青神縣農業外來入侵植物調查與分析

趙浩宇， 劉俊豆， 張建軍， 朱建義， 劉勝男， 孟 強， 皮 冰， 呂玉梅， 周小剛

(1.四川省農業科學院植物保護研究所/農業農村部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室，四川成都 610066；2.四川省農學會，四川成都 610041； 3.青神縣植物保護站，四川青神 620460；4.四川省大英縣蓬萊鎮農業服務中心，四川大英 629300)

外來入侵植物(invasive alien plants)是指通過自然或人為的方式傳播到新的地域定植，且對當地生態系統、農林牧漁業生產、人類健康等造成損失的植物[1]。改革開放以來，隨著對外貿易與交流的迅速增加，外來植物入侵我國的規模不斷擴大，成為我國生物多樣性缺失的重要因素[2]，紫莖澤蘭[Ageratinaadenophora(Sprengel) R. King & H. Robinson]、薇甘菊(MikaniamicranthaH. B. K.)、大米草(SpartinaanglicaHubb.)等惡性入侵植物已對我國局部地區的經濟和生態系統造成重大危害。

四川省位于我國西南內陸，有“天府之國”的美譽。該區域水熱資源豐沛，地形地貌及氣候類型多變，生物多樣性豐富，同時也是我國外來植物入侵嚴重的地區之一。目前，四川省外來入侵植物調查的相關報道匱乏，現有研究主要集中于園林、口岸生境類型[3-4]或城市生態系統[5]。鄧亨寧等調查明確了成都市158種外來入侵植物的種類特征、起源和區系組成[6]。筆者所屬研究團隊曾于2008—2018年整理并報道了省內已發現的外來入侵植物62種[7]及后續發現的三裂葉豚草(AmbrosiatrifidaL.)、假臭草(PraxelisclematideaCassini)、裸冠菊[Gymnocoronisspilanthoides(D. Don ex Hooker & Arnott) Candolle]等新歸化種[8-9]。青神縣位于成都平原西南部，氣候溫和濕潤，具有豐富的生物資源，近年來著力打造“中國碰柑之鄉”“中國竹編藝術之鄉”等品牌，持續加強對外交流，也導致外來物種入侵事件頻發，對當地生態安全及農業生產安全構成威脅。本研究旨在通過系統調查獲取青神縣農業生態系統的外來入侵植物種類、分布區域和危害程度的最新信息，為當地外來入侵植物風險分析、監測網絡建設和防控策略的制定提供本底數據和科學依據。

1 材料與方法

1.1 調查區域概況

青神縣隸屬四川省眉山市，位于成都平原西南邊緣，地處103°41′～103°59′E、29°42′～29°55′N之間，屬川西平原與川西丘陵接壤的過渡帶，氣候為亞熱帶濕潤氣候，雨量充沛，四季分明，年均氣溫17.1 ℃，日照時數1 181.7 h，年均降水量 1 132 mm。青神縣地貌以縣城為中心呈盆地狀，東西側低山、丘陵環抱，中部為岷江沖積平原，縣內江河溪溝密布，水資源豐富，優越的地理環境為外來植物的入侵提供了良好的條件。

1.2 調查方法

2021年6月，在青神縣下轄的青竹街道、西龍鎮、漢陽鎮、羅波鄉、瑞峰鎮、高臺鎮、白果鄉7個鄉(鎮、街道)開展面上調查，以交通要道進出普查單元的起點和終點、交通樞紐、農業產業聚集區、農貿交易市場及生產資料集散地、物流集散地為關鍵節點，共設置關鍵節點49個，各調查節點分布見圖1；以關鍵節點周邊外來入侵植物能夠入侵的各類生境為調查地塊，共踏查地塊141塊，踏查總面積46.01 hm2。根據生境類型采用平行線法、三線法或“W”字五點取樣法進行調查，記錄入侵植物的種類、生境類型并目測覆蓋度。

調查共涉及生境類型10種，分別為耕地(包括旱地、水澆地、水田)、園地(包括果園和茶園)、荒地、灘涂(內陸灘涂)、坑塘、溝渠、綠地(包括城鎮綠化帶、觀賞草坪等)、村莊用地(包括物流集散地、農貿市場、住宅地)、公路沿線、其他交通運輸用地(包括車站和公共停車場)。調查共涉及該地區主要種植的作物類型16種，其中糧食作物2種，分別為水稻和玉米；經濟作物14種，分別為柑橘、李、葡萄、桃、大櫻桃、果桑、花生、大豆、豇豆、菜豆、芋、甘蔗、煙草、茶樹。

入侵植物種類鑒定主要依靠專著《中國植物志》、《中國入侵植物名錄》[10]和《生物入侵：中國外來入侵植物圖鑒》[11]，并對其拉丁學名、分類地位、原產地等信息進行嚴格考證。入侵植物在調查地塊的危害程度由覆蓋度(P)決定，當P≤5%時為輕度危害；當5%20%時為重度危害。

