晉江靈源山外來入侵植物調(diào)查分析與管理對策的探討

楊皖喬,鄭世群,劉夢昕,劉金福,何中聲,徐道煒

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院,福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)海峽自然保護(hù)區(qū)研究中心,福州 350002)

晉江靈源山外來入侵植物調(diào)查分析與管理對策的探討

楊皖喬,鄭世群,劉夢昕,劉金福,何中聲,徐道煒

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院,福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)海峽自然保護(hù)區(qū)研究中心,福州 350002)

調(diào)查表明,晉江靈源山118科363屬507種維管束植物中,有外來入侵物種16科39屬43種,分別占13.56%,10.74%和8.48%。其中,菊科最多,有16種,占37.19%；生活型以草本最多,有34種,占79.07%；原產(chǎn)地以美洲最多,有32種,占74.42%；引入途徑以無意傳入最多,有28種,占65.12%。通過對靈源山41個樣地的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),假臭草入侵最嚴(yán)重；在各種森林植被中,巨尾桉群落外來入侵現(xiàn)象較嚴(yán)重?；陟`源山外來入侵植物發(fā)展現(xiàn)狀,揭示了其對森林生態(tài)系統(tǒng)的危害,提出生態(tài)保護(hù)建議與防治對策。

靈源山；外來入侵植物；管理對策；生物入侵

外來入侵植物是指從自然分布區(qū)(可以是其他國家或本國其他地區(qū))通過有意或無意的人類活動而被引入,并在當(dāng)?shù)氐淖匀换虬胱匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)中形成了自我再生能力,給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)或景觀造成明顯損害或影響的植物[1]。目前,外來入侵植物的問題屢見不鮮,全國各地陸續(xù)報道關(guān)于外來入侵植物的入侵困擾。有關(guān)福建省外來入侵植物現(xiàn)狀,只有零星的研究[2-5]。靈源山地處東南沿海經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的城鄉(xiāng)結(jié)合部,周邊人口密集,對外交流頻繁,加上該山歷來宗教信仰盛行,山路、寺廟較多,尤其近年來休閑旅游的快速發(fā)展,使其生態(tài)環(huán)境受到較嚴(yán)重的人為干擾。為了保護(hù)靈源山的自然景觀、生態(tài)環(huán)境和本土植物,防止外來入侵植物對靈源山自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞,本文通過對靈源山森林植被中的外來入侵植物的調(diào)查研究,深入分析靈源山外來入侵植物發(fā)展現(xiàn)狀,揭示其對森林生態(tài)系統(tǒng)的危害,提出生態(tài)保護(hù)建議與防治對策。

1 研究地概況

靈源山位于福建省晉江市中部(24°54′N,118°59′E),鄰近北回歸線,地勢東南高,西北低,海拔305m。屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū),夏無酷暑,冬無嚴(yán)寒。年平均氣溫在20～21℃之間；年平均降水量911.7～1 231.0mm,但是分配不均勻,春、夏兩季多雨,秋、冬兩季少雨；日照充足,熱量豐富,年總積溫高達(dá)7 000～7 800℃,年均累計日照大于6h的日數(shù)有198.4d,是全年總?cè)諗?shù)的54.4%；季風(fēng)明顯,全年夏季以西南風(fēng)為主,春、秋、冬季以東北風(fēng)為主[6]。土壤以南方亞熱帶低山丘陵紅壤為主。植物種類和植被類型較為單調(diào),植物群落以次生林和人工林為主,主要有馬尾松(Pinusmassoniana)林、臺灣相思(Acaciaconfusa)林、巨尾桉(Eucalyptusgrandis×E.urophylla)林和各種經(jīng)濟(jì)林等。

2 研究方法

2.1樣地設(shè)置與調(diào)查

將研究區(qū)按自然地形特點和面積劃分為若干調(diào)查區(qū)域,在各區(qū)域內(nèi)相對均勻地布設(shè)調(diào)查路線,采用線路調(diào)查法記錄所見維管束植物種類及其基本情況,統(tǒng)計外來入侵物種組成及所占比例。在每個區(qū)域中,采用典型取樣法,根據(jù)不同群落類型和不同地形條件確定調(diào)查點,設(shè)置調(diào)查樣方,總計調(diào)查41個樣方。樣方大小為20m×20m,記錄群落基本情況,對喬木層種類作每木檢尺；在樣方中,沿兩條對角線的4個方向,及樣方中心點位置,按典型取樣法布設(shè)5個2m×2m的小樣方,調(diào)查灌木層和層間植物的種名、基徑、株數(shù)(蓋度)等；在每個2m×2m小樣方中各選取1個1m×1m小樣方,調(diào)查草本層植物的種名、平均高度、株數(shù)、蓋度；而后針對其中的外來入侵物種作進(jìn)一步統(tǒng)計分析。

