泉州地区生物入侵现状与防范对策
2012-04-13胡嘉贝
胡嘉贝,沈 佳
(浙江师范大学,浙江金华321004)
随着世界经济全球化和国际贸易自由化的发展,外来种引入和传播的机会以及传入途径将进一步增多,这已成为国际社会面临的共同问题,成为21世纪生物多样性保护、生态安全、农业可持续发展的主要障碍之一。近2个世纪以来,由于人类活动的影响,外来物种在泉州地区的扩散十分迅速,对当地的生态系统以及生物多样性的保持带来了严重的影响。
生物入侵是指一物种通过有意或无意的人类活动而被引入一个非本源地区域,并在当地的自然或人造生态系统中形成了自我再生能力,从而给当地的生态系统或地理结构造成了明显的损害或影响的现象。本研究主要探讨泉州地区的植物入侵,研究其种类和空间分布,着重研究这些入侵植物的环境效应。
1 泉州地区主要入侵植物现状及其环境效应
随着福建省对外交往日益频繁,近几年也出现了外来入侵植物的危害。外来植物通过不同途径传入,并可以在没有天敌的自然状态下迅速生长、繁殖甚至暴发,对该地区的生态系统安全造成了严重的威胁。如闽南一带出现的肿柄菊,厦门出现的猫爪藤、炮仗花,宁德和连江出现的大米草,南平库区出现的水葫芦,武夷山出现的加拿大一枝黄花等入侵植物[1]。
本研究主要探讨泉州地区的几种主要入侵植物,即沿公路铁路沿线分布的加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)、遍布泉州湾淤泥滩涂的大米草(Spartina anglica)和互花米草(Spartina alterniflora Loisel)以及对水域造成严重为害的水葫芦(Eichhonia crassipes)。
1.1 加拿大一枝黄花
加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)属菊科,原产于北美。其逸野后适应性极强,形成杂草,生长迅速,且根茎不易被除尽[1]。它主要生长在河滩、荒地、公路两旁、农田边、农村住宅等生境下[2],植株高1.5~3.0 m。据统计,在我国,加拿大一枝黄花于20世纪80年代作为一种庭院花卉被引种栽培于上海、南京一带,之后逸生野外,到90年代蔓延至浙江、安徽、湖北、江苏、江西等地[2]。福建与江西、浙江等省份毗邻,经过自然、无意、有意等多种引种方式,形成沿公路和铁路走向分布,并形成沿交通路线向各个区扩散的格局。其于2005年5月1日被增补列入福建省林业检疫性有害生物。
在加拿大一枝黄花原产地存在着特定的病虫害和鸟兽啃食等抑制因素,因此,在原生境的生物群落中虽有其一席之地,却不会无限发展,与其他生物保持着一种动态平衡。但它是多年生植物,根状茎发达,繁殖力极强,传播速度快,生长优势明显,生态适应性广阔,引入泉州地区之后在秋季常形成单优势种群落,表现出极强的竞争优势,并呈现进一步扩散态势,与周围植物争阳光、争肥料,直至其他植物死亡,对生物多样性构成严重威胁,可谓是“黄花过处寸草不生”,故被称为“生态杀手、霸王花”,其是一种典型的外来入侵植物。
1.2 大米草
大米草(Spartina anglica)属禾本科,原产于英国南海岸,是欧洲海岸米草和美洲米草的天然杂交种。其主要分布于泉州、宁德、罗源、常乐、连江、厦门等地。花果期几乎遍及全年[1]。它属于多年生草本,具根状茎。株丛高20~150 cm,丛径1~3 m。多生于海滩淤泥地,极不易被铲除,繁殖能力极强,草籽随潮漂流,见土扎根,根系又极其发达,每年以五六倍的速度自然繁殖扩散,不但侵占沿海滩涂植物的生长空间,致使大片红树林消亡,而且导致贝类、蟹类、藻类、鱼类等多种生物窒息死亡,并与海带、紫菜等争夺营养,水产品养殖受到毁灭性打击。其还影响了海水的交换能力,导致水质下降并诱发赤潮;堵塞航道,影响各类船只出港,也是一种典型的入侵植物。
