天津大黃堡省級自然保護區(qū)外來入侵植物的調(diào)查與分析

李中林， 孟煒淇， 楚克林， 韓向楠， 劉坤， 秦衛(wèi)華

摘要：以天津大黃堡省級自然保護區(qū)為研究對象，通過樣線法對外來入侵植物進行調(diào)查，分析和研究保護區(qū)外來入侵植物的種類組成、生活型、原產(chǎn)地、區(qū)系、入侵途徑等。結(jié)果表明，保護區(qū)內(nèi)外來入侵植物共27種，隸屬于13科21屬，其中以莧科的種類最多，有6種;入侵植物以草本植物為主，占入侵植物總種數(shù)的88.89%;入侵植物主要來自美洲，占總種數(shù)的70.37%;入侵途徑多樣，以有意引入和無意傳播途徑為主。

關(guān)鍵詞：大黃堡省級自然保護區(qū);外來入侵植物;調(diào)查;區(qū)系特征;防治建議

中圖分類號：X173文獻標志碼：A文章編號：1003-935X（2021）02-0020-08Investigation and Analysis of Alien Invasive Plants in

Dahuangpu Nature ReserveLI Zhonglin1，MENG Weiqi1，CHU Kelin1，HAN Xiangnan1，LIU Kun2，QIN Weihua1

（1.Nanjing Institute of Environmental Sciences，Ministry of Ecology and Environment，Nanjing 210042，China;

2.College of Life Sciences，Anhui Normal University，Wuhu 241000，China）Abstract：Based on field surveys of invasive plants，we determined the species composition，life forms，origin，flora characteristics and invasion pathways of alien plants based on a line-transect method in Dahuangpu Nature Reserve，Tianjin City.There were 27 species of alien invasive plants in the reserve，belonging to 13 families and 21 genera，6 species of which belonged to Amaranthaceae.The invasive plants were mainly herbs，accounting for 89% of the total number of invasive plants. Alien invasive plants coming from America account for 70% of the total number of invasive plants recorded.The invasive plants were most likely introduced both intentionally and unintentionally.

Key words：Dahuangpu Nature Reserve;invasive plants;investigation;flora characteristics;prevention and control recommendations

由人類活動引發(fā)的有意或無意行為，導(dǎo)致外來植物帶入本地區(qū)，并在自然生境中形成了種群，成為威脅本地生態(tài)系統(tǒng)正常功能的外來物種稱之為外來入侵種[1]。外來入侵種大致可分為動物、植物、病菌、害蟲這4大類，這些入侵種類造成的影響已經(jīng)成為危害本地生物和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的一個重要因素。入侵植物指通過自然和人類活動等無意或有意地傳播或引入到異域的植物，通過歸化自身建立可繁殖的種群，進而影響侵入地的生物多樣性，使其生態(tài)環(huán)境受到破壞，并造成經(jīng)濟影響或損失[2]。入侵植物能改變植物群落結(jié)構(gòu)、搶奪植物生存資源，被認為是除棲息地破壞以外導(dǎo)致生物多樣性喪失的第二大因素[3]，已成為全球性的生態(tài)環(huán)境問題[4]。入侵植物不僅給生態(tài)環(huán)境和國民經(jīng)濟帶來巨大損失，還直接威脅到人類的健康。

截至 2018 年年底，我國已建立不同級別、各種類型的自然保護區(qū)2 750 個，約占國土陸地面積的14.8%[5]。國內(nèi)關(guān)于自然保護區(qū)外來入侵物種的研究較多，薛達元等的研究顯示，在我國已發(fā)現(xiàn)的外來入侵物種中，約46.3%的物種已侵入自然保護區(qū)[6]。宮璐等研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)有53個國家級自然保護區(qū)開展了外來入侵物種調(diào)查，占我國現(xiàn)有國家級自然保護區(qū)的11.88%[7]。劉峰等報道了部分國家級自然保護區(qū)外來入侵物種的分布狀況，人類活動被認為是影響外來入侵物種傳播和擴散的主要因素[8-12]。

