廣西3種新記錄歸化植物及其生態風險評估

吳望輝,李 滿,羅開文,彭定人,李 雄,覃永華

(1.廣西華森設計咨詢有限公司,廣西南寧 530011; 2.廣西林業勘測設計院,廣西南寧 530011)

隨著全球經濟的快速發展,生物入侵也呈快速增長趨勢。我國是全球生物入侵最為嚴重的國家之一,有記載的外來入侵植物400余種[1-2],給我國農業生產以及生態環境造成了巨大的影響,有的甚至威脅人類健康。針對生物入侵的嚴峻挑戰,健全外來入侵物種的防控體系是當務之急,既要摸清我國入侵物種的狀況,又要對其生態風險進行評估。外來物種風險評估是防止外來物種入侵最有效的手段之一,對生物多樣性保護具有重要意義[3]。農業農村部、自然資源部、生態環境部、海關總署、國家林業和草原局聯合發布的《進一步加強外來物種入侵防控工作方案》[4]也明確提出,要加強森林、草原、濕地等區域外來入侵物種治理,特別要加強自然保護地外來入侵物種綜合治理,并規范外來物種入侵風險評估。

筆者在開展廣西富川龜石國家濕地公園、廣西橫縣西津國家濕地公園本底資源調查和生態監測的過程中,發現3種未詳知植物,經標本解剖觀察和文獻資料查詢,確認分布于富川龜石國家濕地公園的為水蘊草[Elodeadensa(Planch.) Casp.][5-6],隸屬于水鱉科(Hydrocharitaceae)水蘊藻屬(ElodeaMichx.);分布于橫縣西津國家濕地公園的為大含羞草(MimosapigraL.)[7]和巴拉草[Brachiariamutica(Forsk.) Stapf][8-9],分別隸屬于豆科(Leguminosae)含羞草屬(MimosaLinn.)和禾本科(Gramineae)臂形草屬[Brachiaria(Trin.) Griseb.]。

濕地、森林與海洋并稱為全球三大生態系統,被譽為“地球之腎”“生物超市”“物種基因庫”或“鳥類天堂”,有著重要的生態功能[10-11]。近年來,生物入侵嚴重威脅了濕地生物多樣性和生態環境,迫切需要相關部門給予關注和重視。本研究所報道的新記錄植物均發現于濕地中,目前在廣西未見任何資料對這3種濕地歸化植物進行報道以及對其生態風險進行評估。本研究描述其形態特征和生物學特性,并分析可能的歸化途徑和生態風險,以期為這些物種在我國的歸化和入侵研究提供基礎數據,并為這些歸化植物的預防和控制提供相應的決策支持。

1 新記錄歸化植物分類學特征、分布及傳入與擴散

1.1 水蘊草

水蘊草屬于水蘊藻屬。水蘊藻屬[ElodeaMichx.,Fl. Bor.-Amer. (Michaux)]1 ∶20 (1803)。多年生淡水草本,無根狀莖和匍匐莖。葉莖生,無柄,在莖上輪狀排列,每輪5枚葉片或更多;葉片線形,基部斜,頂端鈍。花序具1朵至多朵花,無柄;佛焰苞無翅。雌雄異株;花單性,花瓣白色。雄花:花絲明顯,花藥線形。雌花:子房1室,花柱3,不分叉。果卵形,光滑,不規則開裂。種子紡錘形,有黏液。

本屬3種,主要分布于南美洲,在非洲、亞洲、澳大利亞、歐洲和北美洲均有引種。中國有2個歸化種[水蘊草和柱蕊水蘊草(Elodeanajas(Planch.) Casp.)],均分布于廣東,廣西為該屬歸化新記錄分布省份。

水蘊草(圖1-A至圖1-E)

Elodeadensa(Planch.) Casp.,Monatsber. K?nigl. Preuss. Akad. Wiss. Berlin 1857:48.(1857). 中國外來入侵植物志5:16.(2020).

多年生沉水草本,植株柔軟,葉和莖亮綠色。莖直立或橫生,圓柱形,較粗壯,直徑1～3 mm,節間短,易斷裂。葉線狀披針形,近基部的葉片對生或3張輪生,中上部的葉片4～8張輪生,邊緣具細鋸齒,質薄,有1條主脈。花單性,雌雄異株。雄花序具小花2～4朵,雄花花萼長橢圓形,花瓣寬橢圓形,表面有很多褶皺,雄蕊9枚,花絲和花藥黃色。雌花序佛焰苞內僅具雌花1朵,雌花花瓣較雄花小,具3枚心皮,假雄蕊略呈梅花狀。果實為卵圓形蒴果,長約 6 mm。種子紡錘形,在水下成熟,長4～5 mm。染色體2n=48。花果期5—10月。