2.2重要值計算

重要值是表示某個種在群落中的作用和地位的綜合數(shù)量指標(biāo),用來確定其在群落中的優(yōu)勢度[7]。

相對多度(RA)=(某個種的個體數(shù)/所有種的個體數(shù)總和)×100%

(1)

相對頻度(RF)=(某個種的頻度/所有種的頻度總和)×100%

(2)

相對顯著度(RD)=(某個種的胸高斷面積之和/所有種的胸高斷面積總和)×100%

(3)

相對蓋度(RC)=(某個種的蓋度/所有種的蓋度總和)×100%

(4)

喬木層重要值(IV1)=(RA+RF+RD)/3

(5)

灌木層、草本層重要值 (IV2)=

(RA+RF+RC)/3

(6)

3 結(jié)果與分析

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),靈源山維管束植物118科363屬507種,經(jīng)查閱相關(guān)資料[8-14],確定其中來自其他國家的外來入侵植物有16科39屬43種,占總科屬種數(shù)的比例分別為13.56%,10.74%和8.48%。具體種類及其基本情況如表1所示。

3.1種類組成分析

菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、莧科(Amaranthaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)這4科植物組成了靈源山外來入侵植物的主體,共計26種,占總種數(shù)的一半以上(60.47%)。其中,菊科最多,有16種,占37.19%；其次是莧科4種,占9.29%；禾本科和大戟科各3種,占6.98%；含羞草科(Mimosaceae)、馬鞭草科(Verbenaceae)、酢漿草科(Oxalidaceae)、蝶形花科(Fabaceae)、玄參科(Scrophulariaceae)均為2種,占4.65%；旋花科(Convolvulaceae)、天南星科(Araceae)、馬齒莧科(Portulacaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、錦葵科(Malvaceae)、茄科(Solanaceae)、龍舌蘭科(Agavaceae)均為1種,占2.33%。

表1 晉江靈源山外來入侵植物

注:“比例”表示該科植物種數(shù)占所有外來入侵植物種數(shù)的百分比；“*”表示國家環(huán)?？偩止纪鈦砣肭治镏参?；II表示有意引入,UI表示無意引入,NI表示自然傳入。

屬的成分也較為豐富,多是單種屬,共39屬。其中,鬼針草屬(Bidens)、莧屬(Amaranthus)、白酒草屬(Conyza)和酢漿草屬(Oxalis)均含2種,其余35屬各含1種。

3.2生活型分析

靈源山的外來入侵植物,大部分為草本,達(dá)34種,占79.07%；其次為灌木,共6種,占13.95%；喬木3種,占6.98%?？梢钥闯?草本植物是靈源山外來入侵植物的主要構(gòu)成部分,可能是因為大多數(shù)草本為一年生植物,種子數(shù)量多且個體較小,極易傳播,加之靈源山地區(qū)氣候溫暖濕潤,使得草本植物能在短時間內(nèi)迅速繁殖。

3.3原產(chǎn)地分析

所調(diào)查到的種類,原產(chǎn)美洲的最多,有32種,占74.42%；原產(chǎn)非洲的種類其次,有5種,占11.63%；原產(chǎn)亞洲的有3種,占6.98%；原產(chǎn)歐洲的有2種,占4.65%；原產(chǎn)大洋洲的僅1種,占2.32%?？梢?靈源山的外來入侵植物主要起源于美洲。