天津大黃堡省級自然保護區(qū)是天津市為數(shù)不多的具有良好植被的天然濕地生態(tài)系統(tǒng)，其對于維持天津市的生態(tài)環(huán)境、生態(tài)屏障和生物多樣性等方面具有重要意義。目前，針對大黃堡保護區(qū)外來入侵植物的關(guān)注較少。本研究通過對大黃堡保護區(qū)外來入侵植物的野外實地調(diào)查，了解外來入侵植物種類、生活型、威脅狀況等，分析入侵植物種的傳入途徑，以期為保護區(qū)植物資源的保護、管理和發(fā)展提供參考。

1研究地區(qū)與研究方法

1.1研究地概況

天津大黃堡省級自然保護區(qū)位于天津市武清區(qū)東部，總面積為10 465 hm2，始建于2004年9月，2005年9月晉升為省級自然保護區(qū)，主要保護對象是典型的蘆葦沼澤天然濕地生態(tài)系統(tǒng)，以及以黑鸛、丹頂鶴、白鶴等為代表的珍稀水鳥及豐富的生物多樣性等。地貌屬于海積沖積平原，氣候?qū)儆谂瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L氣候。大黃堡自然保護區(qū)緊鄰作為東亞候鳥南北遷飛路上的停歇站和中轉(zhuǎn)站，為南北方鳥類交匯提供了良好的生態(tài)環(huán)境，也為珍稀瀕危動植物的生存和繁衍提供了重要棲息地（圖1）。

大黃堡自然保護區(qū)由于地處人口密集的天津市平原區(qū)域，其地勢平坦，開發(fā)歷史悠久，自古就是人口集中分布區(qū)，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，保護區(qū)內(nèi)的人類活動更加頻繁。大黃堡自然保護區(qū)內(nèi)優(yōu)越的自然條件、頻繁的交通運輸、農(nóng)業(yè)活動、漁業(yè)活動等為外來物種入侵和蔓延提供了便利的條件，外來物種入侵因素的影響日益擴大。外來植物入侵可能破壞保護區(qū)景觀的完整性和自然性，影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，影響遺傳多樣性，最終對生物多樣性造成影響。

1.2研究方法

2019年9月至2020年10月，本研究依托天津大黃堡省級自然保護區(qū)的綜合科學考察，以樣線法對保護區(qū)道路兩旁、居民區(qū)、荒地、河灘、魚塘堤岸等人為因素干擾較多、外來植物容易侵入的區(qū)域進行調(diào)查，并選取具有代表性的不同功能區(qū)域進行實地線路調(diào)查，記錄所觀察到的外來入侵植物的種類、分布、生境和生長狀況等。

通過查閱《中國入侵植物名錄》[2]及相關(guān)文獻[13-14]，并結(jié)合所采標本對所記錄的植物進行分類，記錄植物的科名、中文名及拉丁文學名，對保護區(qū)外來入侵植物進行匯總。入侵植物原產(chǎn)地和危害等級的確定主要參考《中國入侵植物名錄》。按照吳征鎰等劃分的世界種子植物科的分布區(qū)類型和中國種子植物屬的分布區(qū)類型[15-16]，分別對保護區(qū)外來植物進行科和屬的區(qū)系統(tǒng)計。

