樂山地區(qū)外來入侵植物風(fēng)險(xiǎn)評估

王 鵬， 黃 嬌， 熊 雪， 龍 鳳， 吳 雨， 王 雯

樂山師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，四川 樂山 614000

外來入侵植物是指一些借助人類的活動或與之相關(guān)的活動進(jìn)入本不存在的地區(qū)或生態(tài)系統(tǒng)的非土著植物，它們能夠在入侵地存活定殖且隨風(fēng)、水流、動物或人類攜帶等實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)散，有的甚至可以爆炸式地增長進(jìn)而嚴(yán)重危害或威脅當(dāng)?shù)丨h(huán)境和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展(劉忠等，2009； 張璞進(jìn)等，2019)。大部分外來植物入侵成功的機(jī)制，往往是由于缺少天敵，且自身的某些生物學(xué)特性(如適應(yīng)性、抗逆性、繁殖方式、繁殖能力等)強(qiáng)，即使在自然資源有限的情況下，仍然能夠維持自身必要的生理活動(Bilbrough & Caldwell,1997; Sultan & Bazzaz,1993)，與被入侵地的植物在競爭自然資源中取得明顯優(yōu)勢，極大地減少本地物種的豐度或存活率(Macketal.,2000)，致使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生一定程度衰退(彭宗波等，2013； 魏子璐等，2021； 岳茂峰等，2011)，直接或間接地造成經(jīng)濟(jì)損失。人類社會交往和貿(mào)易的不斷發(fā)展使得越來越多的植物呈現(xiàn)蔓延的趨勢，各國及中國各省市正建立外來生物的評估防治體系以應(yīng)對生物入侵危害(Myersetal.,2004; Pheloungetal.,1999)。根據(jù)文獻(xiàn)記載(馬金雙，2013； 徐海根和強(qiáng)勝，2011； 閆小玲等，2014)，中國外來入侵植物共計(jì)515種，四川省分布有155種，作為四川省重要的交通樞紐和貿(mào)易區(qū)段以及“中國優(yōu)秀旅游城市”，樂山地區(qū)與外界交流頻繁，其旅游業(yè)吸引的大量外來游客可能有意無意地?cái)y帶外來種，極大地增加了外來植物入侵的可能性(魏子璐等，2021)。某些外來入侵植物能適應(yīng)多種生態(tài)環(huán)境，如潮濕的土壤、疏林、巖壁、路邊，公園池畔等，嚴(yán)重影響樂山地區(qū)的園林景觀、農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)。雖然有學(xué)者對樂山市的生物入侵現(xiàn)狀進(jìn)行過研究和防治探討(劉忠等，2009)，但沒有針對樂山市所有外來入侵植物分布和危害情況的全面分析，所以目前對樂山地區(qū)的外來植物入侵的研究分析還處于淺層和籠統(tǒng)水平。

本研究對樂山地區(qū)的主要市縣區(qū)進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)合入侵植物的生物學(xué)特性，利用層次分析法(analytic hierarchy process, AHP)構(gòu)建適宜樂山地區(qū)入侵現(xiàn)狀的風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)體系，綜合評估外來植物入侵的危害程度(張璞進(jìn)等，2019)，為樂山外來物種的引進(jìn)建立預(yù)警機(jī)制并提供有效的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，為防控系統(tǒng)的完善提供科學(xué)依據(jù)(劉可丹等，2020)，也為相似自然狀況地區(qū)的外來入侵植物風(fēng)險(xiǎn)評估提供模版參考。

1 研究地概況與研究方法

1.1 研究地概況

樂山地區(qū)介于東經(jīng)102°15′—104°15′，北緯28°28′—29°56′，位于四川省西南部。境內(nèi)地貌類型豐富(丘陵、山地、平原)，且地形高低懸殊，呈現(xiàn)西南高而東北低的特點(diǎn)(最高峰為西南部的峨邊縣馬鞍山主峰，海拔4288 m；最低點(diǎn)為東北部的岷江出境處，海拔320 m，二者相對高差達(dá)3968 m)。另外受到季風(fēng)、高原、山地等特定地理因素的影響，其氣候多樣化，特別是西南部和東北部的氣候迥異。從整體看樂山地區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，由東向西氣溫逐漸降低。年降水量充沛，大多地區(qū)都在1000 mm以上。日照時(shí)間短。植被和珍稀瀕危植物類型多樣，植被垂直帶譜保護(hù)相對完好(黃嬌等，2013； 羅利群，2005)。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料搜集、標(biāo)本查閱與實(shí)地調(diào)查 基于《中國外來入侵植物名錄》(閆小玲等，2014)和四批中國自然生態(tài)系統(tǒng)外來入侵物種名單(國家環(huán)保總局和中國科學(xué)院，2003； 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部，2010； 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部和中國科學(xué)院，2014，2016)中記載的中國外來入侵植物的信息，利用國家標(biāo)本資源平臺和中國數(shù)字植物標(biāo)本館進(jìn)行線上標(biāo)本查閱，查找中國外來入侵植物在樂山地區(qū)的分布情況，記錄標(biāo)本時(shí)間、地點(diǎn)等。