3.4引入途徑分析

靈源山43種外來入侵植物中,15種是人為有目的引入的,占34.88%。其中作為飼料或牧草引入的有紅毛草(Rhynchelytrumrepens)、酢漿草(Oxaliscorniculata)、大薸(Pistiastratiotes)等,作為食物引入的有木薯(Manihotesculenta),作為觀賞植物引入的有馬纓丹(Lantanacamara)、腫柄菊(Tithoniadiversifolia)等；作為油脂作物引入的有蓖麻(Ricinuscommunis)。隨著人類活動無意傳入或自然傳入的有28種,占總數(shù)的65.12%。其中隨植物引種帶入的有棕葉狗尾草(Setariapalmifolia)、皺果莧(Amaranthusviridis)等,隨國際貨物和農(nóng)產(chǎn)品的輸入而帶入的有三葉鬼針草(Bidenspilosa),隨人類交通工具傳播入侵的有小飛蓬(Conyzacanadensis)、牛膝菊(Galinsogaparviflora)等?？梢?靈源山外來入侵植物的主要入侵途徑總體上以人類活動為主。人類有意識或無意識的行為都能引起外來物種入侵?？傮w上,該地區(qū)惡性外來入侵植物種類較少,對生態(tài)的破壞也較小。

3.5森林群落中的外來入侵植物

3.5.1主要森林群落外來入侵植物分析

天然林中的臺灣相思群落和馬尾松群落、人工林巨尾桉群落是靈源山3種主要森林群落。在41個樣方中,馬尾松林有13個樣方,臺灣相思林有7個樣方,巨尾桉林有12個樣方,其他非主要群落有9個樣方。通過對這兩種群落的調(diào)查統(tǒng)計,得出這2種群落中不同層次的主要外來入侵物種及其在相應(yīng)層次所占的重要值,并將其與人工種植的巨尾桉林相比較,其基本情況如表2所示。

表2 靈源山主要森林群落主要外來入侵植物及其重要值

(續(xù)表)

結(jié)果表明,馬尾松群落中的外來入侵植物在種類上最多,有7種,臺灣相思群落和巨尾桉群落其次,各6種。巨尾桉群落的外來入侵植物重要值最大,為25.51%；其次為馬尾松群落,重要值為22.62%；臺灣相思群落最小,為20.94%。馬尾松群落中的外來入侵植物相對多度和相對蓋度的值都小于臺灣相思群落,而相對頻度卻較大。原因可能是:馬尾松群落多分布于中上坡,人為干擾強(qiáng)度較弱,且馬尾松林稀疏透光,郁閉度較臺灣相思林小,更適宜外來入侵植物,外來入侵植物適宜的范圍更廣。臺灣相思群落主要集中在南坡和東南坡,降水集中,更有利于外來入侵植物生長。馬尾松群落的外來入侵植物重要值要大于臺灣相思群落,可見馬尾松群落外來入侵現(xiàn)象較嚴(yán)重。作為人工林的巨尾桉林,受干擾的蓋度和頻度都大于馬尾松林和臺灣相思林,群落結(jié)構(gòu)相對不穩(wěn)定,更容易受到外來植物的入侵。外來入侵植物在道路邊緣、荒地等地方相對密度較大,入侵現(xiàn)象最嚴(yán)重。

3.5.2不同層次森林群落外來入侵植物分析

通過統(tǒng)計41個調(diào)查樣方記錄,得出森林植被中不同群落層次的主要外來入侵物種的種類及其在該群落的重要值,其基本情況如表3所示。

表3 靈源山森林群落不同層次主要外來入侵植物及其重要值

結(jié)果表明,森林植被中的喬木入侵種較少,僅見2種,灌木有4種,草本最多,有8種。且草本入侵種在該層中所占重要值也較大,故入侵現(xiàn)象最嚴(yán)重。就不同外來種而言,喬木入侵種中,銀合歡(Leucaenaleucocephala)最多,重要值為1.36%；刺桐(Erythrinavariegata)其次,重要值為0.11%。灌木入侵種中,馬纓丹最多,重要值為5.72%；銀合歡其次,其重要值為0.73%；其余值均不是很突出,大小相差無幾,如木薯、假煙葉樹(Solanumverbascifolium),其重要值為0.19%,0.16%。草本入侵種中,假臭草(Eupatoriumcatarium)最多,重要值為11.89%；三葉鬼針草其次,重要值為1.69%；小飛蓬和白花鬼針草(Bidenspilosavar.radiata)重要值分別為0.97%和0.74%；棕葉狗尾草、勝紅薊(Ageratumconyzoides)、酢漿草、紅毛草重要值比較小,分別為0.29%,0.23%,0.17%,0.07%。由此可見,假臭草對靈源山入侵最嚴(yán)重,占絕對優(yōu)勢,馬纓丹次之；而紅毛草、刺桐等,在個體數(shù)、優(yōu)勢度上都不占優(yōu)勢。靈源山外來入侵優(yōu)勢物種有喬木植物銀合歡、灌木植物馬纓丹、草本植物假臭草。

