滇池東岸濕地公園園林植物外來種的生態(tài)風(fēng)險評價*

張紅麗,潘曲波,彭麟迪,鄭成潔,王南媛

(西南林業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院，云南 昆明 650224)

外來物種入侵是全球關(guān)注的威脅生態(tài)安全和資源環(huán)境的熱點問題之一[1]，近年來，為客觀評價外來入侵物種的危害風(fēng)險，國內(nèi)外學(xué)者運用有害生物風(fēng)險分析(pest risk analysis)對有害生物的危險性、傳入的可能性、外來物種傳播和定殖的特性、防控的難易程度等方面進行了大量研究[2-7]。針對嚴(yán)重威脅生態(tài)系統(tǒng)的外來植物引種的風(fēng)險評價體系也較為繁多，國內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者是針對大、中尺度區(qū)域的雜草或雜草與園林植物外來種一起進行的入侵風(fēng)險評價[8-12]，只有部分學(xué)者關(guān)注到小尺度區(qū)域外來植物種入侵情況，進行外來植物種入侵風(fēng)險評價體系的構(gòu)建，但專門針對小尺度區(qū)域園林植物外來種的生態(tài)風(fēng)險評價體系還相對較少[13-14]。

滇池(24°40′～25°02′E、102°36′～102°47′N)位于昆明市西南面，是云南省最大的淡水湖，有“高原明珠”之稱，其生態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能特殊，是資源環(huán)境熱點區(qū)域和生態(tài)敏感區(qū)域[15-18]。20世紀(jì)以來，由于人類對滇池的干擾加劇，滇池失去了大量的天然濕地，動植物的棲息地遭到破壞，水質(zhì)一度達到劣V類[19]。通過對滇池的治理，水質(zhì)現(xiàn)已穩(wěn)定在Ⅳ類。為進一步恢復(fù)濕地生態(tài)功能，保護滇池區(qū)域的特有物種，加強濕地保護管理能力，滇池周邊興建了大量濕地公園[20]。濕地公園的建設(shè)，在一定程度上緩解了滇池的污染壓力，對保護濕地的生物多樣性起到了促進作用[21]。但在濕地公園建設(shè)過程中，為達到良好的景觀效果，盲目的大量引進具有觀賞性的園林植物外來種，過度追求經(jīng)濟效益而忽略了一些園林植物外來種具有潛在入侵的威脅。由于滇池東岸濕地公園的園林植物外來種傳入途徑多樣，種類較多，其一旦成為入侵種造成的危害較大。鑒于滇池東岸園林植物外來種入侵情況和潛在危險，本研究建立針對滇池東岸園林植物外來種的生態(tài)風(fēng)險評價體系，對防控滇池東岸園林植物外來種的入侵、保護滇池生物多樣性和生態(tài)安全具有緊迫而必要的意義，可為滇池東岸園林植物外來種的選擇和后續(xù)的養(yǎng)護管控提供依據(jù)，也進一步豐富關(guān)于地方性小尺度園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價的研究成果。

1 材料與方法

1.1 園林植物外來種現(xiàn)狀調(diào)查

2017年至2019年，采用傳統(tǒng)的樣方法和線路調(diào)查相結(jié)合的方式，對滇池東岸6個已建濕地公園(大漁公園、古滇精品濕地公園、撈魚河濕地公園、梁王河濕地公園、下海埂濕地公園、漁浦寨寒泉生態(tài)濕地公園)的園林植物外來種進行2次系統(tǒng)的野外調(diào)查。通過查閱相關(guān)書籍以及中國植物志、中國自然標(biāo)本館、中國外來入侵物種信息系統(tǒng)等數(shù)據(jù)庫獲取園林植物外來種的信息[10,22-25]。

1.2 園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價體系構(gòu)建

根據(jù)滇池東岸園林植物外來種實地調(diào)查和相關(guān)數(shù)據(jù)整理基礎(chǔ)上，參考國內(nèi)外多種外來物種風(fēng)險評價體系，采用多指標(biāo)分析法，以季良[26]、蔣青等[27]、徐會等[28]的經(jīng)典評價框架為模板，丁暉等[11]、歐健[29]等選取的指標(biāo)為參照，構(gòu)建適合滇池的園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價體系。以植物本身特性、引種地自然環(huán)境、引種地人類活動影響3個層次構(gòu)建一級指標(biāo)，每個一級指標(biāo)下面設(shè)置二級和三級指標(biāo)。采用層次分析法(analysis hierarchy process)確定各級指標(biāo)的權(quán)重，指標(biāo)體系評價總分為100分，按不同的權(quán)重賦予各級指標(biāo)不同的分值，在體系框架和權(quán)重等確定后，進行等級量化，確定各個指標(biāo)的風(fēng)險等級和評判標(biāo)準(zhǔn)[30-31]。