2021年4—8月，選取了多種自然區(qū)塊對樂山地區(qū)主要市縣區(qū)的外來入侵植物資源種類、分布面積、分布地點(diǎn)和生境等進(jìn)行實(shí)地踏查，主要包括郊外荒地、城市綠地，江河水畔、交通道路等，重點(diǎn)調(diào)查外地游客較多的旅游區(qū)和外來車輛或貿(mào)易頻繁的地區(qū)。采用樣方法，共設(shè)置了3283個(gè)樣方，記錄每個(gè)樣方中外來入侵植物的種類、蓋度和密度、頻度等參與評估的指標(biāo)。草本樣方大小為1 m×1 m，若集中大片覆蓋形成單一優(yōu)勢種群則選擇1 m×2 m大小的樣方；灌木選用5 m×5 m大小的樣方(魏子璐等，2021； 朱峻熠，2019； 張璞進(jìn)等，2019)。

根據(jù)外來入侵植物的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性、入侵現(xiàn)狀和產(chǎn)生的危害，參考外來入侵物種劃分等級(閆曉玲等，2014； 朱峻熠等，2020)，將樂山地區(qū)外來入侵植物進(jìn)行等級劃分，即惡性入侵(I級)、嚴(yán)重入侵(II級)、局部入侵(III級)、一般入侵(IV級)和有待觀察類(V級)。

1.2.2 風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)體系的建立 根據(jù)中國各省市已有的對外來入侵植物評價(jià)的方法和依據(jù)(馬平，2009； 覃麗婷，2019； 魏子璐等，2021； 張璞進(jìn)等，2019； 趙棟峰，2019； 朱峻熠等，2020)，利用層次分析法建立樂山地區(qū)外來入侵植物風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)體系初稿。采用文獻(xiàn)調(diào)查和專家咨詢方法修訂評估體系的各級指標(biāo)并答寫判斷矩陣，根據(jù)矩陣重要性的標(biāo)度值利用Excel 2016 (函數(shù)product、power、sum、mmult)計(jì)算權(quán)重(曹茂林，2012)，并經(jīng)一致性檢驗(yàn)，將設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)評估體系總分100分賦值到各級指標(biāo)。最后，根據(jù)入侵植物的生物學(xué)特性和實(shí)地調(diào)查記錄進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，綜合各指標(biāo)的得分求出外來入侵植物的風(fēng)險(xiǎn)值并評估其入侵等級(魏子璐等，2021； 朱峻熠，2019)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樂山地區(qū)外來入侵植物物種組成

樂山地區(qū)外來入侵植物種類多樣，共計(jì)38科86屬109種，占整個(gè)四川省入侵植物(閆小玲等，2014)的70.32%，且全都是被子植物，沒有發(fā)現(xiàn)裸子植物和蕨類植物。雙子葉植物有98種，隸屬31科77屬，占入侵植物總種數(shù)的89.91%，具有絕對的優(yōu)勢；單子葉植物有11種，隸屬7科9屬，占入侵植物總種數(shù)的10.09%。種類最多的菊科達(dá)17屬20種，其次是豆科10屬14種、莧科3屬9種、茄科6屬8種，禾本科和十字花科分別有3屬4種和4屬4種。莧屬的種類最多，有7種。

2.2 樂山地區(qū)外來入侵植物風(fēng)險(xiǎn)評估體系

由于入侵植物的形成一般經(jīng)歷引入、暫居、逃逸生長、入侵、產(chǎn)生危害5個(gè)階段(馬曄和沈珍瑤，2006)，且入侵成功后的防治階段影響入侵的規(guī)模和速度，故確定入侵性、定殖性、擴(kuò)散性、危害性和防控性5個(gè)一級指標(biāo)。綜合樂山地區(qū)被入侵地的地理和經(jīng)濟(jì)影響現(xiàn)狀，將一級指標(biāo)分解為17個(gè)二級指標(biāo)和59個(gè)三級指標(biāo)(表1)。

