黑龍江小北湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)外來入侵植物研究

項(xiàng)鳳影，孫繼旭，關(guān)艷輝，郭世賢，夏本志，穆立薔

(1.黑龍江小北湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，黑龍江牡丹江157499；2.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150040)

世界經(jīng)濟(jì)一體化的加速以及全球氣候的變化，使物種跨地域傳播的可能性大大提高，目前世界范圍內(nèi)入侵植物種數(shù)共計(jì)6 075種，廣泛分布于中國(guó)、美國(guó)及其他國(guó)家境內(nèi)。外來入侵植物易引發(fā)生物同質(zhì)化[1]，嚴(yán)重威脅著全球生物多樣性，對(duì)入侵地自然生態(tài)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境及人類健康[2]造成了嚴(yán)重?fù)p害，已經(jīng)成為21世紀(jì)最難解決的環(huán)境問題之一[3]。

我國(guó)對(duì)生態(tài)安全的研究從20世紀(jì)末起步并逐漸為人們所重視。我國(guó)外來入侵植物種數(shù)由最初1998年監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)的58種[4]上升到515種[5]，入侵種數(shù)持續(xù)上升。黑龍江省也由早期監(jiān)測(cè)的25種上升到105種[6-7]。由此可見，無論是國(guó)家還是省層面，外來入侵植物種數(shù)都呈持續(xù)增加趨勢(shì)。

生物入侵一旦開始，入侵的代價(jià)在很大程度上是自我延續(xù)的。查閱文獻(xiàn)可知[8-11]，許多外來入侵物種已經(jīng)侵入自然保護(hù)區(qū)，并對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)及重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危物種構(gòu)成了較大威脅。因此，了解保護(hù)區(qū)外來入侵植物的入侵動(dòng)態(tài)，是制訂保護(hù)策略重點(diǎn)考慮的問題。筆者對(duì)黑龍江小北湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)外來入侵植物進(jìn)行了調(diào)查，旨在為該轄區(qū)生態(tài)安全、生物多樣性的有效保護(hù)和科學(xué)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況黑龍江小北湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“小北湖保護(hù)區(qū)”)，面積20 834 hm2，位于黑龍江省寧安市境內(nèi)，地處長(zhǎng)白山北部支脈張廣才嶺中段，地理坐標(biāo)為128°33′07″～128°45′48″E，44°03′16″～44°18′59″N。地勢(shì)西高東低，海拔在360～1 260 m，平均海拔高度810 m，屬中低山丘陵區(qū)。小北湖保護(hù)區(qū)地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，因受海洋暖濕氣流和西伯利亞冷空氣的雙重影響，四季氣候變化明顯。年均氣溫在2.5 ℃左右，年降水量在650 mm左右，主要集中在7—8月，無霜期90～100 d。在植被分區(qū)上，擁有森林、灌叢、草甸、沼澤和草塘共5個(gè)自然植被類型，森林覆蓋率95.7%[12]。近年來，保護(hù)區(qū)周邊貿(mào)易、交通及旅游業(yè)發(fā)展迅速。小北湖保護(hù)區(qū)優(yōu)越的地理?xiàng)l件和氣候環(huán)境為外來植物的入侵提供了便利條件。

1.2 研究方法于2017年6月至2021年10月，通過查閱文獻(xiàn)、標(biāo)本館查閱、專家咨詢與野外調(diào)查相結(jié)合的方式調(diào)查小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物。根據(jù)《中國(guó)入侵植物名錄》[13]、中國(guó)外來入侵物種信息系統(tǒng)、中國(guó)植物物種信息數(shù)據(jù)庫(kù)、Global Invasive Species Database等，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[14-16]查詢小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物的原產(chǎn)地、生活型、引入方式等相關(guān)信息，整理出小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物名錄，并將其作為進(jìn)一步研究、科普和管理的重要參考資料。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成根據(jù)調(diào)查可知，小北湖保護(hù)區(qū)共有外來入侵植物23種，隸屬9科17屬，占黑龍江省外來入侵植物總種數(shù)的21.90%，占全國(guó)外來入侵植物總種數(shù)的4.47%。小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物均為被子植物，其中雙子葉植物21種，單子葉植物2種。從生活型來看，小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物均為草本植物，其中一、二年生草本植物21種，多年生草本植物2種。從科的構(gòu)成來看，種數(shù)最多的是菊科，有9種，占外來入侵植物總種數(shù)的39.12%，其次是豆科，共4種(占17.38%)，莧科、錦葵科、禾本科均含2種(各占8.70%)，其余4科均僅含1種(各占4.35%)。從各科所含屬數(shù)來看，菊科含6屬，豆科、錦葵科和禾本科均含2屬，其余各科均含1屬(表1)。從各屬所含種數(shù)來看，莧屬、草木樨屬、車軸草屬、豚草屬、鬼針草屬和飛蓬屬均含2種，其余各屬均含1種。