1.3 園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價體系檢驗

為檢驗評價體系的準(zhǔn)確性、合理性，選用馬金雙等[24]的30種園林植物外來種(存在于滇池東岸)進行體系驗證。根據(jù)評價結(jié)果劃分高、中、低三個生態(tài)風(fēng)險等級，提出相應(yīng)管控建議，具體風(fēng)險等級分值(P)和管控建議見表1。

表1 滇池東岸園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險等級及分值劃分

1.4 滇池東岸園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價

由于滇池東岸園林植物外來種數(shù)量較多，且一些植物外來種明顯不具有逸生性，為提高園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價體系使用的效率，建立生態(tài)預(yù)評價體系對園林植物外來種進行篩選，然后將不同類型的園林植物外來種導(dǎo)入不同狀態(tài)的生態(tài)風(fēng)險評價體系進行評價[13](圖1)。按照評價結(jié)果劃分出不同的風(fēng)險等級，最后針對不同風(fēng)險等級提出不同的管控措施。

2 結(jié)果與分析

2.1 滇池東岸園林植物調(diào)查結(jié)果

滇池東岸6個濕地公園中共有245種園林植物(84科181屬)，其中鄉(xiāng)土園林植物95種(47科77屬)，外來園林植物150種(62科120屬)，它們各占總植物數(shù)的38.8%和61.2%(表2)，園林植物外來種占的比重較大。150種園林植物外來種中裸子植物有11種，被子植物有139種，其中，單子葉植物有35種，占總數(shù)的23.33%，雙子葉植物有104種，占總數(shù)的69.34%，雙子葉植物占絕對的優(yōu)勢(表3)；按生態(tài)習(xí)性看，喬木44種，灌木40種，草本61種，竹類和藤本共5種，它們各占總數(shù)的29%、27%、41%和3%，草本植物的數(shù)量較多(圖2)；由科的構(gòu)成可知，以菊科(Asteraceae)、禾本科(Gramineae)、薔薇科(Rosaceae)、豆科(Leguminosae)、唇形科(Lamiaceae)、杉科(Taxodiaceae)、馬鞭草科(Verbenaceae)、木蘭科(Magnoliaceae)為優(yōu)勢科，共61種，占總數(shù)的40%，種類較為豐富(圖3)；從屬的角度分析，數(shù)量最多的是鼠尾草屬(SalviaL.)，其次為落羽杉屬(TaxodiumRich.)，有2～3個種的屬共有16個；僅有一個種的屬有102個，占總屬數(shù)的68%，僅有1種的屬占有一定的優(yōu)勢(圖4)。

表2 滇池東岸主要園林植物外來種名錄

表3 滇池東岸150種園林植物外來種科屬種的組成

2.2 滇池東岸園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價體系

滇池東岸園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價體系設(shè)置一級指標(biāo)3個，二級指標(biāo)11個，三級指標(biāo)39個，并在三級指標(biāo)的基礎(chǔ)上設(shè)置了120個賦分標(biāo)準(zhǔn)(表4)。

表4 滇池東岸園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價體系

2.3 滇池東岸園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果

通過預(yù)評價體系篩選出的70種園林植物外來種生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果見表5。由表5可知，草本48種，灌木17種，喬木5種，以草本植物為主。唇形科、菊科、馬鞭草科、禾本科、桃金娘科(Myrtaceae)、石蒜科(Amaryllidaceae)，這6個科占一定優(yōu)勢(圖5)。高風(fēng)險7種，中風(fēng)險11種，低風(fēng)險52種，分別占評價總數(shù)的10%、15.71%、74.29%，低風(fēng)險園林植物外來種數(shù)量較多(圖6)。高、中風(fēng)險園林植物外來種中除馬纓丹(LantanacamaraL.)均為草本，低風(fēng)險中草本植物31種，3個風(fēng)險等級中的草本占評價總數(shù)的69%，草本植物占的比重較大。70種園林植物外來種中有50種雙子葉植物，占評價總數(shù)的71%，7種高風(fēng)險等級中有5種是雙子葉植物，11種中風(fēng)險等級中有6種雙子葉植物，52種低風(fēng)險等級中有39種雙子葉植物，雙子葉植物有一定的優(yōu)勢，高、中風(fēng)險等級中雙子葉植物也較多(圖6)。