2結(jié)果與分析

2.1外來入侵植物種類構(gòu)成

初步整理了大黃堡自然保護區(qū)所分布的外來入侵植物名錄，共計13科21屬27種（表1、圖2）。

在科的物種組成上，以莧科最多，為6種，占外來入侵植物總種數(shù)的22.22%;其次為菊科，有5種，占外來入侵植物總種數(shù)的18.52%;再次為豆科，為4種，占外來入侵植物總數(shù)的14.81%;余下10科均1或2種，其中8科僅1種。從各科中屬的數(shù)量看，菊科和豆科均為4屬，莧科和錦葵科均為2屬，其余各科均為1屬。從屬中的種數(shù)看，莧屬最多，為5種，牽牛屬和鬼針草屬均為2種，其余各屬均為1種。從種的數(shù)量看，莧科以6種居第1位，分別是凹頭莧、繁穗莧、反枝莧、皺果莧、長芒莧、喜旱蓮子草;菊科有5種，分別是鬼針草、婆婆針、小蓬草、菊芋、苦苣菜（表2）。

2.2危害等級劃分

參照《中國入侵植物名錄》中的定義，大黃堡自然保護區(qū)1級惡性入侵類共6種，包括喜旱蓮子草、反枝莧、鬼針草等，占總數(shù)的22.22%;2級嚴重入侵類7種，包括曼陀羅、垂序商陸等，占總數(shù)的2593%;3級局部入侵種類5種，包括苘麻、婆婆針等，占總數(shù)的18.52%;4級一般入侵類8種，包括野西瓜苗、苦苣菜、菊芋等，占總數(shù)的2963%;5級觀察名單類僅1種，即紫穗槐，占總數(shù)的370%（圖3）。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，入侵植物分布范圍涉及到保護區(qū)的所有功能區(qū)，核心區(qū)和緩沖區(qū)均有入侵植物分布。大多數(shù)分布于保護區(qū)人類活動較頻繁、人為干擾較大的道路兩旁，水塘等水體的堤岸以及廢棄荒地等區(qū)域。數(shù)量較多的如長芒莧、鬼針草、小蓬草等，分布范圍較廣，在部分區(qū)域形成單一的優(yōu)勢群落，嚴重排擠了這些區(qū)域本土植物的生長，使入侵區(qū)域的植物多樣性降低。

2.3原產(chǎn)地分析

了解入侵植物的原產(chǎn)地及入侵途徑，對預(yù)防和應(yīng)對入侵植物具有重要意義。對大黃堡自然保護區(qū)入侵植物的原產(chǎn)地和入侵途徑進行分析，27 種入侵植物中有19種來自美洲，占總種數(shù)的70.37%，有3種來自亞洲，占總種數(shù)的11.11%，說明美洲起源的植物更容易在大黃堡自然保護區(qū)內(nèi)歸化和入侵（圖4）。因此，在以后的引種過程中要特別注意原產(chǎn)于美洲的物種。

2.4生活型分析

生活型是植物在歷史發(fā)展過程中對一定生活環(huán)境長期適應(yīng)所形成的基本生存形式，植物的生活型在某種程度上反映了植物體和環(huán)境的統(tǒng)一性，也是對一定地區(qū)自然地理條件的綜合反映[17]。對大黃堡自然保護區(qū)27種外來入侵植物的生活型進行分析和統(tǒng)計可知，木本植物僅3種，即刺槐、紫穗槐、火炬樹;草本植物共有24種，占總種數(shù)的8889%，其中又以一年生草本居多，共計17種，占草本植物總數(shù)的70.83%;一級惡性入侵類和二級嚴重入侵類植物共13種，全部為草本植物。

根據(jù)以上分析，大黃堡保護區(qū)入侵植物以草本植物為主且以一年生草本植物居多。草本植物比木本植物具有更強的適應(yīng)性和入侵性，因為草本植物具有幼苗生長速度快、單位時間內(nèi)開花次數(shù)多、生活史短、繁殖能力強、種子數(shù)量大、個體小容易擴散及多種繁殖方式等特點。更有一些草本植物還能進行營養(yǎng)繁殖，如喜旱蓮子草能在短時間內(nèi)形成單優(yōu)勢群落而排擠本地物種，同時向周圍生態(tài)系統(tǒng)擴散的潛力大，造成侵入地生物多樣性的降低。外來種到達新地區(qū)的初始階段，奠基種群往往很小，小種群要在高強度干擾的環(huán)境中存活、適應(yīng)并擴散，必須具備應(yīng)付環(huán)境和遺傳不確定性的能力，此時這種短生活史植物具有明顯優(yōu)勢。草本植物繁殖能力強且具有較高表型可塑性，使其更可能成為入侵種[18-19]。