通過判斷矩陣數(shù)值的計(jì)算，一級指標(biāo)入侵性、定殖性、擴(kuò)散性、危害性、防控性的權(quán)重分別是0.1260、0.1260、0.2868、0.3780、0.0832，一級指標(biāo)入侵性下設(shè)的二級指標(biāo)樂山地區(qū)適生范圍、引入途徑和檢疫管理的權(quán)重分別為0.0680、0.0374和0.0206，以此類推。由于整個(gè)樂山地區(qū)外來入侵植物評估體系的總分為100分，按照指標(biāo)所占權(quán)重進(jìn)行分值的分配，確立三級指標(biāo)的分值，并同時(shí)提供等權(quán)和手動賦權(quán)2種方法賦權(quán)(萬方浩等，2010)，建立可操作性強(qiáng)、能綜合全面地反映外來入侵植物的生物學(xué)特性與樂山地區(qū)實(shí)際情況的評估體系(表1)。

表1 樂山地區(qū)外來植物入侵風(fēng)險(xiǎn)評估體系Table 1 Risk assessment system of alien invasive plants in Leshan area

續(xù)表1

2.3 樂山地區(qū)外來入侵植物風(fēng)險(xiǎn)評估

根據(jù)中國外來入侵植物的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)和入侵背景按得分高低將樂山地區(qū)入侵植物風(fēng)險(xiǎn)劃分為5個(gè)等級。由表2可知，樂山地區(qū)外來入侵植物的風(fēng)險(xiǎn)分值介于17.5～81.0分：>80.0分的有2種，隸屬2科2屬；70.0～80.0分的有4種，隸屬2科4屬；60.0～69.5分的有7種，隸屬6科7屬；50.0～59.5分的有14種，隸屬11科14屬；40.0～49.5分的有25種，隸屬14科24屬；30.0～39.5分的有27種，隸屬17科25屬；20.0～29.5的有29種，隸屬16科26屬；<20.0分的僅有1種(17.5分)。

表2 樂山地區(qū)外來入侵植物種類及其風(fēng)險(xiǎn)分值Table 2 Species and risk scores of alien invasive plants in Leshan area

續(xù)表2

I級風(fēng)險(xiǎn)外來入侵植物在樂山地區(qū)分布廣泛、適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)，常常清理起來也相當(dāng)困難，給樂山地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等方面造成較嚴(yán)重影響。其中，紫莖澤蘭Ageratinaadenophora(Sprengel) R. M. King & H. Robinson、土荊芥Ysphaniaambrosioides(L.) Mosyakin et Clemants、小蓬草ErigeroncanadensisL.、喜旱蓮子草Alternantheraphiloxeroides(Mart.) Griseb.、落葵薯Anrederacordifolia(Tenore) Steenis、鬼針草BidenspilosaL.、反枝莧AmaranthusretroflexusL.已被列入中國外來惡性入侵植物(I級)，牛膝菊GalinsogaparvifloraCav.和垂序商陸PhytolaccaamericanaL.已被列入中國外來嚴(yán)重入侵植物(II級)，雖然粉綠狐尾藻Myriophyllumaquaticum(Vell.) Verdc.作為觀賞水草類的栽培種，在中國外來入侵植物名錄中被列為有待觀察類(V級)，但實(shí)地調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)逸生到樂山地區(qū)，在某些河道、水池等有大片的粉綠狐尾藻占據(jù)生態(tài)位，造成河流的堵塞或水流循環(huán)，對當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有栽斐奢^嚴(yán)重的危害，且入侵潛力有增加的趨勢，干擾自然流水區(qū)域物種的多樣性(洪亞萍，2019)。這些植物的風(fēng)險(xiǎn)評估分值均為62.5分及以上，因此，將風(fēng)險(xiǎn)值≥62.5的植物劃分為樂山地區(qū)I級風(fēng)險(xiǎn)外來入侵植物(即惡性入侵植物)；分值54.5～62.0的植物為II級風(fēng)險(xiǎn)外來入侵植物(即嚴(yán)重入侵植物)，它們在樂山分布較廣，對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)影響較大；45.5～54.0分的植物劃為III級風(fēng)險(xiǎn)外來入侵植物(即局部入侵植物)，它們在樂山地區(qū)局部分布，對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)造成一定影響，或分布較廣，具潛在危害(劉可丹等，2020)；38.0～45.0分的植物為IV級風(fēng)險(xiǎn)外來入侵植物(即一般入侵植物)，在樂山地區(qū)局部分布，確定其對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)危害不大或不明顯，且難以形成新的入侵發(fā)展趨勢；<38.0分的為V級風(fēng)險(xiǎn)外來入侵植物(即有待觀察類植物)，在樂山地區(qū)偶有分布，其危害有待觀察，目前幾乎不影響生態(tài)環(huán)境也不造成經(jīng)濟(jì)損失，其未來發(fā)展趨勢無法確定(閆小玲等，2014)。

