京津冀外来入侵植物的种类调查与分析

石 青， 陈 雪， 罗雪晶， 陈凤新,3*， 任晓鸿

1河北大学生命科学学院,河北 保定 071002； 2河北师范大学汇华学院,河北 石家庄 050091;3河北大学经济学院,河北 保定 071002

京津冀外来入侵植物的种类调查与分析

石 青1， 陈 雪2， 罗雪晶1， 陈凤新1,3*， 任晓鸿1

1河北大学生命科学学院,河北 保定 071002；2河北师范大学汇华学院,河北 石家庄 050091;3河北大学经济学院,河北 保定 071002

【目的】近年来，外来入侵植物对京津冀地区的生态安全和经济贸易发展构成了严重威胁。了解京津冀地区入侵植物种类组成，分析其分布特点，能够为京津冀地区外来入侵植物扩散的防控、生物多样性保护与生态安全提供理论依据。【方法】对京津冀外来入侵植物的种类、原产地、生活型、危害程度、引入途径等进行调查和分析。【结果】京津冀目前有99 种外来入侵植物，其中恶性杂草11种。菊科和禾本科为优势科,所含种数分别为24和12 种。京津冀外来入侵植物以一、二年草本植物为主;美洲是京津冀入侵植物的最大起源地，其中,北美地区23种，美洲热带和中、南美洲共32种;人为有意引进共56种,占外来入侵植物总种数的56.57%。【结论】当前京津冀地区外来植物入侵状况比较严重，且该地区入侵植物的入侵与其社会经济学因子和生物地理学因子密切有关，有意引入是京津冀地区外来植物入侵的主要途径。

京津冀地区； 外来入侵植物； 种类分析

外来入侵植物已在世界范围内造成严重危害，它不仅导致生物多样性的减少和丧失，而且威胁着全球的生态环境和经济发展，目前已经引起了各国政府的普遍关注(万方浩等，2005)。京津冀是我国北方最大和发展程度最快的经济核心区，也是我国参与国际经济交流与合作的重要枢纽与门户。京津冀地区范围涉及两市一省，多样化的气候和环境条件有利于外来生物的定居和入侵，使得该地区对生物入侵较为敏感(吴晓雯等，2006)。同时，飞速发展的经济与快速城市化增加了生物入侵的风险(张帅等，2010)。随着京津冀一体化的发展，了解该地区入侵植物扩散与分布规律，明确其主要驱动因子，有助于更好地预防、管理和控制入侵植物。但现有的文献中，还没有关于京津冀地区入侵植物种类及其分布的系统研究。因此，本研究依据相关文献(贺士元，1986,1989,1991； 李振宇和解焱，2002； 彭程等，2010; 杨景成等，2009)及实地调查数据，分析京津冀地区入侵植物种类组成及其分布特点，为京津冀地区外来入侵植物扩散的防控、生物多样性保护与生态安全提供理论依据。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究地区概况

京津冀地区位于华北平原北部，北靠燕山山脉，西倚太行山，东临渤海湾，西北和北面地形较高，南面和东面地形较为平坦。由西北的燕山—太行山山系构造向东南逐步过渡为平原，呈现出西北高东南低的地形特点。从地貌上看，该区域囊括多种地貌特征，但仍然以平原地貌为主，沿渤海岸多滩涂、湿地。海河流域以扇状水系的形式铺展在京津冀地区。

1.2 研究方法

2015年10月—2017年3月，对京津冀管辖区域进行系统地实地调查，调查地点以机场、车站、交通干道、景区、校区、农地及荒地为主，采用样线法设置采样点，记录每个样点外来入侵植物的种类、危害和生境特点等项目。根据万方浩等(2005)、李振宇和解焱(2002)、中国数字植物标本馆，以及《河北植物志》(河北植物志编辑委员会，1986,1989,1991)、《中国植物志》(中国科学院中国植物志编辑委员会，1990)、《北京植物志》(贺士元等，1984)、《天津植物志》(刘家宜，2004)等相关文献，总结京津冀外来入侵植物的种类组成、学名、原产地、引入途径和危害。

1.3 数据分析

应用SPSS 19.0软件进行相关分析，应用Excel软件作图。

2 结果与分析

2.1 京津冀外来入侵植物的种类组成

研究结果表明，目前京津冀地区共有99种外来入侵植物，隶属于27科，其中，河北80种，北京82种，天津44种(表1、2)。植物种类数量最多的是菊科，有24种，这与其为一年生、生长发育快、瘦果小、可借助风和气流传播、抗逆性强、产生的化感物质抑制本地植物生长(王志西等，1999)等生理和生存特性相关；禾本科12种，苋科10种，豆科9种，十字花科5种，大戟科6种(表2)。在这些入侵植物中，空心莲子草Alternantheraphiloxeroides(Mart.) Griseb.、凤眼莲Eichhorniacrassipes(Mart.) Solms、豚草AmbrosiaartemisiifoliaL.、假高粱Sorghumhalepense(L.) Pers.属于中华人民共和国国家环保总局公布的首批外来入侵植物。三裂叶豚草AmbrosiatrifidaL.、加拿大一枝黄花SolidagocanadensisL.、蒺藜草CenchrusechinatusL.、黄顶菊Flaveriabidentis(L.) Kuntze.、土荆芥ChenopodiumambrosioidesL.、刺苋AmaranthusspinosusL.、落葵薯Anrederacordifolia(Tenore) Steenis.属于国家环保总局公布的第二批外来入侵植物。

