天水市外来植物初步调查

2011-10-30李晓鸿汪之波

卫生职业教育 2011年21期

关键词：天水市样方天水

李晓鸿，汪之波，王波

（天水师范学院生命科学与化学学院，甘肃天水 741001）

天水市外来植物初步调查

李晓鸿，汪之波，王波

（天水师范学院生命科学与化学学院，甘肃天水 741001）

通过实地调查和对大量文献资料的整理与分析，初步确定天水市外来植物有92种，隶属于35科75属。人为有意引入 67 种，占 72．8%；无意引入和自然传入 25 种，占 27．2%。其中草本、乔木、灌木和藤本分别占 57．6%、26．1%、13．0%、3．3%。来源于美洲、欧洲、亚洲、非洲和地中海地区的各占 41．3%、28．3%、21．7%、6．5%、2．2%。外来植物的引入丰富了天水市植物种类，促进了地方经济发展和生态环境建设,但少数杂草类入侵物种的生态危害也很明显。建议相关部门对外来植物加强监测，做好预防和综合控制工作。

天水市；外来植物；引入途径

外来种是指通过有意或无意的人类活动等因素的影响而出现在自然分布区以外的区域中,在自然分布区外的生态系统中存在、繁殖、发展、扩散，并导致该生态系统在结构和功能上产生变化的种。如果这种外来物种在当地适宜的土壤、气候、丰富的食物供应和缺少天敌抑制的条件下得以迅速繁殖，并形成对当地生态或者经济的破坏，这一过程就称为生物入侵[1，2］。近年来，天水市开展“三城联创”，大量引进外来植物作为观赏和绿化植物,这些外来植物的引入的确给当地经济和人们生活带来很多好处。但是所产生的负面影响也不容忽视。因此，对天水市外来植物进行全面、深入的研究有利于植物检疫及有关部门及早采取相应措施,保障天水地区生态和经济建设的可持续发展,也可为该地区的生物多样性保护和生态恢复提供重要理论依据。

1 自然概况

天水市横跨长江、黄河两大流域，位于甘肃东南部，地处黄土高原、青藏高原和西南暖湿地区交汇处,其地理坐标为北纬34°05′～35°11′，东经104°35′～106°44′之间，总面积1.43 万平方公里，总人口约 338万；海拔 900～2 700 m，大部分地区在1 100～1 800 m[3]；年平均气温 7～10℃，极端最高气温 38℃，极端最低气温－18℃；年降雨量550～700 mm；年无霜期157～215天,年日照为1 853～2 267小时，冬无严寒，夏无酷暑，四季分明，属于半湿润温带气候区[4]。

2 调查方法

主要采用野外调查和文献整理相结合的方法。野外调查主要根据天水市地区地形、地貌、海拔、植被、群落结构等特征采取样方、样线调查法对天水市地区外来植物种类、分布、数量特征等进行实地调查。在天水市可能发生外来植物引入的地点（校园、公园、藉河道两边、南山绿化带、高速公路两旁、主要街道等）进行现场勘察，在有外来植物出现的路线或地点设置采样点。每种外来植物至少设置3个采样点，每个区设置不少于30个采样点，每个采样点至少调查3个样方，乔木样方为10m×10 m，灌木样方为5 m×5 m，草本样方为1 m×1 m。各样方涉及的主要指标如下∶（1）乔木∶种名、冠幅；（2）灌木∶种名、叶层投影的宽度及长度；（3）草本∶种名、株数、盖度。

3 数据处理

根据《中国高等植物图鉴》[5]、《小陇山高等植物志》[6]和地方性植物调查资料及经过野外调查等整理分析,按照科名、属名及种名进行分类统计,制定天水市外来植物名录，并将天水市外来植物进行种属分类。调查数据先用Excel软件按群落类型分别筛选并计算出相应样方外来植物的频度和相对优势度（频度＝外来植物出现的样方次数/总样方数×100%，相对优势度则为相对多度和相对盖度之和，相对多度和相对盖度均为每个样方中所有外来物种的总值）[7]。采用F检验进行差异显著性分析（P＜0.05为有显著性差异，P＜0.01为有极显著性差异），然后进行T检验以判断样方间数据均值的系统误差。