泉州沿海地区大米草入侵情况尤为严重。出于防浪护堤、保护滩涂的考虑[3-4],泉州开始从国外引种大米草,并于20世纪80年代开始推广。由于适宜的生存环境以及没有天敌的干扰,恣意生长的大米草,如今已“霸占”福建省约2/3的海滩,极大地破坏了生态环境。在宁德沿海地区,大米草的危害极其严重,目前有3/4的滩涂被大米草侵占,水产品和其他植物因此无法立足,人们的生活也受到威胁,尤其是沿海地区以捕鱼为生的渔民,在滩涂上“掏小海”即捡拾海产品时,一旦海潮袭来,陷在茫茫的大米草中很难辨清方向,甚至导致丧生,造成生态和经济的严重损失。
1.3 互花米草
互花米草(Spartina alterniflora Loisel)属禾本科,原产于美国东南部海岸,主要分布于美国西部和欧洲海岸。其主要分布在东部沿海盐沼,属于多年生草本,生于潮间带。植株耐盐耐淹,抗风浪;种子可随风浪传播;根系分布于深达60 cm的滩涂中,单株一年内可繁殖几十甚至上百株。
互花米草于1979年从国外引入福建,主要分布在滩涂广阔而平缓的港湾,特别是封闭型港湾和河口港湾,并主要生长于泥质或泥沙质中潮区上部到高潮区中下部一带,在福建13个主要港湾中,互花米草对三沙湾内潮间带滩涂的占有率最高,总面积为62.45 km2,互花米草占有率达20.86%;其次是罗源湾,总面积为10.64 km2,占有率为13.61%;泉州湾为7.83%,排名第3,总面积达6.64 km2[5]。初期福建地区引入互花米草的目的在于在沿海滩涂进行生态建设,希望借用互花米草来良好控制泥沙沉降功能,增加潮间带土地面积,使人们可在滩涂上大面积栽种,用以减轻海岸侵蚀,固堤护岸、放浪促淤、围垦造陆和发展牧草,曾取得了一定的经济效益。但由于对其入侵性以及危害性没有足够的认识,导致在带来经济效益的同时,也对泉州地区河口湿地和海岸潮间带生态系统造成直接或间接的负面影响。
互花米草的疯狂生长主要为害表现为:首先,它严重破坏了近海生物栖息环境,影响滩涂养殖,并且导致航道堵塞,对于船只出港造成了严重的不良影响,给海上运输业、渔业等带来不便[6]。其次,它对红树林生态系统造成严重的破坏。因它与沿海滩涂本地植物竞争生长空间,致使海滩上红树林消失,间接影响涉禽种群的数量[7]。目前,泉州湾范围内的一些宜林滩涂都已被互花米草侵占,部分互花米草还迅速侵占了红树林区的边缘地域或林间空隙地,造成了互花米草与红树林争夺生存空间的严峻问题。
1.4 水葫芦
水葫芦(Eichhonia crassipes)属于雨久花科,原产于巴西东北部,福建各地极其常见,因其在根与叶之间有一像葫芦状的大气泡,故称水葫芦。花期几乎全年,为多年生宿根浮水草本植物。因它浮于水面生长,又叫水浮莲、凤眼莲。其喜欢在向阳、平静的水面,或潮湿肥沃的边坡生长,多生于淡水池塘或水沟中。在日照时间长、温度高的条件下生长较快,受冰冻后叶茎枯黄。起初水葫芦作为猪草引入我国,但由于其繁殖迅速,适应能力强,又几乎没有竞争对手和天敌,导致其生命力旺盛,繁殖速度剧增。
水葫芦的引入带来的环境效应弊大于利。有利的一面是因为其具有较轻的水质净化作用,故可植于水质较差的河流及水池中作净化材料,也可作水族箱或室内水池的装饰材料。不利的一面是在水葫芦生长的水域,对其他生物有致命性的危害。因其对生活的水面采取了野蛮的封锁策略,挡住阳光,导致水下植物得不到足够光照而死亡,其生长需要吸收氧气,从而导致水生动物因缺氧而死亡,破坏水下动物的食物链。同时,水葫芦还有富集重金属的能力,它死后腐烂体沉入水底形成重金属高含量层,直接杀伤底栖生物[8]。