由于草本植物具有適應(yīng)性廣、繁殖力強(qiáng)、易于擴(kuò)散等特點(diǎn)，外來植物入侵后，競(jìng)爭(zhēng)、占據(jù)本地物種生態(tài)位，進(jìn)而造成生態(tài)環(huán)境破壞等災(zāi)害。因此，必須定期監(jiān)測(cè)外來入侵草本植物的種類分布及數(shù)量，掌握動(dòng)態(tài)變化，尤其是豚草、三裂葉豚草等有害檢疫雜草。

2.2 入侵等級(jí)劃分根據(jù)外來入侵植物入侵等級(jí)劃分[13]，小北湖保護(hù)區(qū)1級(jí)惡性入侵類8種，占總?cè)肭址N數(shù)的34.78%，2級(jí)嚴(yán)重入侵類6種(占26.09%)，3級(jí)局部入侵類1種(占4.35%)，4級(jí)一般入侵類7種(占30.43%)，5級(jí)有待觀察類1種(占4.35%)(表2)。

表1 小北湖自然保護(hù)區(qū)外來入侵植物種類組成Table 1 The species composition of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

表2 小北湖自然保護(hù)區(qū)外來入侵植物名錄Table 2 List of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

《中國(guó)入侵植物名錄》[13]中給出了對(duì)于外來入侵植物的具體管理建議：發(fā)現(xiàn)4級(jí)(一般入侵類)、5級(jí)(有待觀察類)入侵植物需記錄，以備后續(xù)研究；發(fā)現(xiàn)3級(jí)(局部入侵類)入侵植物須報(bào)告或報(bào)道，且不鼓勵(lì)栽培使用；發(fā)現(xiàn)2級(jí)(嚴(yán)重入侵類)入侵植物要報(bào)告或報(bào)道，且不允許栽培使用和進(jìn)口；發(fā)現(xiàn)1級(jí)(惡性入侵類)入侵植物要在2級(jí)管理的基礎(chǔ)上必須根除。因此，應(yīng)將豚草、三裂葉豚草、小蓬草等風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為1級(jí)的外來入侵植物進(jìn)行拔除，控制其蔓延。

2.3 原產(chǎn)地分析小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物的原產(chǎn)地以美洲(主要為北美洲)最多，共13種，占總?cè)肭址N數(shù)的56.52%，其次為歐洲，共7種(占30.43%)；亞洲4種(占17.39%)；非洲2種(占8.70%)(表2)。

小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物原產(chǎn)地以美洲和歐洲占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這與鄭寶江等[16]對(duì)黑龍江省外來入侵植物的研究結(jié)果相同。依據(jù)大陸漂移學(xué)說的內(nèi)容，北美及東亞植物擁有相似的遺傳背景，由于地理隔離，積累了大量可以在該區(qū)域傳播擴(kuò)散的種類。此外，小北湖保護(hù)區(qū)與歐洲很多地區(qū)的氣候相近，植物區(qū)系存在溫帶性質(zhì)成分，導(dǎo)致歐洲的外來植物更易入侵。因此，要特別注意防范來自美洲和歐洲的外來植物，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，慎重引種利用。

2.4 傳入途徑傳入途徑分為有意引入、無意引入和自然擴(kuò)散3類。小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物有意引進(jìn)類有9種，其中有作為觀賞、藥用植物的圓葉牽牛、月見草等，有作為牧草引進(jìn)的紅車軸草、白花草木樨、草木樨等，有用于制作麻類織物引進(jìn)的苘麻。無意引入類有12種，隨國(guó)際農(nóng)產(chǎn)品、貨物、旅客、交通工具等方式帶入，如雜配藜、豚草、三裂葉豚草等。自然擴(kuò)散類有2種，其利用種實(shí)的特性，借助氣流、水流等自然擴(kuò)散方式傳播，如一年蓬、小蓬草(表2)。小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物主要是人類活動(dòng)(有意引入和無意引入)引入的。因此，加大巡護(hù)力度，控制人類活動(dòng)應(yīng)作為外來入侵植物管理規(guī)劃中主要考慮問題。