4 结果与分析

4.1 天水市外来植物种类分析

4.1.1 外来植物种类文中所界定的天水市外来植物是指非我国原产的但已在天水建立了自然种群的植物，而那些虽世界广布但起源不明的物种则不予作为外来种处理[8]。

根据野外调查和文献资料整理，天水市共有92种外来植物，分属于35科75属，大约占天水市植物总种数的4%。

4.1.2 外来植物科属天水市外来植物有92种，隶属于35科75属。其中裸子植物3科5属7种，占天水外来植物总科数的8.6%，占总属数的6.7%，占总种数的7.6%；单子叶植物3科7属11种，占天水外来植物总科数的8.6%，占总属数的9.3%，占总种数的12.0%;双子叶植物29科63属74种，占天水外来植物总科数的82.9%，占总属数的84.0%,占总种数的80.4%。根据每科植物所含种数的多少，含5种以上的优势科有∶菊科13种，占14.1%；豆科11种，占12.0%；蔷薇科5种，占5.4%；禾本科5种,占5.4%；松科5种，占5.4%；苋科5种，占5.4%。这些科都是世界性分布的大科，处于比较进化的系统位置,对环境适应性强,具有较强的入侵性[9]。

4.2 天水市外来植物生物学特征

4.2.1 外来植物生长型分析在天水92种外来植物中，草本53种，占外来植物种类总数的57.6%；其次为乔木，共24种，占总数的26.1%；灌木12种，占总数的13.0%；藤本3种，占总数的3.3%（见图 1）。

图1天水市外来植物生长型

一般来说，草本、藤本和灌木是进化类型，具有较强的适应能力，而乔木属于比较原始的性状，适应力相对较差[10]。4.2.2外来植物分布情况对天水市外来植物分布进行分析，结果表明：在所有样方内出现频度较高（＞20%）的有小飞蓬、白三叶草、一年蓬、红叶小檗、红花酢浆草等。天水市植被类型多样，本研究按草本群落、灌草丛群落、乔木群落分别统计外来植物的分布，结果显示：32个灌草林样方中有12种，42个乔木林样方中有22种，46个草本群落样方中有49种。3种群落共有外来物植物17种，种类相似性极高，表明外来物种分布基本均匀。但外来植物在不同群落中的相对优势度（见图2）存在明显差异，外来植物相对优势度在不同植被群落中显著不同，如草本中明显高于乔木林和灌木林（F=13.0，P＜0.001）。表明相对于草本，灌木林和乔木群落不利于外来植物的扩张，这可能与乔木群落结构复杂、物种多样性丰富有关[7]。

图2天水市不同群落样方外来植物总平均相对优势度

4.2.3 外来植物来源天水市外来植物原产地遍布亚洲、欧洲、南美洲、北美洲和非洲。但原产地分布情况并不均衡，美洲（南美和北美）的种类最多，共38种，占天水市外来植物种类总数的41.3%。其次来源于欧洲，共26种，占天水市外来植物种类总数的28.3%。来源于亚洲、非洲和地中海地区的外来植物种类较少，亚洲：20种，占天水市外来植物种类总数的21.7%；非洲：6种，占天水市外来植物种类总数的6.5%；地中海：2种，占天水市外来植物种类总数的2.2%（见图3）。