近几年,水葫芦对泉州地区的淡水水域也造成了严重的影响。水利部门2009年5月份下旬的调查结果显示,泉州市目前受水葫芦为害的水域面积达到1 288 hm2,其中,晋江市受影响水域面积达438.7 hm2。其不仅会堵塞河道,严重时还会污染水质,威胁饮用水安全。
2 入侵植物传入途径分析
引入物种的主要方式是各种人类活动。引种是指以人类为媒介,将物种、亚种或其分类单元(包括其所有可能存活、继而繁殖的部分及配子或繁殖体)转移到其(过去或现在的)自然分布范围及扩散潜力以外的地区,这种转移可以是国家内的或国家间的。引种可被分为有意引种和无意引种2类。
2.1 无意引种
无意引种又称自然引种,是指某个物种利用人类或人类传送系统为媒介,扩散到其自然分布范围以外的地方,从而形成的非有意的引入。这种入侵不是人为原因引起的,而是通过风媒、水体流动或由昆虫、鸟类的传带,使得植物种子或动物幼虫、卵或微生物发生自然迁移而造成生物危害所引起的外来物种的入侵。
福建与广东、江西、浙江等多处地区相邻,在相邻省市的交界地区植物可能通过自身的生长繁衍逐渐蔓延到福建地区,也有很多外来入侵生物是随人类活动的无意行为传入的,通常是随人及其物品通过飞机、轮船、火车、汽车等交通工具,作为偷渡者或“搭便车”被引入到新的地区。尤其是近年来,随着国际贸易的不断增加、对外交流的不断扩大、国际旅游业的快速升温,外来入侵生物被越来越多地传入我国。许多外来物种随着交通路线的进入和蔓延,加上公路和铁路周围植被通常遭到破坏而退化,这些地方通常是外来物种最早或经常出现的地方。除交通工具外,建设开发、军队转移、快件服务、信函邮寄等也会无意引入外来物种。
2.2 有意引种
有意引种是指人类有意实行的引种,是将某个物种有目的地转移到其自然分布范围及扩散潜力以外(这类引种可以是授权的或未经授权的)。引种的目的有几种。
2.2.1 作为牧草或饲料 作为牧草或饲料引进而造成入侵的例子很多,对泉州地区水域造成严重危害的水葫芦和大米草就是一个典型的例子。水葫芦于1901年作为一种花卉引入我国,20世纪五六十年代作为猪饲料推广种植,曾得到一定的经济效益。另一种入侵植物大米草最开始也是作为动物饲料引进的,它的嫩叶及地下茎有甜味,草粉清香,马、骡、牛、羊等多种动物皆喜食。
2.2.2 作为观赏植物 对奇花异草的追求,促使人们不断地引进花草品种。这些花草免不了从花园中逃逸,而在自然生长下,其中一些外来观赏植物逃逸后成为危险的外来入侵种。在泉州地区的主要入侵植物绝大多数都可以作为观赏植物而被引入。例如加拿大一枝黄花,其花色泽亮丽,在花市上被称为“幸福草”,常用于插花中的配花。
2.2.3 作为改善环境植物 为快速解决生态环境退化、植被破坏、水土流失和水域污染等长期困扰着我们的问题,人们往往片面地看待外来物种的某些特点,这就为外来物种的入侵提供了一个极好的机会。
现在很多地区都在积极地进行植被恢复工作,但其中使用的一些物种是危险的外来物种。目前,已经有一些物种形成入侵,泉州地区较为典型的案例有互花米草和凤眼莲等。互花米草自1979年从美国东海岸盐沼地区引进,在福建沿海等地试种之后得到大规模宣传,当初引种的目的是为保滩护岸、改良土壤、绿化海滩与改善海滩生态环境。现在这个物种已经在福建大面积逸生,1990年仅福建宁德东吾洋一带的水产业因其一年的损失就达1 000万元以上。该物种已经成为沿海地区影响当地渔业产量、威胁红树林的一个重要因素。
3 防治措施与对策
3.1 采取各种防治手段,防止入侵植物扩张
