煙臺市互花米草入侵現狀與治理建議

劉曉丹,趙佳琳,石曉蕾,張麗文,陳 坤,高慧敏

(煙臺市海洋經濟研究院,山東煙臺 264000)

互花米草(Spartinaalterniflora)起源于美洲大西洋沿岸及墨西哥灣,現已在全球范圍內迅速生存、繁殖和擴張,成為沿海生態系統中最成功的入侵植物之一[1]。1979年,中國將互花米草引入到南方地區,并先后蔓延至遼寧、天津、山東、江蘇、浙江和廣東等沿海地區[2],由于其抗脅迫能力較強,生長迅速,在保灘護岸、促淤造陸、控制污染等方面取得了一定的生態效益和經濟效益[3]。但由于互花米草在遺傳、繁殖、生態等多方面有高度適應其爆發的特征,其競爭能力顯著大于鹽沼土著植物[4],對土著生態環境的影響日益劇增,主要體現在互花米草大規模替代土著植物后,無脊椎動物群落結構隨之改變,底棲動物的優勢種也會發生變化[5-7]。同時,改變了一些魚類和底棲動物的避難所環境和食物來源,進一步改變入侵地以底棲動物為餌料的魚類數量和物種組成[1,8],對漁民經濟生產造成巨大損失。互花米草占據灘涂還會對鳥類棲息繁衍造成不利影響[9]。

互花米草入侵導致受其侵占的灘涂濕地資源利用率低,近岸生產生活空間面積減少,給海洋開發與管理造成了巨大的經濟損失。在膠州灣,互花米草的生長和泥沙的快速沉降,嚴重影響了該地潮溝和水道的暢通,降低了泄洪能力,引發了內澇[10]。目前互花米草已成為中國沿海灘涂危害性最強的入侵植物[11],因此,互花米草的防治工作已成為海洋生態環境保護的一項重要工作,各級黨委政府也紛紛出臺防治方案對互花米草的蔓延趨勢進行遏制并實現入侵清零。本文簡述了煙臺市互花米草的分布情況和治理現狀,并就煙臺市互花米草防治提出對策建議,以期為控制煙臺沿海互花米草擴散、減少外來物種入侵造成的損失、保護海洋生態系統提供有益參考。

1 煙臺地區互花米草分布概況

根據2020年秋季高分3號衛星遙感監測數據,煙臺市共有互花米草面積約871 hm2,主要分布在萊州市、萊陽市、海陽市等地的濱海濕地,其中,萊州市互花米草鹽沼約510.69 hm2,占煙臺全市互花米草鹽沼總面積59%;萊陽市約131.86 hm2,占煙臺全市互花米草鹽沼總面積15%;海陽市約228.45 hm2,占煙臺全市互花米草鹽沼總面積26%,其具體分布如圖1所示。從圖1中可以看出,煙臺地區互花米草多分布于河口地區,萊州市主要分布在膠萊河河口地區,萊陽市主要分布在五龍河河口地區,海陽市主要分布在白沙河河口地區。

煙臺地區互花米草的分布與當地濱海濕地地質條件密切相關,主要生長于淤泥質發育的地區。萊州灣海岸線較長,具有廣闊的淤泥質潮灘,由于黃河口快速向海推進,使泥沙堆積,海岸變寬,因此,此處是互花米草大面積生長的適宜區,主要分布區為萊州市土山鎮,占煙臺全市互花米草面積的59%。萊陽市、海陽市沿海所處的丁字灣潮間帶為粉砂質泥灘涂,同樣適宜互花米草生長,主要分布區為萊陽市羊郡鎮、行村鎮,海陽市辛安鎮,兩地分布面積占煙臺全市互花米草面積的41%。除萊州市、萊陽市、海陽市外,其他區市沿海所處的芝罘灣多為基巖海岸,不適合互花米草生長[12]。

2 煙臺地區互花米草治理現狀與問題

煙臺市從2013年開始進行互花米草治理工作,主要治理方式以環境友好型的物理防治為主,2020—2021年開展了化學治理試點工作。

2013年,萊州市為遏制互花米草的蔓延,開展了圍填海治理互花米草試驗,在互花米草叢生的灘涂地帶筑堰圍填,挖掘改造成養殖池塘,互花米草蔓延勢頭得到有效遏制。但該治理方式涉及新增圍填海,與現行國家圍填海管控要求不符,不具有推廣借鑒意義。

圖1 2020年秋季萊州市(a)、萊陽市(b)、海陽市(c)互花米草分布圖Fig.1 Distribution of Spartina alterniflora in Laizhou (a), Laiyang (b) and Haiyang (c) in fall 2020