图3天水市外来植物原产地

4.3 外来植物引入途径

外来物种引入的主要方式有人为有意引入、人为无意引入和自然传入3种[11]。天水市92种外来植物中，人为有意引入67种，占72.8%；无意引入和自然传入25种，占27.2%。说明天水市外来植物的引入受人类活动的影响更大，人的活动在一定程度上促进外来植物的引进和传播。农业、林业、园林、畜牧业等单位，以提高经济效益、观赏、环保等为目的的引种引入了大量外来种。天水市外来植物中，作为牧草或饲料植物引入的有紫苜蓿、黑麦草等；作为蔬菜、水果引入的有莴苣、无花果、石榴、葡萄、苋、尾穗苋、反枝苋等；作为药用植物引入的有红花、三叶鬼针草、刺芫荽、小茴香、荭草、曼陀罗等；作为观赏植物引入的有马缨丹、银合欢、含羞草、龙爪槐、圆叶牵牛、大丽花等。如一年蓬、小飞蓬和野燕麦等，则是通过交通工具或植物的引种过程无意带入的。外来植物引入途径有可能是多方面或者相互交叉的，同种植物可能是经过一种以上的途径传入的，在时间上可能是多次输入，随后繁殖并最终得到迅猛发展[12]。

根据引入目的和用途,将天水市外来植物归纳为食用、观赏、园林绿化和工业原料等6类（见图4）。

图4天水市外来植物的用途

5 天水市外来植物的影响

5.1 正面影响

有一些植物外来种入侵的确造成了严重后果，但也不能对它们一概否定,有些植物外来种对生态系统的结构和功能也有其正面影响[13]。随着“关中—天水经济特区”获批，城市园林建设和城市旅游建设将作为一项重点建设工程。作为园林观赏和绿化引进的外来植物客观上丰富了天水市的植物种类,这样可利用本地种无法利用的资源，对天水市城市园林建设和城市旅游建设具有重大意义。调查结果显示：天水市92种外来植物中有43种是作为园林观赏种引进的，如马缨丹、银合欢、龙爪槐、二球悬铃木、贴梗海棠等。

5.2 负面影响

植物外来种一旦成为入侵种,就会对特定生态系统结构与功能、生态环境等产生严重干扰与危害[14]。如一年蓬、小飞蓬等入侵种，近年来已在天水市河道两边、公路两旁和荒野等疯狂扩散,覆盖面积越来越大，已到了难以控制的局面，严重破坏了天水市生态系统。植物外来入侵种可以通过竞争或占据本地物种生态位来排挤本地种，从而使本地物种种类和数量减少，甚至导致物种濒危或灭绝,最终导致生态系统单一退化,改变或破坏当地自然景观[15]。目前,植物外来入侵种是导致生物多样性丧失的主要因素之一[16]，有人预测它在不久的将来会成为首要因素，压制或排挤本地种以改变食物链或食物网结构,特别是外来草本在入侵地往往导致植物区系变得非常单一，并破坏可耕地[17]。如白车轴草、野燕麦、黑麦草等植物外来种。

6 讨论与建议

外来植物入侵已成为危害我国生物多样性和生态环境的重要因素,国内外专家普遍认为，应对潜在入侵种进行风险评估，必须由全社会共同参与，以降低和防范生物入侵风险[18]。天水市是植物资源相对丰富的地区，有目的、科学地引入外来植物是促进当地经济发展和生态环境建设的重要保证[19]。虽然目前引入的外来植物中多数种类由于受到天水市自然环境和自身生理、生态特性限制，绝大部分过渡到入侵植物的风险不大，但有少数外来植物却表现出较强的生态适应性和宽广的生态幅[14]。为了防止或减少外来植物入侵对天水市的影响，我们应积极采取如下策略。

6.1 谨慎引种

今后对天水市的引种工作必须严格把关，不能盲目引种。对于拟引入的外来植物种类，不论其作何用途，必须通过相关专家的充分论证，经天水市植物检疫部门批准方可引入，以防止引种带来生态危害。

6.2 加强外来植物研究

加强对生物入侵的研究，掌握外来种入侵的生物学、生态学特性，明确其分布规律、入侵机制，评价入侵种带来的生态危害，研究控制策略和具体技术。

6.3 加强宣传教育和法制建设

调查结果显示，天水市大部分外来植物基本上是人为有意引入的。因此，防止外来物种入侵，应首先加强宣传生物入侵相关知识，逐步提高群众环保意识和生态安全意识。与此同时，完善地方法律法规,制订地方植物检疫法和可操作性较强的进境种子、苗木检疫监督管理办法，以便对进境种子、苗木进行管理，做到有法可依、执法必严、违法必究。

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