魏子璐,朱峻熠,潘晨航,王義英,胡沁沁,周 穎,金水虎
(浙江農林大學 林業與生物技術學院,浙江 杭州 311300)
外來物種指出現在過去或現在自然分布范圍及擴散潛力以外的物種,而歸化種指不依靠直接的人為干預而能持續繁殖并維持種群超過1個生命周期的外來物種,它們常常只是建立了自然種群,尚未形成入侵[1]。外來入侵植物是指由于自然或者人為等因素,由一個特定地域的生態系統傳播進入另一個生態環境中定居、繁殖和擴散,并對傳入地生態環境或其中的物種構成危害性的植物[2?3]。大部分外來植物入侵成功后,由于缺少天敵,很容易發生種群數量爆發,并與被入侵地的物種競爭資源,占據物種的生態位,形成單優種群,使當地物種的種類和數量減少[4?6],最終使生態環境退化,進而影響農林業以及漁業生產,造成不同程度的經濟損失[7]。隨著人類社會交通和貿易的不斷發展,越來越多的植物呈現出全球化的蔓延趨勢,各國正建立外來生物的評估防治體系以應對生物入侵危害[8?9]。作為中國東南沿海重要的港口城市,同時也是“海上絲綢之路”東方始發港,寧波外來人流量巨大,貿易往來和貨物進出港也十分頻繁,大量的貨物貿易極大地增加了外來物種入侵的可能,嚴重影響到寧波市的生態和經濟安全。鑒于此,本研究對寧波市外來入侵植物進行了調查,并對入侵植物的危害等級進行了評估,以期為外來入侵植物的科學防控決策提供依據。
寧波市位于中國東南沿海,屬長江三角洲南翼,是世界第四大港口城市,陸域總面積為9 816 km2。該區為北亞熱帶季風氣候,年均氣溫為16.2 ℃,最熱月平均氣溫28.0 ℃,最冷月平均氣溫4.2 ℃,極端最低氣溫?11.1 ℃,極端最高氣溫41.2 ℃,多年平均降水量1 480 mm。境內地勢由西南向東北緩慢傾斜,地貌結構豐富,有山地、丘陵、臺地、盆地和平原類型。土壤以紅壤和粗骨土為主,還有部分為黃壤、紫色土、基性巖土。寧波市在植被區劃中屬中亞熱帶常綠闊葉林北部亞地帶,但由于長期開發,現存植被以針葉林、灌叢等次生植被及人工植被類型為主[10]。
1.2.1 資料收集與實地調查 查閱文獻資料,收集寧波市外來入侵植物種類、原產地等信息,參考《中國外來入侵植物名錄》等[11?13]確定寧波市外來入侵植物種類及生活型。根據各入侵植物的生物學特性和生態學特性,以及人為干擾強度的差異,分別在每個縣市區的城鄉公園、住宅區、交通道路、江河濱水地帶等綠地,以及郊外荒地、山丘丘陵、湖泊河流、水庫碼頭、農田果園等人為干擾較少的自然區塊開展線路調查;結合典型生境,設置50個樣方(草本樣方1 m×1 m、灌木樣方5 m×5 m)進行調查,記錄每個樣方中外來入侵植物的種類及頻度、蓋度和密度等評估指標。
1.2.2 外來入侵植物危害程度評估 在完成入侵現狀調查的基礎上,運用層次分析法(AHP)構建寧波市外來植物入侵風險評估系統[14],確定6個一級指標,下設18個二級指標及51個三級指標(表1),建立各級指標判斷矩陣,計算相應的指標權重值,并經一致性檢驗,將設定的風險評估體系總分100分賦值到各級指標,統計各入侵植物三級指標的得分總和,評估其入侵等級[15?17]。

表 1 寧波市外來入侵植物風險評估體系Table 1 Risk assessment system of alien invasive plants in Ningbo City