2.5入侵途徑分析

我國外來入侵植物中有50%是作為有用植物而引進的，主要用作牧草或飼料、觀賞植物、纖維植物、蔬菜、草坪植物、環(huán)境植物等[20]。大黃堡自然保護區(qū)的外來入侵植物中，作為觀賞、園林植物等引入的代表種有圓葉牽牛、刺槐、曼陀羅等;作為飼料植物引入的代表種有紫苜蓿、喜旱蓮子草、大薸等;作為食用植物引入的有菊芋。無意引入的途徑主要有進出口貿(mào)易、入境旅游、交通工具、糧食貿(mào)易和貨物的輸入等。大黃堡自然保護區(qū)的外來入侵植物中，鬼針草、婆婆針、凹頭莧等是隨交通工具、鳥獸活動或游客攜帶無意引入;皺果莧、繁穗莧、長芒莧等是種子、糧食貿(mào)易等引入;小蓬草、苦苣菜、虎尾草等是通過風力、水流、氣流等自然傳播方式從周邊國家和地區(qū)傳入（表3）。

2.6區(qū)系特征

從科的分布區(qū)類型特征可知，大黃堡自然保護區(qū)外來入侵植物共有13科，隸屬于世界廣布、泛熱帶分布、熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布這3個類型（表4）。世界廣布類型是入侵種的主體，有8科21種，占總科數(shù)的61.54%;其次是泛熱帶分布有4科5種，占總科數(shù)的30.77%;熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布1科1種，占入侵植物總科數(shù)的769%。從大黃堡自然保護區(qū)植物區(qū)系科的分布類型可知，世界廣布類型入侵比較嚴重，其次是泛熱帶分布，兩者是入侵植物的主體類型。

從屬的分布區(qū)類型特征來看，大黃堡自然保護區(qū)外來入侵植物共有21屬，6個分布類型（表4）。 總體來看，泛熱帶分布共有8屬9種，占入侵植物總屬數(shù)的38.1%;世界廣布有4屬9種，占入侵植物總屬數(shù)的19.05%;北溫帶分布、東亞和北美間斷分布均有3屬，分別占入侵植物總屬數(shù)的14.29%;舊世界溫帶分布為2屬，占入侵植物總屬數(shù)的9.52%;熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布為1屬，占入侵植物總屬數(shù)的476%?？傮w來看，泛熱帶分布屬數(shù)最多，其次是世界廣布，再次為北溫帶分布、東亞和北美間斷分布，四者共占入侵植物屬數(shù)的85.71%。

2.7入侵特點

大黃堡自然保護區(qū)內(nèi)初步發(fā)現(xiàn)了13科27種外來入侵植物，在對入侵植物的物種組成、生活型、生境等進行分析后，歸納出以下特點：（1）入侵植物以莧科、菊科、豆科居多。大黃堡自然保護區(qū)外來入侵植物以莧科最多，為6種，菊科5種，豆科4種，錦葵科和旋花科均為2種，余下8科各1種。（2）入侵植物原產(chǎn)地以美洲地區(qū)居多，有19種來自美洲，占總種數(shù)的70.37%;其中，6種一級惡性入侵植物均來自美洲。（3）生活型以草本植物為主，入侵植物入侵能力、適應(yīng)能力強，能在入侵地帶迅速建立優(yōu)勢種群。本次調(diào)查中，草本植物數(shù)量占入侵植物總數(shù)的88.89%，可見大黃堡自然保護區(qū)入侵植物以草本為主，這與入侵草本植物種子數(shù)量普遍偏多、傳播方式多種多樣、適應(yīng)性比較強有關(guān)。（4）從科的分布區(qū)類型特征來看，世界廣布是入侵種的主體類型;從屬的分布區(qū)類型特征來看，泛熱帶分布屬數(shù)最多。