防治外来入侵植物的手段一般有3种:机械手段、生物手段和化学手段。化学手段则是指喷洒特定的化学试剂来克制植物的生长。机械手段一般是指物理手段,主要有焚烧、人工铲除等。生物手段是指适当的引入生物天敌,通过食物链来进行自然铲除,从而使该种植物的无限生长得到抑制。
3.1.1 化学手段 对外来物种的化学防治(包括诱饵、驱赶剂和毒药)通常被认为是不可取的,不仅由于喷洒化学试剂会对周围的环境以及人类健康带来影响,更因现有的化学试剂专一性还不高,在铲除某种特定有害入侵植物的同时,也在一定程度上消灭了与其一起生长的其他本地植物,这对地区的生物多样性保存造成了很大的困难。更甚的是这些化学试剂通常比较昂贵,而且需要反复使用,易使有害的入侵植物产生抗药性。
3.1.2 机械手段 对于造成局部危害的入侵物种,如加拿大一枝黄花等可进行人工铲除,在其种子成熟之前,将植株连根拔除,且要立即焚烧,防止蔓延。对于已经造成严重危害的入侵植物如大米草、互花米草和水葫芦等应结合化学和生物防治以及农业措施进行防除。但焚烧等物理手段也会对周围的环境以及居住的居民带来不利的影响。
3.1.3 生物手段 无论是从生态角度还是从经济角度,生物防治被认为是继化学防治和机械防治之后最有吸引力的方法。针对我国典型的水葫芦泛滥现象,生物学家已经找到了一种水葫芦的天敌——象甲。专家在实验室中发现,投放了象甲的生长着水葫芦的淡水,水葫芦的整个生长过程受到明显抑制。但这也有其弊端,如在引入天敌之后,当它把有害的入侵植物消灭之后是否会侵害其他当地生物,还不能得到确切的论证,这还有待进一步研究。
3.2 广泛调查和收集外来种,建立生物入侵数据库
对于泉州这个沿海城市来说,广泛调查和收集外来种,特别是入侵种现状的数据,建立生物入侵数据库是最紧迫的基础工作之一[9]。利用国内外的数据库,探索生物入侵的规律,明确对福建省最具威胁性的生物物种名录及其在泉州地区最有可能生产和暴发的区域,将会大幅度地提高泉州地区对生物入侵的预警能力。
3.3 进行本土物种的发掘和改良,减少对引入种的依赖性
有关部门在引进外来物种时应持谨慎态度,不能盲目地从国外或者其他地区引种,并且应该提倡更多的对本土物种进行挖掘和改良,使其使用价值、观赏价值得到进一步提升,从而降低对外来物种的依赖,减轻入侵植物的危害。对部分确实需要引进的物种,要加强对它的检疫检测工作,同时还要及时进行监测追踪,有效地控制其对本土植物的危害。
3.4 研究入侵物种生境,加强海关与检疫部门的监察力度
在外来物种引进之前,了解该物种所在地的生境概况,包括天敌、生活习性、适应气候等一系列信息,并要与引入物种的本土生境进行比较,由农业或林业或海洋管理部门会同科研机构进行引进物种的风险评估。评估之后再适当考虑引种的数量和空间分布。
3.5 大力加强政府行为,完善相关法律法规的制定
林业有害生物入侵已经给泉州森林资源、生态环境和生物多样性造成了严重的危害。因此,为了防范外来有害生物的入侵,避免生物成灾,应当完善相关的法律法规,利用法律法规的强制功能,严格引种程序。
4 结语
对泉州地区植物入侵的防治已经刻不容缓。首先是因为外来有害生物侵入适宜生长的新生境后,逐渐发展成为当地新的“优势种”,严重破坏了当地的生态安全,对生物的多样性造成严重影响,加速了物种的灭绝,也直接造成了泉州湾湿地的红树林等生态系统的严重破坏。其次是因外来物种入侵可能会携带病原微生物,对其他生物的生存甚至对人类健康构成直接威胁。更重要的是入侵植物的大面积繁殖还会给泉州地区带来严重的经济损失。如此严峻的负面环境效应必须立即采取有效的措施进行整治补救,使泉州地区的生态系统得到更好的完善和保持,为生物的多样性、环境的稳定性作出保障。
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