表 1 (續)Table 1 Continued
經統計,寧波市共有外來入侵植物77種,隸屬27科58屬(表2)。種類最多的菊科Asteraceae達21種,茄科Solanaceae、豆科Leguminosae和禾本科Poaceae各6種,玄參科Scrophulariaceae有5種,共計44種,構成了寧波市外來入侵植物的主體(57.14%)。菊科植物種類最多(27.27%),這可能與菊科為廣布的超大科,種實數量大、體積小,且具有冠毛等利于傳播的特殊構造有關。豆科、禾本科等植物種類多,且具有耐土壤瘠薄和繁殖能力強等特點,能在各類生態環境中定居繁殖,這也是它們能成為主要入侵科的原因。
寧波市外來入侵植物的生活型可分為草本、藤本和灌木3類,草本植物又可分1年生草本、2年生草本和多年生草本。根據調查結果,1年生草本植物有43種(55.84%),2年生草本8種(10.39%),多年生草本有20種(25.97%);藤本植物有4種(5.19%);常綠灌木2種(2.60%)。草本植物達71種,占92.21%,主要原因是相較于藤本和灌木,草本植物的適應性更強,種子數量多且輕小,傳播也較容易,繁殖速度和生長速度也更迅速。
寧波市外來入侵植物的原產地來源廣泛,經重復統計,來自美洲的入侵植物最多,共58種(75.32%);其次是原產為歐洲的植物15種(19.48%);來自亞洲、非洲和大洋洲的物種數量相對較少,依次為8種(10.39%)、6種(7.79%)、1種(1.30%)。
寧波市外來入侵植物的入侵途徑有3種,為有意引入、無意引入、入侵途徑不明。從種類數量上對比,從高到低依次為有意引入、無意引入、入侵途徑不明,有意引入的入侵植物37種,占所有入侵植物的48.05%,如紫茉莉、紅花酢漿草、圓葉牽牛等作為觀賞植物被引入,互花米草和大米草作為牧草被引入;32種無意引入,占41.56%,如刺莧、假高粱很可能隨著糧食進口傳播擴散,飛揚草、北美毛車前、大狼把草等則是通過入境旅游、交通工具等途徑無意引入;入侵途徑不明的有8種,占10.39%,如細果草龍、裂葉月見草等。
寧波市77種外來入侵植物風險評估得分為24~50分,根據得分高低將入侵風險劃分為5個等級(表2)。Ⅰ級風險外來入侵植物有加拿大一枝黃花、土荊芥等15種,在寧波市分布廣泛,且已對生態環境和經濟造成較嚴重影響。Ⅱ級風險外來入侵植物有三裂葉薯、美洲商陸等14種,在寧波市分布較廣,對生態環境和經濟造成較大影響。Ⅲ級風險外來入侵植物有費城飛蓬、睫毛牛膝菊等18種,在寧波市局部分布,對生態環境和經濟造成一定影響,或分布較廣,具潛在危害的入侵植物。Ⅳ級風險外來入侵植物有紅花酢漿草、黃香草木樨等22種,在寧波市局部分布,對生態環境和經濟尚未造成明顯的影響,且難以形成新的入侵發展趨勢。Ⅴ級風險外來入侵植物有白花金紐扣、羽裂續斷菊等8種,在寧波市偶有分布,基本不影響生態環境和不造成經濟損失[18?19]。

表 2 寧波市外來入侵植物種類統計Table 2 Species of alien invasive plants in Ningbo City

表 2 (續)Table 2 Continued
寧波市外來入侵植物的入侵風險等級較高,其中入侵等級為Ⅰ級和Ⅱ級的種類之和有29種,占總外來入侵物種數的37.66%。其中15種Ⅰ級入侵植物全部同屬于浙江省嚴重危害入侵植物和中國Ⅰ級入侵植物,屬于對生態環境和經濟造成嚴重危害的入侵植物。出現在4批中國自然生態系統外來入侵物種名單中的20種外來入侵植物,全部歸屬于寧波市Ⅰ級和Ⅱ級外來入侵植物,其中Ⅰ級14種,Ⅱ級6種。
寧波市外來入侵植物種類達77種,其中49種已有文獻記載[20]。作為外來植物的“登陸點”,寧波市新出現的外來種較多,這與其獨特的地理位置,港口環境,以及多樣的生境和植被類型等自然條件有密切的關系,許多外來植物的種實可能隨進口貨物或運輸工具潛入寧波,并在運輸過程中隨地散落或被風帶到合適的環境,生根發芽。
對照浙江省和溫州地區外來入侵草本植物所占比例[20?21],寧波市外來入侵植物的生活型非常單一,突出了沿海地區草本入侵植物占比更大的特點。相對于木本植物,草本植物的生長周期短,并具有更好的擴散適應特性,如菊科植物種實量大,且種子質量輕,具有冠毛、鉤刺等以擴散傳播[22];禾本科植物具有高度進化的花序,加大了風力遠距離傳播種子的機會;豆科植物具有固氮能力,通過固氮獲取額外的營養加速生長發育、成熟和繁殖。
寧波市外來入侵植物的原產地主要集中在熱帶地區,與全國和浙江全省的情況對照,其原產地入侵植物構成比例近乎一致。寧波地處浙江東部沿海,氣候溫暖濕潤,與美洲和歐洲的氣候相近,港口接待大量來自美洲、歐洲的貨輪,尤其是美洲運輸糧食的巨輪,入侵植物的種子極易夾帶在貨物中,在運輸過程中散落在寧波境內,生長繁殖,更易爆發入侵災害。
寧波外來入侵植物的入侵等級與浙江省危害程度等級和中國外來入侵植物等級基本一致,個別入侵植物根據在寧波市的實際分布情況,在等級上有少許變動。入侵等級較高的外來植物,也是寧波入侵植物廣布種,需要重點防控。
隨著貿易經濟的不斷發展,人為影響和入侵程度的加劇,寧波外來入侵植物的種類和數量仍會持續增長,建議加強外來物種入侵的源頭控制,謹慎選擇需要的引進物種[23],規范外來物種引種的安全程序[24];健全外來物種逃逸暴發災害的應對措施,依法追究人為惡意造成外來物種入侵的法律責任;建立寧波外來入侵植物信息庫,進行科學監測與評估,為有效防控提供決策依據[25?26]。
外來入侵植物風險評估是與時俱進的過程,需要根據外來植物入侵的動態變化及時更新,避免因信息遺漏、評估滯后而造成更大的危害[27?28]。建議根據評定的等級結果,采取相應的綜合治理手段,與上海港等臨近港口城市開展區域性聯動,及時共享信息,共同防范。