4 靈源山外來入侵植物危害

1) 嚴(yán)重破壞生態(tài)系統(tǒng),加快生物多樣性喪失。外來入侵生物成功入侵森林植被后,有較強(qiáng)的適應(yīng)性和繁殖能力。如靈源山入侵物種中的假臭草個體數(shù)、頻度、顯著度上優(yōu)勢都非常大,通過競爭和改變生態(tài)環(huán)境等方式嚴(yán)重威脅本地物種,使它們難以生長,導(dǎo)致本地的物種數(shù)量急劇減少,嚴(yán)重影響群落的生態(tài)系統(tǒng)多樣性、生物物種和遺傳資源多樣性,對生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。值得警惕的是,調(diào)查的外來入侵植物中有多種植物先后被國家環(huán)保總局公布為外來入侵物種。豚草(Ambrosiaartemisiifolia)、飛機(jī)草(Eupatoriumodoratum)、空心蓮子草(Alternantheraphiloxeroides)由于入侵普遍性高,危害較嚴(yán)重,已在2003年被國家環(huán)?？偩止紴榈谝慌鈦砣肭治锓N[12]；而馬纓丹、銀膠菊(Partheniumhysterophorus)、刺莧(Amaranthusspinosus)、大薸、土荊芥(Chenopodiumambrosioides)在2010年被國家環(huán)保總局公布為第二批外來入侵物種[13]；鉆形紫菀(Astersubulatus)、三葉鬼針草、一年蓬、假臭草、小飛蓬在2014年被國家環(huán)保總局公布為第三批外來入侵物種[14]。雖然有些現(xiàn)在尚處于種群形成階段,尚未成為優(yōu)勢種,但它們的繁殖能力和對環(huán)境的適應(yīng)性都極強(qiáng),一旦擴(kuò)散蔓延,將對靈源山生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成極大的破壞,潛在的危險性很大。

2) 嚴(yán)重危害農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。靈源山有很多人工林,而很多外來入侵植物是危害嚴(yán)重的雜草。外來入侵植物在適宜的氣候和生態(tài)條件下瘋狂生長,通過與本土物種爭奪陽光、水分和養(yǎng)分,降低農(nóng)作物的產(chǎn)量。大多數(shù)外來入侵植物經(jīng)濟(jì)利用價值極低,無法轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。同時,清除這些入侵植物又需要大量的人力物力,增加了經(jīng)濟(jì)成本。

3) 威脅人類健康。部分外來入侵物種除了對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)造成損失外,還會直接威脅人類身體健康。靈源山主要入侵植物的小蓬草、豚草等就會威脅人類健康。據(jù)調(diào)查,小蓬草通過化感物質(zhì)抑制其他植物的生長,它的汁液對皮膚也有刺激作用[15]；豚草產(chǎn)生的花粉是人類花粉過敏癥的主要病原物,所引起的“枯草熱”對人類健康造成極大的危害[16]。

5 靈源山外來入侵植物管理對策

1) 廣泛宣傳,提高居民對入侵植物的認(rèn)識。防治外來植物侵入是一項全社會性的工作,需要全社會共同努力。但是在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼐用駥θ肭种参锏姆婪兑庾R比較淡薄,了解比較少,甚至不知道有些種類是外來入侵種。究其原因是因為其中很多外來入侵種并沒有造成困擾,有些種類甚至經(jīng)過有效地開發(fā)利用,給他們生活帶來一定的積極影響。所以,要經(jīng)常深入宣傳外來有害植物的危險性和對生境的破壞,提高當(dāng)?shù)鼐用駥ν鈦碛泻χ参锓N類和破壞程度的認(rèn)識,充分調(diào)動居民積極性,引導(dǎo)他們對外來入侵植物的正確認(rèn)知。使防治外來有害植物成為全社會的工作,才能有效遏制外來有害植物的入侵和蔓延。

2) 對外來入侵植物資源化利用。多數(shù)研究者對一味抵制外來入侵植物持反對態(tài)度[17]。外來入侵植物雖然對本地區(qū)生態(tài)環(huán)境和生物多樣性有危害作用,但是其中部分植物還是具有一定的食用、藥用、觀賞、經(jīng)濟(jì)價值。例如:鬼針草傳入中國已有一百多年歷史,對高血壓、痢疾、腸炎等疾病有一定療效,已經(jīng)是中國民間常用草藥；木薯的塊根淀粉是工業(yè)上的主要制淀粉原料之一。因此,在防治靈源山外來入侵植物時,應(yīng)優(yōu)先考慮對它們進(jìn)行篩選并開發(fā)挖掘有用價值,其次才是管理和防治。