2020年,萊州市、萊陽市、海陽市提出了互花米草整治方案。相關部門聯合起草了《煙臺市互花米草防治工作方案》。在互花米草自然分布狀態下,萊州市采用刈割傳統治理方式,萊陽市、海陽市采用刈割、翻耕、噴灑除草劑等方法進行防治,一定程度上減緩了互花米草蔓延態勢,但耗費人力、物力較大,效果不明顯。其中,萊州市累計投入治理經費約3.5×108元,龐大的經費支出使得該地方財政無法持續性投入治理經費,2022年9月萊州市互花米草鹽沼分布498.48 hm2,與2020年數據相比分布面積僅下降2%,治理進度已明顯放緩,互花米草分布面積又有增加趨勢。此外,互花米草分布具有連片性、區域性,經常涉及多地多市。互花米草入侵速度快、蔓延性強,一地一市局部治理,沒有區域聯動機制,存在反復入侵可能,“此消彼長”不利于維持治理效果。丁字灣區域涉及煙臺和青島2市,包括海陽市、萊陽市與即墨區3地,各地市單獨開展治理,效果不明顯。

3 互花米草防治方法及優缺點分析

當前對互花米草的防治手段主要有化學防治、物理防治和生物防治3類,3類方法均存在顯著的優缺點。

3.1 化學防治

化學防治主要是利用各類除草劑或其他化學藥劑控制和消除互花米草[14]。在美國華盛頓州,噴灑高效蓋草能(又名高效氟吡甲禾靈,C16H13ClF3NO4)可以有效控制互花米草生長[14]。在福建省羅源灣的實驗結果表明,噴灑高效蓋草能可以簡便、徹底、快速地使互花米草枯死腐爛[15-16]。此外,咪唑煙酸也可抑制互花米草的生長,研究表明,其可以通過阻止支鏈氨基酸的合成進而抑制互花米草的生長[17]。

化學防治的優點為化學試劑快速高效、品種繁多,工廠合成化學試劑可以大量供應且使用方法簡便,成本低,不受地域限制和季節限制,便于大面積機械化防治;缺點為施用不當會造成安全隱患和經濟損失,嚴重時會破壞原生物群落結構,打破生態的自然穩態平衡,不能滿足持續防治互花米草的需求。化學藥物自然降解周期性較長,用藥時必須嚴格控制用藥量,盡量減少對本底生境的影響。

3.2 物理防治

采用刈割、淹水、焚燒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,在揚花期至孕穗初期采用刈割法,在冬季對刈割后再萌芽的互花米草進行翻耕,這種綜合治理方法能夠有效阻斷互花米草的有性繁殖和無性繁殖,尤其適用于冬季寒冷的北方潮間帶的互花米草防控[18]。

物理防治優點為安全環保,對環境污染程度低,可以持續發揮抑制作用;缺點為防治效果較慢,人力、物力消耗較大,在互花米草密度較高的情況下,使用該方法不能達到迅速減少的目的。

3.3 生物防治

美國休斯頓大學環境學院利用互花米草的天敵———光蟬(Prokelisiamarginata)進行生物防治試驗,研究表明,在溫室中光蟬使互花米草的生物量明顯減少,減少量近50%[14]。此外,生物替代技術也被廣泛應用于治理互花米草。目前應用較多的是利用蘆葦(Phragmitesaustralis)、海三棱藨草(Scirpusmariqueter)以及無瓣海桑(Sonneratiaapetala)等本地物種對互花米草進行生物替代,其中,無瓣海桑林分密度達到2 200株·hm-2時,互花米草生長指標顯著下降,幾乎消退[19]。

生物防治的優點為對人畜安全無毒,不對生態環境造成污染;缺點為相較于化學防治,操作繁瑣,成本較高。由于生物防治的效果易受到環境因素的影響且不如化學防治速效,人工繁育有益生物的技術難度較高,針對互花米草,能被大量釋放的天敵昆蟲種類不多,而且多數天敵昆蟲作用范圍較窄,同時釋放天敵昆蟲也有不當引入外來物種的風險,因此,應盡量使用本地物種進行生物替代。

4 針對煙臺地區互花米草的治理建議

4.1 制定分區綜合治理方案

化學防治、物理防治和生物防治各有利弊,單一的處理方式未必能很好地控制互花米草的生長繁殖。因此,要想徹底有效治理互花米草,需要將這幾種治理方法結合,從而形成更低成本、更高效益的治理方式,提升治理效能。煙臺市目前多使用對環境友好的物理方式治理互花米草,從治理效果來看,應多總結圍堰治理互花米草相關經驗,尋求可行的替代方法。根據互花米草生長密度、分布面積等指標,形成區域化的治理措施。同時應進行化學治理的試點工作,驗證化學藥物的治理效果和生態風險,以探索安全高效的治理方式。

4.2 建立監測預警長效機制

堅持“打早打小”與防患未然原則,加強岸灘巡查力度,密切注意互花米草生長分布情況,結合遙感和建模等技術,構建互花米草時空防控體系[21],預判互花米草可能入侵的區域及時間,制定專項檢查制度,對出現零星分布的互花米草及早發現,及時清除,減少互花米草定植危害。

4.3 建立跨市多部門聯動防控體系

各地市單獨開展治理,效果不明顯,為解決這一問題,應開展聯合治理工作。煙臺市聯合青島市,組織海洋發展和漁業、生態環境、科技等部門,完善海陸統籌聯動保護海洋環境工作機制,協同組織互花米草調查、監測、評估和預警工作,開展聯合治理行動,防止互花米草的二次傳播和反復入侵。