分布情況:本種原產于南美洲,在20世紀初先后被引入美國和德國,20世紀50年代在澳大利亞和日本先后被發現,目前在歐洲、南非、亞洲、澳大利亞和北美洲均有歸化。在中國主要分布在廣東、湖北、臺灣、香港、浙江等地。廣西為該種歸化新記錄分布省份。

憑證標本:廣西富川龜石水庫國家濕地公園,生于富川瑤族自治縣蓮山鎮吉山村一帶的河流或池塘,海拔190 m,2018年5月17日吳望輝、梁惠子、王龍祥等采集,采集號wu264(GXF)。

傳入與擴散:本種為人為有意引入,于1930年作為水族館觀賞植物引入中國臺灣地區[12],后遭丟棄而逃逸到池塘、溝渠等水體中,1982年《臺灣植物名錄》中首次記錄該種在中國的分布[13],之后有資料報道該種在我國廣東、湖北、香港、浙江等地有分布[6,14]。

1.2 大含羞草

MimosapigraL.,Cent. Pl. I. 13.(1755). 中國外來入侵植物志2:124.(2020).

大含羞草(圖1-F～圖1-I)是多年生灌木,稀為喬木。莖被疏毛,具短刺;托葉小,鉆狀。2回羽狀復葉,羽片10～15對,常很敏感,觸之即閉合或下垂,葉軸上通常無腺體,但在每對小羽片之間的近軸面生有1枚長刺,側軸面生1枚短刺;小葉49～53對,線形至線狀長圓形,長4～11 mm,寬0.8～1.5 mm,頂端漸尖,基部鈍圓,上面光滑,或被細毛,具緣毛。頭狀花序,常1～3個,腋生或頂生呈總狀;總花梗長1.5～3.5 cm,被貼伏向上的毛;花小,兩性或雜性,通常4～5數,為粉紅色;花萼呈鐘狀,具短裂齒;花瓣下部合生;雄蕊與花瓣同數或為花瓣數的2倍,分離,伸出花冠之外,花絲為紫紅色至蒼白色,花藥頂端無腺體;子房無柄或有柄,胚珠2顆至多顆。莢果常4～6個簇生,長 4～8 cm,寬1.0～1.2 cm,長橢圓形或線形,扁平,直或略彎曲,有莢節3～6個,莢節脫落后具長刺毛的莢緣宿存在果柄上;種子卵形或圓形,扁平。染色體2n=26。花期4—6月,果期5—12月。

分布情況:本種原產美洲熱帶地區,現歸化于亞洲熱帶地區和澳大利亞。在中國分布于海南、臺灣、云南等地區,廣西為該種分布新記錄省份。生于海灘、河邊、荒地等生境。

憑證標本:廣西橫縣西津國家濕地公園,生長在岸邊或濕地,海拔70 m,2022年2月22日李滿、王龍祥、覃世贏等采集,采集號wu280(GXF)。

傳入與擴散:本種可能隨海運船舶無意帶入,于1958年首次在云南采集到該植物,中國臺灣地區南部在2001年時發現其已歸化[15],2012年在海南省海口市南渡江也發現了本種的分布[16]。本種全株長滿鉤刺,一旦擴散,將難以鏟除,被世界自然保護聯盟(IUCN)列入世界100種惡性物種名單。本種通過種子進行繁殖,其種子數量大,發芽率高,由于莢節密封性好,有鉤刺毛,能通過水體或人畜活動進行長距離傳播。

1.3 巴拉草

Brachiariamutica(Forsk.) Stapf in Prain,Fl. Trop. Afr. 9:526.(1919);E. G. Camus et A. Camus in L’ecomte,Fl. Gen. L’Indo-chine 7:434.(1922);Ohwi in Acta Phytotax. et Grobot. 11:43.(1942);臺灣的禾草485.(1971). H. B. Gill et al. Fl. Malaya 3:178.(1971);臺灣植物志5:530. Pl. 1422.(1978);中國植物志10(1):269.(1990);Flora of China 22:520.(2006);中國外來入侵植物志5:116.(2020).

巴拉草(圖1-J～圖1-L)是多年生草本,高1.5～2.5 m,稈粗壯,直徑5～8 mm,莖下部節間生根,節上有毛。葉鞘被疣毛,葉舌膜質,長1.0～1.3 mm,葉片扁平,長10～30 cm,寬1～2 cm,基部或邊緣多少有毛。圓錐花序長7～20 cm,由 10～15枚總狀花序組成,總狀花序長5～15 cm;小穗橢圓形,綠色或紫色,長2.5～3.5 mm,通常孿生,交互成2行排列于穗軸一側;第1穎三角形,具1脈,長一般為小穗的1/4～1/3;第2穎等長于小穗,具5脈;第一小花雄性,其外稃長約 3 mm,具5脈,有近等長的內稃;第二外稃骨質,呈橢圓形,先端鈍,長約2.5 mm。雄蕊3,子房無毛,花柱基分離,花藥長約2 mm,染色體2n=18或36。花果期8—11月。

