山東曲阜孔林外來入侵植物區(qū)系調(diào)查和生態(tài)環(huán)境預(yù)警

趙 灝(昌樂第二中學(xué)，山東昌樂262400)

孔林是孔子及其后裔的家族墓地，與孔府、孔廟并稱“三孔”，是全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，1994年被收入《世界遺產(chǎn)名錄》，2007年被國(guó)家旅游局正式批準(zhǔn)為國(guó)家5A級(jí)旅游景區(qū)［1］?？琢治挥谇烦潜?，是我國(guó)規(guī)模最大、持續(xù)年代最長(zhǎng)的人工園林，其占地面積約200 hm2，周圍以長(zhǎng)為7.25 km、高為3～4 m、厚約5 m的垣墻與外界阻隔［2］，具有相對(duì)封閉、保存完整的自然植被和人文景觀。作為人工培育和自然演替的植被綜合體，孔林具有獨(dú)特的植物類型和豐富的物種多樣性，據(jù)文獻(xiàn)［2-7］和曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院標(biāo)本館收錄的標(biāo)本記載，孔林內(nèi)共有維管植物314種，隸屬76科219屬。但是，孔林不同于一般園林，作為家族墓地，頻繁的喪葬活動(dòng)和為防火進(jìn)行的每年一次的秋季大規(guī)模林下植物割伐行動(dòng)使地表草本層和灌木層的植物更替周期較短，不能形成穩(wěn)定的植物群落;加之多年生木本植物缺乏長(zhǎng)期的輔育和有效管理［2］，整體的生態(tài)系統(tǒng)比較脆弱。特別是近年來隨著三孔旅游的升溫，相對(duì)封閉的地理格局正逐漸被打破，體現(xiàn)在植物區(qū)系上的重要改變是一些外來入侵植物逐年增加，而一些本土植物的分布區(qū)正在逐漸縮小。

外來植物入侵目前已經(jīng)成為威脅全球生態(tài)安全和生物安全的嚴(yán)重問題［8-10］。這些外來植物優(yōu)越的擴(kuò)展力和強(qiáng)勢(shì)的競(jìng)爭(zhēng)性非常容易建立優(yōu)勢(shì)種群，并通過搶占本土植物生態(tài)位和競(jìng)爭(zhēng)有限的養(yǎng)料等削減本地植物的種群數(shù)量和降低其物種多樣性水平，改變生態(tài)系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)可以形成單植物群落，嚴(yán)重破壞植被景觀，威脅地區(qū)生態(tài)平衡［9-10］。據(jù)農(nóng)業(yè)部外來入侵生物預(yù)防與控制研究中心“我國(guó)外來入侵物種數(shù)據(jù)庫(http://www.chinaias.cn/wjPart/SpeciesSearch.aspx?speciesType=3)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前共有外來入侵植物352種，具有植物種類多、發(fā)生時(shí)間早和暴發(fā)成災(zāi)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。由于孔林具有相對(duì)區(qū)域封閉和頻繁人為干擾的特殊性，給外來植物入侵提供了侵入和快速擴(kuò)展的機(jī)會(huì)。為此，筆者定期對(duì)孔林外來植物區(qū)系進(jìn)行了調(diào)查，旨在為保護(hù)孔林自然景觀的永續(xù)發(fā)展和維護(hù)其生態(tài)的動(dòng)態(tài)平衡提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地概況 孔林位于36°36'E、117°42'N，曲阜城北。氣候類型屬于暖溫帶季風(fēng)性大陸氣候，四季分明，降水主要集中在夏季，年均降水672.1 mm。

1.2 研究方法 采用野外照相、記錄和標(biāo)本采集相結(jié)合的方法對(duì)孔林外來入侵植物區(qū)系開展全面調(diào)查，調(diào)查時(shí)間主要集中在2013、2014年的4～10月以及2015年的5月。后期標(biāo)本的鑒定在曲阜師范大學(xué)標(biāo)本館內(nèi)完成。為比較外來入侵植物的變化動(dòng)態(tài)，同時(shí)查閱了近10年儲(chǔ)存在曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院標(biāo)本室的765號(hào)孔林植物臘葉標(biāo)本。根據(jù)文獻(xiàn)［9-11］以及2個(gè)中國(guó)外來入侵植物數(shù)據(jù)庫(http://www.agripests.cn/base23.asp?page=1＆ip=和 http://www.chinaias.cn/wjPart/SpeciesSearch.aspx?speciesType=3)對(duì)孔林入侵植物的種類、隸屬科屬、原產(chǎn)地、危害性、屬種的分布區(qū)類型以及在孔林內(nèi)的整體分布情況進(jìn)行全面匯總和歸類。

