部广大地区,主体为山前冲洪积平原。焦作市地处北温带,属暖温带大陆性季风气候,雨热同季,全年平均气温为15.2℃,年降雨量600~700mm,无霜期216~240d,为暖温带落叶阔叶林地带。
自2022 年4 月起对区域内入侵植物进行调查和采集,调查范围为焦作市辖区域,包括解放区、山阳区、中站区、马村区、城乡一体化示范区和修武县、博爱县、沁阳市、孟州市、武陟县、温县。野外调查方法依据《全国森林、草原、湿地生态系统外来入侵物种普查技术规程(2021)》,根据外来入侵植物的生物学生态学特性,选择在其营养生长期或花果期时进行踏查。踏查路线设置主要以地形走向和现有的道路为主,选择具有代表性的生境进行统计调查和采集,重点调查农田、撂荒地、公园绿地、林地等受人为和自然干扰严重的生态系统和人类活动频繁地区。通过查阅《中国外来入侵植物调查报告》[2]《中国外来入侵植物志》等文献和已报道的入侵种信息,对调查结果进行整理分析和鉴定。植物分类系统及科的排序参考恩格勒系统(1964)。
在野外踏查、整理资料和专家访问的基础上,统计出焦作市外来入侵植物共69 种,隶属于22 科46 属。其中,垂序商陆(Phytolacca americana)、土荆芥(Dysphaˉ nia ambrosioides)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroiˉ des)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)、刺苋(Amaranthus spinosus)、圆叶牵牛(Ipomoea purpurea)、加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)、钻叶紫菀(Aster subulatus)、小蓬 草 (Erigeron canadensis)、刺 苍 耳(Xanthium spinosum)、豚 草(Ambrosia artemisiifolia)、黄 顶 菊(Flaveria bidentis)、大狼杷草(Bidens frondosa)、凤眼蓝(Eichhornia crassipes)、野燕麦(Avena fatua)、大薸(Pistia stratiotes)属于原国家环境保护部和中国科学院发布的《中国外来入侵物种名单》(2003、2010、2014、2016)。喜旱莲子草如图1 所示,刺苋如图2 所示。
图1 喜旱莲子草
图2 刺苋
焦作市共22 个科69 种的外来入侵植物中,优势科有1 科为菊科(Compositae)(≥10 种)共19 种,占入侵植物总科数比例为4.54%、占入侵植物总种数比例为27.54%;多种科(5~9 种)有禾本科(Gramineae)、茄科(Solanaceae)、苋科(Amaranthaceae)、豆科(Fabaceae)共4 科26 种,占入侵植物总科数比例为18.18%,占入侵植物总种数比例为37.68%;少种科(2~4 种)有藜科(Chenopodiaceae)、十字花科(Brassicaceae)、柳叶菜科(Onagraceae)、旋花科(Convolvulaceae)、玄参科(Scrˉ ophulariaceae)共5 科12 种,占入侵植物总科数比例为22.73%,占入侵植物总种数比例为17.39%;单种科(1 种)有商陆科(Phytolaccaceae)、石竹科(Caryophyllacˉ eae)、牻牛儿苗科(Geraniaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、漆树科(Anacardiaceae)、葡萄科(Vitaceae)、小二仙草科(Haloragaceae)、伞形科(Apiaceae)、车前科(Plantaginacˉ eae)、雨久花科(Pontederiaceae)、天南星科(Araceae)、桑科(Moraceae)共12 科12 种,占入侵植物总科数比例为54.54%,占入侵植物总种数比例为17.39%。焦作市入侵植物中菊科、禾本科、茄科、苋科、豆科5 科所属植物种数最多,共45 种,占入侵植物总种数的65.22%[3]。
焦作市外来入侵植物共46 个属的地理成分隶属于8 个类型3 个变型[4],其中以世界分布属的成分最多,为16 个属,包括商陆属(Phytolacca)、藜属(Chenopodiˉ um)、苋属(Amaranthus)、臭荠属(Coronopus)、独行菜属(Lepidium)、豆瓣菜属(Nasturtium)、狐尾藻属(Myrioˉ phyllum)、老鹳草属(Geranium)、酸浆属(Physalis)、茄属(Solanum)、车前属(Plantago)、飞蓬属(Erigeron)、苍耳属(Xanthium)、豚草属(Ambrosia)、牛膝菊属(Galinsoˉ ga)、鬼针草属(Bidens),占总属数的34.78%。泛热带和北温带分布属次之,各7 个。其中,泛热带分布属有莲子草属(Alternanthera)、大戟属(Euphorbia)、番薯属(Ipomoea)、曼陀罗属(Datura)、黄顶菊属(Flaveria)、雀稗属(Paspalum)、大薸属(Pistia)等,北温带分布属有盐肤木属(Rhus)、胡萝卜属(Daucus)、燕麦属(Avena)、蒲公英属(Taraxacum)、一枝黄花属(Solidago)、紫菀属(Aster)、苦苣菜属(Sonchus),分别占总属数的15.22%。