分布情況:本種原產于非洲西部和北部的熱帶地區,在世界熱帶和亞熱帶地區作為牧草被廣泛引種和栽培。在中國分布于澳門、福建、廣東、海南、香港、臺灣等地,廣西為該種歸化新記錄分布省份。

憑證標本:廣西橫縣西津國家濕地公園,生于岸邊,海拔70 m,2022年2月22日李滿、王龍祥、覃世贏等采集,采集號wu281(GXF)。

傳入與擴散:本種為有意引種傳入,其根系發達,能通過種子或匍匐莖繁殖,生長迅速,侵占性強,最初于19世紀40年代作為牧草引入中國臺灣地區[17],而后在1964年作為牧草引入海南,《中國植物志(英文版)》記錄其分布于福建和中國香港,在中國臺灣有栽培,在引入栽培后逃逸迅速形成蔓延,單家林于2009年報道了本種在海南逸為野生雜草[18]。

2 新記錄歸化植物入侵風險評估

根據歸化植物的生物學特性、生活史特征、生態適應性、入侵危害以及防控難易程度等,運用唐賽春等構建的廣西外來入侵植物風險評估指標體系(表1)[19],從入侵性、適應性、擴散性、危害性等4個方面對各個歸化植物進行入侵風險評估,詳見表2。

經綜合評分可知,水蘊草的總風險值為56.5分(4個準則層得分依次為22.5、5.5、17.5、11.0分),大含羞草為59.5分(4個準則層得分依次為20.5、8.0、18.5、12.5分),巴拉草為59.5分(4個準則層得分依次為24.5、8.0、17.5、9.5分)。根據該體系的風險標準,這3種歸化植物均屬于中風險的外來植物,入侵風險比較高,需進一步研究獲取相關信息,嚴格限制引入的目的、區域、數量和次數,而且引入后必須有足夠措施限制其逃逸和擴散,并加強監測工作。

表2 水蘊草、大含羞草和巴拉草3種歸化植物生態風險評估結果Table 2 Ecological risk assessment result of three naturalized plants such as E. densa,M. pigra and B. mutica

表2(續)

3 結論與討論

本研究所報道的3種歸化植物均發現于濕地中,從入侵性和擴散性來看,它們均有繁殖能力強、生長迅速、防治難度大等特點。在適應性方面,這些歸化植物耐逆性較強,對環境條件要求低,且幾乎無天敵,在廣西潛在適宜生境廣泛,生態適應能力較強。在危害性方面,這些歸化植物會降低物種多樣性、造成生態系統單一和退化,水蘊草生于水中易堵塞河道、影響水質,大含羞草含有含羞草堿,牲畜誤食會中毒,造成經濟損失或生態危害。根據風險評估結果,3種歸化植物屬于中風險的外來植物,入侵風險較高,對濕地生態系統存在較大威脅。

外來種的生態風險評估是指對某1種或幾種外來種的各種特性及其對生態系統的成分、結構、功能和對經濟等的影響作出科學的評價,并預測該物種在全球變化等影響下入侵的趨勢[20]。對外來種可能入侵哪類生態系統和會造成的危害情況作出預測十分重要,通過定量化對歸化植物進行生態風險評估,可以使不同類型和等級的風險分析結果具有可比性,最終為預防和控制提供更確切的科學依據[21]。

目前,我國外來物種入侵防控工作已經取得了積極成效,但仍存在入侵風險大、防治難、長效機制不健全等問題,外來物種入侵防控仍然是我國當下生物安全的一項艱巨任務。近年來,雖然廣西不斷有歸化植物被報道[22-25],但所報道的歸化植物中沒有一種是濕地植物,今后應加強對濕地歸化植物的普查和防控工作。筆者提出以下幾點建議:(1)做好調查和監測。相關管理部門特別是濕地公園管理機構應做好歸化植物調查工作,查清它們的分布、數量和危害;監測它們的生長和繁殖規律、生態特征,以及對當地環境的適宜情況等。(2)加強管理。在詳細調查的基礎上,加強對歸化植物的管理,及時開展應對措施,防止蔓延。(3)加強宣傳。利用互聯網、移動終端、廣播電視等各種媒介,結合世界濕地日、世界野生動植物日、國際生物多樣性日等主題活動,宣傳外來入侵植物的危害性,普及外來物種防控知識,并解讀相關法律法規和政策,提高公眾防控意識以及保護生態環境和生物多樣性意識,形成全社會共同參與的良好氛圍。(4)積極防除。根據外來入侵植物的生物生態學特性與危害程度,結合具體生境,選擇物理防除、生物防除或化學防除等合適的措施及時防治。