2 結(jié)果與分析

2.1 外來入侵植物的種類組成及分布特點(diǎn) 通過該次調(diào)查，孔林內(nèi)共發(fā)現(xiàn)入侵植物16種，占全部記錄植物種類［2-7］的5%左右，其中只有節(jié)節(jié)草是蕨類植物，其余15種植物均為被子植物。全部的16種植物隸屬11科15屬，除莧科、菊科、大戟科和禾本科包括2或3種植物外，其余均以單科單屬的形式出現(xiàn)(表1)，充分體現(xiàn)了入侵植物的偶發(fā)性和隨機(jī)性。

就各種植物在孔林內(nèi)的分布而言，16種入侵植物的情況并不一致。其中垂序商陸的分布范圍最廣，幾乎在孔林全區(qū)分布，且多以高大草本的形式出現(xiàn)，但該植物很少形成大面積的群落，多零散或幾棵集中分布在孔林各處。和垂序商陸不同，小蓬草和一年蓬都是菊科植物，該2種植物的分布比較集中，多以小片種群的形式出現(xiàn)。而蓖麻和紫茉莉則僅零星出現(xiàn)。

此外，對(duì)比曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院標(biāo)本室的近10年收集的標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)16種外來入侵植物并非僅在調(diào)查期間臨時(shí)出現(xiàn)，而是已經(jīng)成為孔林植物的穩(wěn)定組成，在歷年收集的植物標(biāo)本均有出現(xiàn)。

表1 孔林外來入侵植物名錄

2.2 外來入侵物種的原產(chǎn)地、分布區(qū)類型和侵入原因 對(duì)16種植物進(jìn)行分析，其中原產(chǎn)地為美洲的最多，占全部入侵植物的56%，亞洲次之，為31%，非洲最少，為6%;并且大多數(shù)植物原產(chǎn)地為單個(gè)大洲，只有13%的物種原產(chǎn)地同時(shí)包括歐洲和亞洲(圖1和表1)。

根據(jù)吳征鎰等［11］對(duì)中國(guó)被子植物科屬分布區(qū)的劃分，15種被子植物被歸為7種分布區(qū)類型(表1)，其中世界廣布最多，占入侵植物的40%，其次為泛熱帶和北溫帶分布，分別占33%和20%，此外，熱帶亞洲至熱帶非洲、東亞及熱帶南美間斷、舊世界北溫帶地中海區(qū)、西亞至中亞等分布區(qū)類型在孔林入侵植物中均有涉及。

另外，縱觀孔林入侵植物的整體特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，16種入侵植物多為國(guó)內(nèi)已經(jīng)歸化的野生植物，且以一般性雜草類居多，只有垂序商陸、裂葉牽牛、蓖麻和紫茉莉?yàn)樵耘嘀参镆萆纬?。結(jié)合目前孔林內(nèi)該16種入侵植物的分布特點(diǎn)估計(jì)，蓖麻和紫茉莉有可能是早期作為觀賞植物人為有意栽培后產(chǎn)生的零星后代，而其他14種植物應(yīng)該均為無意引入或自然入侵產(chǎn)生的。