3) 加強(qiáng)植物檢疫，建立外來入侵植物評估體系。廈門市報道了發(fā)現(xiàn)加拿大一枝黃花(Solidagocanadensis)等惡性入侵植物,但在靈源山尚未發(fā)現(xiàn)。所以加強(qiáng)植物檢疫是控制外來有害植物入侵的最為有效,也是最為關(guān)鍵的手段。靈源山生態(tài)環(huán)境已經(jīng)被破壞,生態(tài)系統(tǒng)抵抗力并不強(qiáng),惡性外來有害植物一旦入侵,將給靈源山的生態(tài)系統(tǒng)帶來滅頂之災(zāi)。建立并完善防治入侵植物的機(jī)構(gòu)和體系,提高檢疫工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和能力已是當(dāng)務(wù)之急。尤其是在引進(jìn)園林綠化觀賞植物、經(jīng)濟(jì)植物時,要嚴(yán)格管理和監(jiān)控,科學(xué)地評估并預(yù)測其危險性,制定科學(xué)的引種規(guī)劃。

4) 防治外來有害植物，積極發(fā)展鄉(xiāng)土植物。建議對已經(jīng)入侵靈源山森林植被,對靈源山生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害的入侵植物馬纓丹、假臭草,以及外來物種入侵比較嚴(yán)重的馬尾松群落采取有針對性的滅殺行動。人工防治、化學(xué)防治、生物防治相結(jié)合,達(dá)到綜合防治的目的。豚草、飛機(jī)草、五爪金龍(Ipomoeacairica)等尚未成功入侵,危害程度較輕的種類往往呈零星分布,對生物多樣性或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等暫未造成明顯危害,存在隱藏風(fēng)險,需要嚴(yán)密監(jiān)控其擴(kuò)散狀況。應(yīng)積極發(fā)展本土植物,建立以本地物種為主的穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),增強(qiáng)群落對外來入侵植物的抵抗力,達(dá)到對入侵有害植物長期控制的目標(biāo)。

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StudyontheInvestigationandManagementStrategyoftheAlienInvasivePlantsinLingyuanMountains,JinjiangCity

YANG Wanqiao,ZHENG Shiqun,LIU Mengxin,LIU Jinfu,HE Zhongsheng,XU Daowei

(1.CollegeofForestry,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China;2.Cross-straitNatureReserveResearchCenter,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China)

There are 507 kinds of vascular plants which belong to 363 generals in 118 families in Lingyuan Mountains.The result shows that there are 43 species alien invasive plants among these plants(accounting for 8.48%),the 43 species come from 39 generals(10.47%) and the 39 generals are from16 families(13.56%).Among them,the highest proportion is the Asteraceae family.There are 16 species in the Asteraceae family,accounting for 37.19% of the total invasive species.The terrestrial herb which belongs to the life was the most abundant and there are 34 species(79.07%).The number of species from America was 32,which was the most,and accounted for 74.42% of the total species number.28 species(65.12%) were introduced unintentionally.According to the analysis of the survey of 41 forest communities in Lingyuan Mountains,Eupatoriumcatariumis the biggest invader and has caused great damage to the species of Lingyuan Mountains.In all kinds of the forest vegetation,there are the most alien invasive species in theEucalyptusgrandis×E.urophyllacommunity.This article shows the damage of invasive species to the ecosystem of Lingyuan Mountains.And suggestions and preventions are raised to protect the ecosystem.

Lingyuan Mountains,alien invasive plant,control strategy,biological invasion

Q948.2

A

1002-6622(2017)05-0086-07

10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.05.015

2017-08-25；

2017-09-26

晉江市農(nóng)業(yè)局項目(KHCZ16018)

楊皖喬(1992-),男,江蘇南京人,在讀碩士,主要研究方向:城市林業(yè)。Email:840185404@qq.com

鄭世群(1971 - ),男,福建尤溪人,副教授,博士,主要研究方向:樹木學(xué),野生動植物保護(hù)與利用。

Email:fjzsq@126.com