根据调查外来入侵植物在野外的生长、分布状况,参考《中国外来入侵植物调查报告》中的评分标准以及《中国外来入侵植物名录》[5]中危害划分的6 个等级,即恶性入侵类、严重入侵类、局部入侵类、一般入侵类、有待观察类和建议排除类。焦作市外来入侵植物共69 种。其中,严重入侵、危害程度严重的有34 种,占入侵植物总种数的49.27%,这些植物分布范围广,入侵路边荒地、农田、公园绿地、房前屋后、沟边、山坡草地等多种多样的干扰生境和自然生境中,形成优势群落或单优群落,造成作物减产、破坏园林景观、危害人畜健康,在其扩散区域生物系统多样性显著降低,如土荆芥、喜旱莲子草、牵牛等,是防治防控的重点对象。局部和一般入侵、危害程度中等的植物有26 种,占入侵植物总种数的37.68%,主要分布在田边路旁、荒地、林缘及林间空地等生境,植物个体较为常见,但不形成单优群落,如野莴苣(Lactuca serriola)、草木犀(Melilotus officinalis)、花叶滇苦菜(Sonchus asper)等,需要及时进行防治防控。危害程度较轻的种类有9 种,占入侵植物总种数的13.04%,植物体零星分布,或栽培后逸生,如美丽月见草(Oenothera speciosa)、双穗雀稗(Paspalum distichum)等,尚未造成明显危害,需要进一步监控。野莴苣如图3 所示,双穗雀稗如图4 所示。
图3 野莴苣
图4 双穗雀稗
焦作市外来入侵植物共69 种,原产于美洲的种类有47 种,占入侵植物总种数的68.12%,其中来自北美洲的种类有29 种,占入侵植物总种数的42.03%;原产于欧洲的有15 种,占入侵植物总种数21.74%;来自亚洲的有14 种,占入侵植物总种数20.29%;来自非洲的有2 种,占入侵植物总种数2.90%。在焦作市范围内,源自美洲的外来植物均占据明显优势,这可能是由于亚洲和美洲的分离时间在被子植物出现后,地理条件和气候环境类似,因此美洲物种迁移至我国能够很快适应新环境并形成一定规模的种群[6]。焦作市外来入侵植物中,来自北美洲的种类所占比例最高,在一定程度上反映了北美和东亚植物区系之间的密切联系,这些种类在获得了另外大陆生境生存的机会就能蔓延扩散[7-8]。
焦作市外来入侵植物共22 科46 属69 种,生活型由乔(灌)木、藤本、一年生和多年生草本组成。其中,草本(包含藤本)数量最多,有21 科45 属68 种,占焦作市外来入侵植物总种数的98.55%,构成了入侵植物的主体。草本植物中,一年或二年生草本有17 科19 属53 种,主要为苋科、藜科、菊科、禾本科等,占焦作市外来入侵植物总种数76.81%。这是由于草本植物,特别是一年生草本植物具有生活史短、出苗生长快、种子产量大、个体小易扩散、繁殖能力强等特点,很多种类还能进行无性繁殖,可以在短时间内形成单优群落,表现出更强的适应性和入侵性[9]。
调查发现,焦作市外来入侵植物主要分布在人类活动频繁的路边荒地、田间地头、房前屋后、公园绿地等生境,形成单优群落,排挤本地物种,植物种群的多样性明显降低。森林、湿地等自然生态系统较好区域受外来植物入侵影响相对小,可能由于此类生态系统内植物多样性较高,抵抗入侵植物的竞争力较强。
焦作市外来入侵植物的来源主要有人为引进和自然入侵两种途径。人为引进包括有目的的引入,如农林业、园林园艺、畜牧养殖业以牧草饲料、观赏植物等为目的的引种栽培。如喜旱莲子草、秋英(Cosmos bipinnatus)、草木犀(Melilotus officinalis)等。无意引进,如随进口农产品、园林绿化苗木调运及交通路线的拓展蔓延进入的,如加拿大一枝黄花、腺龙葵(Solanum sarrachoides)、北美车前(Plantago virginica)等。自然入侵是指通过风力、水流或动物的携带,种子迁移引起的扩散。如菊科、苋科的种子,垂序商陆(Phytolacca ameriˉ cana)的果实等。
对外来植物入侵严重的区域要针对性的做好防治规划,根据入侵植物的数量、范围制定综合防治措施。科学合理采用综合治理及物理机械防除、化学防治和生物防治3 种方式制定防控方案。在控制入侵植物的同时,也要制订生态恢复计划,逐渐恢复区域内的生物多样性,特别是乡土物种,当本地植被恢复后,入侵植物的扩散能够得到有效控制。
越来越多的研究结果表明,人类活动干扰多的地区,入侵植物扩散与爆发的情况较严重。城市扩张、建筑施工等使生态系统进一步退化、生物多样性下降,给外来物种的入侵创造了条件,在进口检疫、引种栽培、往来交流等方面进一步加强监管,建立外来物种引入风险评估、监测预警系统。因此县(市)区、自然保护区、流域等应建立人为干扰指数监测,对干扰变化大的区域重点监测入侵物种的分布与扩散情况。