3 結(jié)論與討論

外來入侵植物能夠改變本地植物區(qū)系的組成和多樣性已經(jīng)被人們所熟識(shí)［12-15］。目前在孔林內(nèi)共發(fā)現(xiàn)16種入侵植物，隸屬于11科15屬，其中50%以上的種類原產(chǎn)地為美洲，現(xiàn)多以歸化或逸生的一般雜草形式出現(xiàn)。據(jù)早期學(xué)者對(duì)山東省外來入侵植物的研究［16］，外來入侵植物在山東植物區(qū)系中占有重要的比例，達(dá)到39.03%，且以薔薇科和豆科為最多，來自該2個(gè)科的外來植物占全省外來植物總種數(shù)的15.11%，同時(shí)外來植物屬的地理分布以溫帶成分占優(yōu)勢(shì)。但是對(duì)比孔林目前入侵植物的特點(diǎn)可以明顯看出，該研究中16種入侵植物并沒有明顯的科屬優(yōu)勢(shì)，基本上以比較隨機(jī)的單屬、單種的形式存在，其分布區(qū)類型也以世界廣布和泛熱帶居多，和山東整體外來入侵植物的區(qū)系特點(diǎn)并不一致，上述特點(diǎn)和孔林作為旅游景點(diǎn)的復(fù)雜游人結(jié)構(gòu)有重要的關(guān)系。另外，就分布特點(diǎn)而言，孔林16種入侵植物多以零散或小種群分布的狀態(tài)存在，對(duì)孔林內(nèi)大多數(shù)植物的生長(zhǎng)目前還未構(gòu)成嚴(yán)重影響，但潛在的威脅明顯。如垂序商陸，其高大的植株對(duì)底層草本具有明顯的遮蔽作用，盡管目前該物種極少以大數(shù)量聚居的形式存在，并且孔林每年秋季的定期割伐也在一定程度上限制了其快速擴(kuò)散，但是由于垂序商陸是多年生植物，地面的割伐不能完全控制其數(shù)量，且垂序商陸種子量相對(duì)較多，多散布在母體周圍，其漿果可以通過鳥類進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播等，因此，入侵優(yōu)勢(shì)明顯，一旦放松管理，其強(qiáng)勢(shì)的競(jìng)爭(zhēng)力將對(duì)本地植被產(chǎn)生嚴(yán)重影響。垂序商陸原產(chǎn)北美洲，目前在亞洲和歐洲均已成功分布。最近的研究顯示，在我國(guó)該種已開始對(duì)沿海的森林生態(tài)構(gòu)成威脅［14］。

此外，值得關(guān)注的孔林外來入侵植物還有小蓬草和一年蓬，該2個(gè)物種均隸屬菊科植物，都能產(chǎn)生大量具有冠毛的瘦果，既利于子代在母體周圍聚集也便于種子的長(zhǎng)距離傳播，其分布區(qū)不斷擴(kuò)展的態(tài)勢(shì)非常明顯;而孔林秋季的割草時(shí)間又與兩物種的種子成熟季節(jié)吻合，大范圍的收割和運(yùn)輸對(duì)于菊科植物種子的擴(kuò)散十分有利;加之小蓬草的根部能分泌化感物質(zhì)對(duì)其他植物具有明顯的排它性等［10］，均使該2種植物成為孔林目前最具威脅的入侵植物。Shah等［15］研究表明，在入侵地小蓬草的數(shù)量和本地植物的豐富度呈明顯負(fù)相關(guān)，但在原產(chǎn)地則呈正或不相關(guān)，說明小蓬草對(duì)非本土范圍的植物多樣性具有明顯的抑制作用。目前孔林內(nèi)小蓬草的分布已經(jīng)出現(xiàn)了小種群聚居的現(xiàn)象，如果不采取有力措施進(jìn)行防范，勢(shì)必削弱孔林植物區(qū)系的多樣性水平和破壞孔林長(zhǎng)期維護(hù)的自然景觀。同時(shí)，一些在小范圍內(nèi)發(fā)生的植物，如裂葉牽牛也需要引起注意，作為藤本植物，裂葉牽牛對(duì)中低層灌木和草本的纏繞和遮擋以及在水分和光照的競(jìng)爭(zhēng)等方面也對(duì)孔林植物造成不同程度的危害。

孔林作為三孔的重要組成部分，其歷史文化意義遠(yuǎn)勝園林本身，因此，如何維持孔林的人文景觀和自然景觀的和諧穩(wěn)定，是對(duì)孔林歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)的重中之重。當(dāng)前，對(duì)林內(nèi)古木的保護(hù)已經(jīng)納入日程，其中66棵最具代表性的古樹名木不但進(jìn)行了信息登錄而且采取了衛(wèi)星定位［17］。但是對(duì)于孔林古木所依賴的整體生態(tài)環(huán)境的變化，特別是伴隨旅游發(fā)展所導(dǎo)致的外來植物入侵的現(xiàn)狀，以及由此可能出現(xiàn)的生態(tài)影響則缺少必要的關(guān)注和實(shí)時(shí)的監(jiān)控。該研究結(jié)果已經(jīng)對(duì)入侵植物的潛在危害發(fā)出預(yù)警，應(yīng)引起有關(guān)管理部門的高度重視，并提前制定一些切實(shí)有效的防范措施，對(duì)入侵植物現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以保證孔林生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡和綜合景觀的可持續(xù)發(fā)展。

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