表5 滇池東岸70種園林植物外來種的風(fēng)險分值

3 討論與結(jié)論

滇池東岸濕地公園有園林植物245種，園林植物外來種150種，占總植物數(shù)的61.2%，園林植物外來種占的比重較大，該區(qū)域園林植物外來種比2013年項希希等[32]調(diào)查滇池湖濱區(qū)的外來植物(118種)多32種，可見在滇池東岸濕地公園建設(shè)的過程中園林植物外來種的引種呈現(xiàn)上升的趨勢，同時也進一步說明其獨特的地理位置和多樣的生態(tài)環(huán)境為外來物種的生存提供了空間[33]。園林植物外來種的優(yōu)勢生活型為草本，這與其他相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果一致，優(yōu)勢科為薔薇科，與其他相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果略有差異，可能是薔薇科植物作為觀賞性植物在滇池東岸引種較多[34-36]。草本植物生長周期短，可在短時間內(nèi)形成很好的景觀效果，也是其在滇池東岸應(yīng)用較多的原因。由生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果可知，高、中風(fēng)險等級的園林植物外來種基本為草本且菊科植物較多，菊科植物其瘦果產(chǎn)量高，能借助冠毛隨風(fēng)傳播，可通過傳粉者影響大量的植物類群，種群擴散能力強[37]。對于諸如此類的草本植物外來種的引種需要加強生態(tài)風(fēng)險評價及引種后的管控。通過對比不同風(fēng)險評價體系對植物外來種的評價結(jié)果可知，利用本文構(gòu)建的生態(tài)風(fēng)險評價體系評價出的鳳眼藍(lán)[Eichhorniacrassipes(Mart.)Solme]、大薸(PistiastratiotesLinnaeus)、風(fēng)車草(CyperusinvolucratusRottboll)等的風(fēng)險等級范圍與其他風(fēng)險評價體系得出的結(jié)果基本一致，說明本文的生態(tài)風(fēng)險評價體系具有一定的可靠性[38-40]。

本文評價出的風(fēng)險等級較高的紅車軸草(TrifoliumpratenseL.)、紅花酢漿草(OxaliscorymbosaDC.)、白車軸草(T.repensL.)、鳳眼藍(lán)、馬纓丹、大薸已被列入中國外來入侵物種名錄[41-44]。其中，馬纓丹和紅車軸草其種子萌發(fā)率均高，植株具有化感作用，能夠抑制其他植物的生長，易形成具有明顯種群優(yōu)勢的植物群落，嚴(yán)重時可引起生物多樣性的減少甚至喪失，并損壞生態(tài)系統(tǒng)[45-48]。鳳眼藍(lán)和大薸均可通過種子或匍匐枝進行繁殖，繁殖能力強，能夠迅速占領(lǐng)水面，它們還可形成混合優(yōu)勢種群，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)，威脅本地生物多樣性[49-52]。粉綠狐尾藻[Myriophyllumaquaticum(Vell.)Verdc.]可迅速繁殖擴散，在水面形成致密的植氈層排擠其他水生物種，形成大型種群阻礙水體流動，引發(fā)洪澇災(zāi)害[32,52-53]。由上可知，這些園林植物外來種的危害較大，已不適合在滇池東岸存在。建議清除所有高風(fēng)險園林植物外來種，換成可以達到同樣景觀效果的本土或風(fēng)險等級較低的園林植物種，如把白車軸草、紅車軸草、馬纓丹換成山麥冬[Liriopespicata(Thunb.)Lour.]、寬葉韭(AlliumhookeriThwaites)、冬紅(HolmskioldiasanguineaRetz.)等。鳳眼藍(lán)、大薸、粉綠狐尾藻等換成睡蓮(NymphaeatetragonaGeorgi)、蓮(NelumbonuciferaGaertn.)、竹葉眼子菜(PotamogetonwrightiiMorong)、蓖齒眼子菜[Stuckeniapectinata(Linnaeus)Borner]等具有較好生態(tài)修復(fù)能力的水生植物[54]。中風(fēng)險園林植物外來種具有一定危害性，禁止大規(guī)模引進，如需小規(guī)模引種，需要加強引種監(jiān)測及引種后的管理。低風(fēng)險園林植物外來種可適當(dāng)引種栽植，增加滇池東岸濕地公園景觀效果，引種后也要加強監(jiān)測及引種后的管理。

隨著對植物外來種研究的深入，不少學(xué)者發(fā)現(xiàn)一些植物外來種也是潛在的資源。如：紅車軸草中的三葉豆紫檀苷對馬鈴薯腐爛莖線蟲二齡幼蟲有一定的麻醉活性，可為新型生物源農(nóng)藥的開發(fā)提供新思路[47]。紫穗槐(AmorphafruticosaL.)可以固氮，改善土壤的結(jié)構(gòu)和肥力，可作為坡地生態(tài)恢復(fù)的先鋒樹種[55]。馬纓丹提取物存在抗癌植物化學(xué)物質(zhì)，具有保肝作用，可防治農(nóng)林業(yè)害蟲，在一定程度上可抑制惡性入侵植物鳳眼藍(lán)的生長[46,56-57]。因此，對一些植物外來種進行生態(tài)風(fēng)險評價確定其入侵風(fēng)險以進行防控的同時，可對其進行其他有益方面的研究，使其不破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，又能夠被合理的利用，這可作為今后研究的方向。