3防治措施與建議

大黃堡自然保護區(qū)是我國華北地區(qū)重要的保護濕地及生態(tài)系統(tǒng)的保護區(qū)，具有重要的環(huán)境保護、科研和生態(tài)旅游價值。為維護好這一區(qū)域的濕地生物多樣性及重點保護野生植物，針對外來入侵植物對保護區(qū)的威脅，提出如下防治建議。

3.1控制已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的入侵植物

大黃堡自然保護區(qū)內(nèi)已被發(fā)現(xiàn)的外來入侵植物共13科27種。從生活型來看，入侵植物大部分為草本類植物，其中17種為一年生草本植物，生命短促，產(chǎn)籽量大，能夠適應(yīng)多變的環(huán)境。在防治過程中，建議在入侵植物開花前可以定期組織人力、物力進行機械鏟除，避免入侵植物產(chǎn)生大量種子，避免隨著人類活動而逐步擴大入侵面積。

3.2采取措施避免新的外來植物侵入保護區(qū)

從入侵植物的侵入途徑分析來看，保護區(qū)外來入侵植物既有人為有意引入，也有無意傳播侵入[21]。在預(yù)防過程中，應(yīng)對保護區(qū)內(nèi)主要人類活動，如道路綠化、游客觀光以及農(nóng)業(yè)活動等方面加強管理，盡可能減少外來植物被引入的可能性;同時加大保護區(qū)巡護力度，對新發(fā)現(xiàn)的外來入侵植物要及時清除。在保護區(qū)濕地恢復(fù)過程中，應(yīng)以鄉(xiāng)土植物的種植為主，減少外來植物引入的可能，通過鄉(xiāng)土植物競爭結(jié)合人工干預(yù)的方法，有效抑制保護區(qū)內(nèi)外來植物的生長繁殖。

3.3對保護區(qū)工作人員進行相關(guān)培訓，加強對外來入侵物種的研究和監(jiān)測

外來入侵種防治是一項專業(yè)性的工作，有必要對保護區(qū)工作人員進行關(guān)于外來入侵物種分類、控制、入侵危害等專業(yè)知識的培訓，提高保護區(qū)工作人員關(guān)于外來入侵物種的意識，調(diào)動工作人員的積極性和主動性。積極和相關(guān)科研院所合作開展保護區(qū)外來入侵物種的專項研究，并對一些惡性外來入侵植物采取長期的生態(tài)監(jiān)測，掌握其數(shù)量、分布面積及遷移擴散的動態(tài)數(shù)據(jù)，為進一步采取具體防除措施提供基礎(chǔ)資料[22-23]。

3.4加強對保護區(qū)周邊外來入侵物種的管理

大黃堡自然保護區(qū)周邊居民點較多，人類活動頻繁，應(yīng)加大資金和人才投入力度，建立應(yīng)急預(yù)案，與周邊地區(qū)一起開展聯(lián)防聯(lián)控，在保護區(qū)周邊進行外來入侵物種的管理和清除，防止外來入侵物種擴散到保護區(qū)中。

參考文獻：

[1]肖生鴻，劉鍇棟，劉晚茍，等. 廣東徐聞沿海灘涂紅樹林保護區(qū)入侵植物現(xiàn)狀及防治策略[J]. 雜草學報，2019，37（4）：22-30.

[2]馬金雙. 中國入侵植物名錄[M]. 北京：高等教育出版社，2013.

[3]Enserink M. Predicting invasions：biological invaders sweep in[J]. Science，1999，285（5435）：1834-1836.

[4]Simberloff D，Martin J L，Genovesi P，et al. Impacts of biological invasions：whats what and the way forward[J]. Trends in Ecology & Evolution，2013，28（1）：58-66.