事實(shí)上，外來植物可能是通過多途徑傳入，且多次輸入。因此，小北湖保護(hù)區(qū)應(yīng)定期根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做好合理規(guī)劃。

2.5 區(qū)系分析根據(jù)吳征鎰等[17]《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》進(jìn)行分析，小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物科的分布區(qū)類型以世界分布最多，共8科，兼有泛熱帶分布1科。根據(jù)吳征鎰[18]《中國(guó)種子植物屬的分布區(qū)類型》進(jìn)行分析，小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物屬的分布區(qū)類型以世界分布最多，共8屬，兼有泛熱帶分布4屬，北溫帶分布3屬，熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布1屬，舊世界溫帶分布1屬。從科、屬層面的分布區(qū)類型來看，小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物以世界分布為主，其次是泛熱帶分布和北溫帶分布(表3)。

表3 小北湖自然保護(hù)區(qū)外來入侵植物的分布區(qū)類型Table 3 Distribution types of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

3 管理與防治對(duì)策

小北湖保護(hù)區(qū)是我國(guó)北方溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)保存較完整的地區(qū)，也是我國(guó)北方生態(tài)環(huán)境建設(shè)中極具潛力和價(jià)值的地區(qū)之一。保護(hù)區(qū)緩沖區(qū)有通往地下森林景區(qū)的公路，旅游高峰期人流量較大，與此同時(shí)，保護(hù)區(qū)優(yōu)越的地理?xiàng)l件和氣候環(huán)境也為外來植物的侵入提供了有利條件。為了有效減少外來入侵植物對(duì)小北湖保護(hù)區(qū)的威脅，建議采取如下措施：

(1)加強(qiáng)外來入侵植物危害性的宣傳教育，提高保護(hù)區(qū)周邊群眾和游客對(duì)其危害性的認(rèn)識(shí)；加強(qiáng)對(duì)保護(hù)區(qū)旅游公路等區(qū)域環(huán)境的巡護(hù)管理，對(duì)進(jìn)入保護(hù)區(qū)的車輛實(shí)行管控，限制外地車輛進(jìn)入保護(hù)區(qū)。與動(dòng)植物檢驗(yàn)檢疫等多部門聯(lián)動(dòng)，從源頭做起，加強(qiáng)外來植物管控。慎重引種利用，植樹造林、退耕還林及園林綠化時(shí)盡量選用本地物種。

(2)建立包括分類地位、生活型、起源、引入途徑、植物圖片、分布現(xiàn)狀和生態(tài)影響等信息的小北湖保護(hù)區(qū)外來入侵植物數(shù)據(jù)庫(kù)。定期監(jiān)測(cè)，掌握外來入侵植物的種群動(dòng)態(tài)，并及時(shí)采取有效的防治措施。如對(duì)反枝莧、豚草、小蓬草等入侵等級(jí)為1級(jí)的外來入侵植物進(jìn)行拔除，控制其蔓延。盡量做到早發(fā)現(xiàn)早管控，爭(zhēng)取把對(duì)保護(hù)區(qū)生物多樣性和生態(tài)環(huán)境的影響降至最低。

(3)加強(qiáng)與科研單位合作，對(duì)保護(hù)區(qū)外來入侵植物進(jìn)行深入研究，建立具有特色的外來入侵植物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警體系，如可將區(qū)系成分、原產(chǎn)地等作為評(píng)估內(nèi)容加入外來入侵植物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系中。

(4)組織人員培訓(xùn)。加強(qiáng)對(duì)外來入侵植物識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)及防治管理措施的培訓(xùn)。

(5)進(jìn)行保護(hù)地整合優(yōu)化。根據(jù)魯萍等[19]研究表明，黑龍江省具有保護(hù)區(qū)面積大的地區(qū)受到外來入侵植物影響較小的規(guī)律，由此可知，建立保護(hù)區(qū)對(duì)于控制外來植物入侵具有重要意義，可以更有效地保護(hù)植物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的完整。因此，建議在現(xiàn)有基礎(chǔ)上合理增加保護(hù)區(qū)面積，或?qū)⒕嚯x較近的保護(hù)區(qū)進(jìn)行整合，可以更好地抵御外來植物的入侵。