1.3 統計分析

根據閆小玲等對中國外來入侵植物的等級劃分[12]，入侵植物劃分為5個等級：惡性入侵(1級)、嚴重入侵(2級)、局部入侵(3級)、一般入侵(4級)和待觀察(5級)。按恩格勒系統匯編青神縣外來入侵植物名錄，部分種類學名參考《中國植物志》修訂。

2 結果與分析

2.1 青神縣農業外來入侵物種種類組成

經鑒定統計，青神縣共有農業外來入侵植物69種，均為被子植物，隸屬于28科57屬(表1)。其中，單子葉植物共有5科6屬7種，科、屬、種數量分別占青神縣農業外來入侵植物科、屬、種總數的17.86%、10.53%、10.14%；雙子葉植物為青神縣農業外來入侵植物的主體，科、屬、種分別為23科51屬62種，占比分別為82.14%、89.47%、89.86%。

對青神縣農業外來入侵植物28個科所含種數的多少進行比較，發現其中單種(僅含1種入侵植物)科共16科，包括石竹科、商陸科、馬齒莧科等，占比達57.14%；寡種(含2～5種)科共9科，包含落葵科、藜科、紫茉莉科等，占比32.14%；所含種數超過6種的僅3科，分別為莧科(6種)、豆科(6種)和菊科(19種)。

對青神縣農業外來入侵植物57個屬所含種數的多少進行比較，發現其中單種屬共50屬，占比達87.72%；寡種屬共7屬，占比12.28%，其中莧屬和飛蓬屬所含種數最多，各4種，鬼針草屬3種，車軸草屬、牽牛屬、馬纓丹屬和黑麥草屬均為2種。

表1 青神縣外來入侵植物名錄Table 1 List of alien invasive plants in Qingshen County

表1(續)

2.2 青神縣農業外來入侵植物的原產地

由表1可知，青神縣農業外來入侵植物原產于美洲的種類最多，共48種，占總種數的69.57%，常見種有喜旱蓮子草、反枝莧、蘇門白酒草、土荊芥等；原產于亞洲的種類有8種，占比11.59%，常見種僅香附子1種；原產于歐洲的種類有5種，占比7.25%，常見種有小藜、野胡蘿卜、多花黑麥草；原產于非洲的種類有2種，占比2.90%，常見種僅野茼蒿1種；原產地跨洲分布的種類有6種，占比8.70%，常見種有白車軸草和苦苣菜。

2.3 青神縣農業外來入侵植物的生活型

由表1可知，對青神縣農業外來入侵植物的生活型進行分析，結果顯示草本植物共63種，占總種數的91.30%。其中一年生或二年生的草本植物共43種，占比達62.32%；多年生草本植物20種，占比28.99%；藤本植物1種，占比1.45%，為落葵薯；灌木5種，占比7.25%，分別為光葉子花、梨果仙人掌、雙莢決明、馬纓丹和蔓馬纓丹。

2.4 青神縣農業外來入侵植物的入侵等級

青神縣69種農業外來入侵植物中，入侵等級為惡性入侵(1級)的有16種，占總種數的23.19%；嚴重入侵(2級)的有15種，占比21.74%；局部入侵(3級)的有9種，占比13.04%；一般入侵(4級)的有17種，占比24.64%；具有潛在危害、有待觀察的(5級)有10種，占比14.49%(表1)。在1級惡性入侵植物中，菊科7種，莧科3種，其他6科各1種；2級嚴重入侵植物中，菊科3種，豆科和莧科各2種，其他8科各1種；3級局部入侵植物中，茄科2種，其他7科各1種；4級一般入侵植物中，菊科4種，豆科、禾本科各2種，其余9科各1種；5級有待觀察類入侵植物中，菊科4種，其他6科各1種(表1)。

2.5 青神縣農業外來入侵植物的分布范圍與危害程度

青神縣全部7個鄉(鎮、街道)均有分布的農業外來入侵植物種類共有18種，分別為喜旱蓮子草、蘇門白酒草、鉆葉紫菀、鱧腸、粗毛牛膝菊、野茼蒿、垂序商陸、小藜、凹頭莧、三葉鬼針草、反枝莧、藿香薊、香附子、大狼杷草、土荊芥、土人參、光葉子花和莧。全部141個踏查地塊中出現次數最多的外來入侵植物為喜旱蓮子草，出現頻率高達88.65%；出現頻率超過50%的外來入侵植物有5種，占總種數的7.25%，分別為喜旱蓮子草、蘇門白酒草、鉆葉紫菀、鱧腸和粗毛牛膝菊，其中除喜旱蓮子草之外，其余4種均屬于菊科；出現頻率超過10%的有25種，占比36.23%(表2)。