樂山地區(qū)外來入侵植物風(fēng)險(xiǎn)等級統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，樂山地區(qū)植物的I級風(fēng)險(xiǎn)入侵植物有10種，占入侵植物總種數(shù)的9.17%，包括菊科、莧科、藜科、商陸科、小二仙草科和落葵科植物，以菊科植物為主；II級有11種，占總?cè)肭种参?0.09%，以菊科和豆科植物為主；III級有13種，占總?cè)肭种参?1.93%，以菊科和豆科為主；IV級有27種，占總?cè)肭种参?4.77%；V級有48種，占總?cè)肭种参?4.04%。

高危害和中等危害風(fēng)險(xiǎn)的外來入侵植物(I、II、III級)的種類之和有34種，占總?cè)肭址N數(shù)的31.19%，說明樂山地區(qū)外來入侵植物的入侵風(fēng)險(xiǎn)等級高。登記在4批中國自然生態(tài)系統(tǒng)外來入侵物種名單中的入侵植物在樂山地區(qū)有17種，且其中有13種屬于中高風(fēng)險(xiǎn)等級：屬于I級風(fēng)險(xiǎn)的入侵植物有7種，分別是紫莖澤蘭、垂序商陸、反枝莧、喜旱蓮子草、落葵薯、土荊芥、小蓬草；II級有5種； III級有1種。

3 結(jié)論與討論

樂山地區(qū)外來入侵植物種類繁多，共109種，隸屬38科86屬。雙子葉植物占89.91%，具有絕對優(yōu)勢，菊科種類最多，其次是豆科、莧科、茄科；單子葉植物中禾本科種類最多。菊科植物種實(shí)體積小、數(shù)量大、有冠毛等利于傳播的特殊構(gòu)造；豆科植物具有固氮能力，通過固氮獲取額外的營養(yǎng)加速生長發(fā)育、成熟和繁殖；禾本科植物具有高度進(jìn)化的花序，加大了風(fēng)力遠(yuǎn)距離傳播種子的機(jī)會(魏子璐等，2021)，擴(kuò)散適應(yīng)性強(qiáng)，且草本植物生長周期短而成為主要優(yōu)勢科。外來入侵植物的生活型多樣，草本植物因適應(yīng)性強(qiáng)、種子數(shù)量多且輕小、傳播也較容易、繁殖速度和生長速度迅速(黃建輝等，2003； 劉可丹等，2020； 石青等，2017)的特點(diǎn)而占優(yōu)，還有少數(shù)木本植物如金合歡Acaciafarnesiana(L.) Willd.、銀荊AcaciadealbataLink等，以及草質(zhì)藤本植物落葵薯。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，樂山地區(qū)與外界的交流日益頻繁，其中貿(mào)易和旅游業(yè)為外來植物的入侵創(chuàng)造了便利的條件和通道(史夢竹等，2020)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，樂山地區(qū)外來植物入侵狀況比較嚴(yán)重，中高危害風(fēng)險(xiǎn)外來入侵植物達(dá)34種，其中高危害風(fēng)險(xiǎn)外來入侵植物(I、II級)共21種。外來入侵植物的種數(shù)明顯高于其他地區(qū)，如洞庭湖區(qū)86種(杜云安等，2020)、杭州72種(王嫩仙，2008)、福州市公園66種(史夢竹等，2020)、寧波市77種(魏子璐等，2021)、內(nèi)蒙古55種(張璞進(jìn)，2019)，其中惡性植物(I級)中登記在4批中國自然生態(tài)系統(tǒng)外來入侵物種名單中的入侵植物需要特別注意，它們的環(huán)境適應(yīng)性、繁殖能力強(qiáng)或傳播廣泛，存在較大的潛在危害。嚴(yán)重入侵植物(II級)中要注意紅花酢漿草OxaliscorymbosaDC.、鵝腸菜Myosotonaquaticum(L.) Moench、鳳眼藍(lán)Eichhorniacrassipes(Mart.) Solms、大薸PistiastratiotesL.和加拿大一枝黃花SolidagocanadensisL.，其中紅花酢漿草和鵝腸菜雖然在中國外來入侵植物中屬于一般入侵種，但在樂山地區(qū)的荒地、路邊、公園和菜園都隨處可見，且可以形成單一的優(yōu)勢種群，說明在樂山地區(qū)的逸生情況嚴(yán)重，它們大多是作為飼料或者觀賞植物有意引入，正是由于盲目引種且引種后觀測工作力度較小，最終導(dǎo)致它們在樂山地區(qū)逐漸逸生和生長泛濫而成為高風(fēng)險(xiǎn)入侵物種。