[5]王偉，李俊生. 中國生物多樣性就地保護成效與展望[J]. 生物多樣性，2021，29 （2）：133-149.

[6]薛達元，彭羽，胡濤. 中國生物入侵管理體制探討[J]. 環(huán)境保護，2012 （1）：60-62.

[7]宮璐，李俊生，柳曉燕，等. 我國部分國家級自然保護區(qū)外來入侵物種的分布概況[J]. 生態(tài)科學，2017，36（4）：210-216.

[8]劉峰，陶國達，王東升. 納板河自然保護區(qū)外來入侵植物狀況調(diào)查及防范對策[J]. 林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2008，33（6）：112-117.

[9]陶永祥，趙建偉，王蘭新，等. 西雙版納自然保護區(qū)外來入侵植物現(xiàn)狀調(diào)查[J]. 山東林業(yè)科技，2017 （1）：58-61.

[10]張佳期，周守標，高香琴，等. 石首麋鹿國家級自然保護區(qū)外來入侵植物物種的分析[J]. 雜草學報，2017，35（1）：36-41.

[11]趙彩云，趙相健，柳曉燕，等. 云南省六個國家級自然保護區(qū)外來入侵草本植物與本地植物的關(guān)系[J]. 植物保護學報，2019，46（1）：122-129.

[12]吳曉雯，羅晶，陳家寬，等. 中國外來入侵植物的分布格局及其與環(huán)境因子和人類活動的關(guān)系[J]. 植物生態(tài)學報，2006，30（4）：576-584.

[13]石青，陳雪，羅雪晶，等. 京津冀外來入侵植物的種類調(diào)查與分析[J]. 生物安全學報，2017，26（3）：215-223.

[14]王蘇銘，張楠，于琳倩，等. 北京地區(qū)外來入侵植物分布特征及其影響因素[J]. 生態(tài)學報，2012，32（15）：4618-4629.

[15]吳征鎰，周浙昆，李德銖，等. 世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)[J]. 云南植物研究，2003，25（3）：245-257.

[16]吳征鎰. 中國種子植物屬的分布區(qū)類型[J]. 云南植物研究，1991，13（增刊Ⅳ）：1-139.

[17]侯新星，辛建攀，陸夢婷，等. 江蘇外來入侵植物區(qū)系、生活型及繁殖特性[J]. 生態(tài)學雜志，2019，38（7）：1982-1990.

[18]張斯斯，肖宜安. 中國外來入侵植物生活型與性系統(tǒng)多樣性[J]. 植物研究，2013，33（3）：351-359.

[19]李博，徐炳聲，陳家寬. 從上海外來雜草區(qū)系剖析植物入侵的一般特征[J]. 生物多樣性，2001，9（4）：446-457.

[20]徐海根，強勝. 中國外來入侵物種編目[M]. 北京：中國環(huán)境科學出版社，2004.

[21]王有兵，楊建軍，李子光，等. 我國自然保護區(qū)入侵植物種類概況[J]. 雜草學報，2020，38（3）：1-6.

[22]肖生鴻，劉鍇棟，劉晚茍，等. 廣東徐聞沿海灘涂紅樹林保護區(qū)入侵植物現(xiàn)狀及防治策略[J]. 雜草學報，2019，37（4）：22-30.

[23]于飛，吳海榮，吳福中，等. 潼湖生態(tài)智慧區(qū)外來入侵雜草調(diào)查研究[J]. 雜草學報，2020，38（4）：20-25.

收稿日期：2021-03-15

作者簡介：李中林（1990—），男，安徽阜陽人，碩士，助理研究員，主要從事自然保護地生物多樣性保護及管理研究。E-mail：ahlzl1990@163.com。

通信作者：秦衛(wèi)華，博士，副研究員，主要從事自然保護地生物多樣性保護及管理研究。E-mail：qinweihua2002@sina.com。