對踏查區域外來入侵植物的危害情況分析發現，在發生地塊造成重度危害(覆蓋度>20%)1次以上的外來入侵植物種類有8種，分別為喜旱蓮子草、蘇門白酒草、鉆葉紫菀、鱧腸、粗毛牛膝菊、小藜、野胡蘿卜、粉綠狐尾藻；造成中度危害(5%<覆蓋度≤20%)1次以上的外來入侵植物有15種。造成中度和重度危害次數最多的外來入侵植物為喜旱蓮子草，在有其發生的125個地塊里共出現24次中度危害和7次重度危害(表2)。

2.6 青神縣農業外來入侵植物的生境分布格局

踏查區域11種不同生境中，外來入侵植物種類最多的生境為公路沿線，為53種；綠地、耕地、園地、荒地生境的外來入侵植物種類分別為44、38、39、30種。將所有生境分為農業生境(包括耕地和園地)和非農業生境(其余9種生境)，農業生境的踏查地塊數共83個，多于非農業生境(58個)，兩者踏查面積基本一致，但農業生境的外來入侵植物種類(49種)遠少于非農業生境(68種)(表3)。

3 討論與結論

本研究調查表明，青神縣農業外來入侵植物已達28科57屬69種，主要隸屬于菊科、莧科、豆科、傘形科、禾本科等。該地區處于成都平原與川西丘陵的過渡帶，水熱條件良好，近年來隨著交通運輸和旅游業的快速發展，對外交流規模不斷擴大，導致外來植物傳入和擴散速度加快，特別是許多外來植物作為景觀資源被引入，隨后逃逸到本土生態系統中，如紅花酢漿草、秋英、南美天胡荽、粉綠狐尾藻、柳葉馬鞭草等。在青神縣將來的園林建設規劃過程中，須科學評估外來植物的起源、分布范圍、繁殖特性、傳播途徑等信息，謹慎選擇引進物種。

青神縣農業外來入侵植物最多的科為菊科，多達19種(占27.5%)，其次為豆科和莧科，均為6種(占8.7%)。菊科、莧科和豆科均為世界性分布的大科，生態適應性強，能夠在多種環境條件下迅速建立種群。菊科植物多為一年生草本，通常結實量大，瘦果細小且具備冠毛、鉤刺等附屬結構，能夠借助風力、水流、人類活動等多種途徑傳播擴散[13]。莧科，特別是莧屬入侵植物同樣具有種子量大而細小，易于傳播的特性，且多數耐旱耐貧瘠，能夠在多種生境生存。豆科植物通常具有較發達的根系，通過固氮作用在與伴生的鄉土植物競爭中取得優勢。

青神縣農業外來入侵植物有近七成原產地為美洲，這與我國外來入侵植物原產地占比相符合[12，14]。導致這一現象最可能的原因是東亞大陸與美洲大陸長時間的地理隔離，兩地的物種間交流極少，美洲大陸的植物傳入我國后缺少天敵和競爭者的制約，因此能快速占據生態位。從入侵等級來看，青神縣惡性入侵(1級)和嚴重入侵(2級)等級的外來入侵植物共31種，應加強動態監測和防治，阻止其繼續擴散蔓延；局部入侵(3級)和一般入侵(4級)等級的外來入侵植物共26種，多為零星發生，但其中鱧腸、小藜、香附子為縣域普遍發生且在部分田塊造成中度甚至重度危害，應給予高度重視，積極采取防治措施。

表2 青神縣主要外來入侵植物分布與危害情況Table 2 Distribution and damage of the dominant invasive plants in Qingshen County

從生境分布來看，在調查地塊數更少、調查面積接近的前提下，非農業生境的外來入侵植物豐富度高于農業生境。在農業生境中，人們會更頻繁地采取翻耕土地、噴施化學除草劑等各種措施對雜草進行防治，統計結果說明人為干預對外來入侵植物的發生與傳播有一定的抑制作用，這與前人的研究結果[15-17]一致。

綜合來看，青神縣危害最嚴重的農業外來入侵植物無疑是喜旱蓮子草，該入侵種在本次調查的全部鄉鎮和全部生境均有分布，在所有調查地塊中的出現頻率高達88.65%，造成中度、重度危害的地塊數均遠高于其他入侵植物。該結果可歸因于喜旱蓮子草對當地氣候環境的高度適應，以及極強的抗逆性、競爭能力和無性繁殖能力[18]。在過去的十數年里，喜旱蓮子草一直是四川省農業外來入侵植物防控的重點目標之一，但目前采取的以化學防治為主，物理、生物防治為輔的策略總體效果并不理想，生態控制方法是今后對喜旱蓮子草防治的重點研究方向。此外，蘇門白酒草、鉆葉紫菀、粗毛牛膝菊等惡性入侵植物也已在青神縣農業生態系統廣泛分布并造成危害，有關部門應盡快制定科學合理的管控策略，建立健全監測預警網絡和綜合防控技術體系，將入侵植物對農林牧漁業和生態環境帶來的損害降到最低。

表3 青神縣不同生境外來入侵植物種類分布Table 3 Species distribution of alien invasive plants in different habitats of Qingshen County