此外，盡管近年來鳳眼藍(lán)、大薸和加拿大一枝黃花等在樂山地區(qū)尚未形成優(yōu)勢種群或其治理效果較好，但在我國其他省份，這幾種植物已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重入侵現(xiàn)象(董梅等，2006)，一旦擴(kuò)散蔓延，將對樂山地區(qū)的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)造成極大危害。與省內(nèi)已有相關(guān)研究相比，樂山地區(qū)的刺莧AmaranthusspinosusL. 、藿香薊AgeratumconyzoidesL.、圓葉牽牛Pharbitispurpurea(L.) Voisgt和馬櫻丹LantanacamaraL.屬于低風(fēng)險(xiǎn)入侵植物，而在成都市(鄧亨寧等，2020b)和中國外來入侵植物名錄(閆小玲等，2014)中屬于惡性入侵植物，相關(guān)部門應(yīng)該予以重視。

基于對樂山地區(qū)外來入侵植物的實(shí)地調(diào)查分析，提出4點(diǎn)防控建議：一是謹(jǐn)慎引種。外來植物的入侵途徑主要包括自然傳入、有意引入、無意引入，由于一般自然傳入借助風(fēng)力、順著水流或鳥獸取食傳入(馬曄和沈珍瑤，2006)，因此防控難度高。但有意引入常常發(fā)生在園林栽培綠化，如再力花ThaliadealbataFraser、黃菖蒲IrispseudacorusL.、金雞菊CoreopsisdrummondiiTorr. et Gray、虞美人PapaverrhoeasL.等，建議園林管理的相關(guān)人員重視引種防控，既要試驗(yàn)物種對樂山地區(qū)環(huán)境的適應(yīng)性，也要考慮其入侵風(fēng)險(xiǎn)(劉可丹等，2020)，有意識地避開高風(fēng)險(xiǎn)植物種類，多方面評估其利弊。妥善處理植株的遺體殘骸，防止殘留的繁殖體或營養(yǎng)體逸生，盡可能減少人為引種而造成經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)破壞。二是加強(qiáng)防控監(jiān)測力度。交通方式的多樣化和貿(mào)易的頻繁化增大了外來入侵植物無意引入的可能性，這使得無意引入在防范外來植物入侵中越來越受到重視(王宜凡和賀俊英，2021)。無意引入的入侵植物通常是被飛機(jī)、輪船等交通工具無意帶到新的棲息地(即“偷渡或搭便車”)(朱峻熠，2019)，因此在高度重視園藝貿(mào)易引種風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)還需要對港口進(jìn)口貨物進(jìn)行嚴(yán)格管控(Axmacher & Sang，2013)，重點(diǎn)加強(qiáng)對貨運(yùn)點(diǎn)、鐵路沿線、碼頭等地入侵植物的監(jiān)管和視察力度，如菊科、豆科、莧科和禾本科植物(吳雪惠等，2021)，并及時(shí)拔除具有潛在危害的外來入侵植物，以防擴(kuò)散蔓延(汪遠(yuǎn)等，2015)。三是加強(qiáng)科學(xué)研究，制定有效防除措施。各部門應(yīng)對入侵廣泛且危害嚴(yán)重的植物加強(qiáng)人工清除的能力，減少經(jīng)濟(jì)損失(梁景等，2021)，用化學(xué)和生物防除進(jìn)行綜合防控，增加對中高風(fēng)險(xiǎn)入侵植物的防除資金投入，并預(yù)防中低風(fēng)險(xiǎn)危害的植物瘋長。四是加強(qiáng)科普教育和法制建設(shè)。無意引入也可能是因?yàn)楣妼θ肭种参锏牧私廨^少，建議加大宣傳力度，如在公眾活躍的地段為入侵植物掛牌，或者通過互聯(lián)網(wǎng)和報(bào)刊、各類學(xué)校舉辦相關(guān)話題的比賽等，提高公眾對入侵植物及其危害的認(rèn)識度，加強(qiáng)防患意識，減少和避免人為傳播(鄧亨寧等，2020a)。同時(shí)完善地方法律法規(guī)，共同防患外來植物入侵。