2.2 外来入侵植物的生活型组成

生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式，京津冀外来入侵植物的生活型可以分为乔木、灌木、草本和藤本4 种类型。其中，草本植物种类最多，有91 种，占91.92%；其次为灌木、灌草，有4种，占4.04%；藤本2 种，乔木2种(表1)。其中，一年生或二年生的草本植物有71 种，占71.72%。

2.3 原产地分析

对京津冀地区外来入侵植物的原产地分析表明：原产于美洲55种，占55.56%，美洲热带和中、南美洲32种，北美洲23种；原产于美洲的外来入侵植物中在河北省分布的有38种，北京45种，天津23种(表3)。原产于欧洲的27种，亚洲16种，非洲5种。一方面可能是亚洲与美洲的植物有相似的遗传背景，所以来自美洲的外来植物在我国的分布与生存机率大；另一方面，可能与气候变化有关，气候变化导致了部分地区生态系统稳定性降低，激活了外来入侵植物的活性，导致外来植物的大量入侵和生长繁殖。

2.4 外来入侵植物的引入途径

对京津冀地区99种外来入侵植物的引入途径进行分析,结果表明:有56种是人为有目的的引入,占总种数的56.57%。有意引进外来物种的目的多种多样,作为牧草或饲料引进的有空心莲子草、紫苜蓿MedicagosativaL.、白香草木樨MelilotusalbusMedic. ex Desr等；作为观赏植物引进的有单刺仙人掌Opuntiamonacantha(Willd.) Haw.、月见草OenotheraerythrosepalaBorb.、圆叶牵牛Pharbitispurpurea(L.) Voigt、铜锤草OxaliscorymbosaDC.等；作为经济植物引进的有大麻CannabissativaL.、蓖麻RicinuscommunisL.、苘麻AbutilontheophrastiMedicus等；作为药用植物引进的有美洲商陆PhytolaccaAmericanaL.、麦蓝菜Vaccariasegetalis(Neck.) Garcke、决明CassiasopheraL.、望江南CassiaoccidentalisL.等。38种随人类活动无意传入,占总种数的38.38%。其中，随国际农产品和货物输入而带入的有假高粱、反枝苋AmaranthusretroflexusL.、皱果苋AmaranthusviridisL.、刺苋、北美苋AmaranthusblitoidesS.Watson、毒麦LoliumtemulentumL.等；随植物引种，特别是园林植物引种带入的有阿拉伯婆婆纳VeronicapersicaPoir.、斑地锦EuphorbiamaculataL.等；随人类的交通工具传播进入的有豚草、三裂叶豚草、小蓬草Conyzacanadensis(L.) Cronq.、一年蓬Erigeronannuus(L.) Pers.等。另外,目前还有合被苋AmaranthuspolygonoidesL.、土荆芥、大狼把草BidensfrondosaL.、杂配藜ChenopodiumhybridumL.、婆婆纳VeronicadidymaTenore、蒺藜草6种外来入侵植物的引入途径不详。

2.5 外来入侵植物的危害性质

调查发现,在99种外来入侵植物中,绝大多数为一般性杂草,共85种,占总种数的85.86%。有毒杂草3种,占总种数的3.03%,包括毛曼陀萝DaturainnoxiaMill.、曼陀萝DaturastramoniumL.和毒麦,毛曼陀萝和曼陀萝均属于茄科,全株含生物碱,对人、家畜、鱼类和鸟类有强烈的毒性,其中果实和种子的毒性最大。其余11种为恶性杂草,占总种数的11.11%,包括苋科的空心莲子草，菊科的豚草、三裂豚草、香丝草Conyzabonariensis(L.)Cronq、小蓬草、牛膝菊GalinsogaparvifloraCav.、黄顶菊以及禾本科的大米草SpartinaanglicaC.E.Hubb.、假高粱和野燕麦,还有雨久花科的水葫芦Eichhorniacrassipes(Mart.) Solms。空心莲子草在北京和天津分布较广，种群较大，常在农耕地、荒地和绿化草地上形成单优群落。它具有地下根状茎，不易清除，且常与农作物争夺生长空间和土壤养分，降低农作物产量，对周边环境和农业生产造成极大危害。值得注意的是菊科入侵植物，尤其是豚草和黄顶菊，常在人类活动密集区、火车站和园林区生长,二者种子量大且传播迅速，易形成单优群落，与本地植物竞争生长，对人畜和农作物危害严重。禾本科的恶性杂草在路旁有数株，可能是随交通工具引入，虽未大量繁殖，但其适应能力和繁殖能力强，一旦形成种群优势，将对当地的生态造成严重的危害。这些恶性杂草的防治应予以高度重视。

3 讨论

京津冀地区复杂的地貌特征和特殊的地理位置对植被结构和入侵植物的分布影响明显。研究表明，京津冀地区共有99种外来入侵植物，约占全国外来入侵植物种类总数(270种)的36.67%(闫小玲等，2012)，其中，恶性杂草11种，说明当前京津冀地区外来植物入侵状况比较严重。对植物种类分析表明，以菊科最多(黄乔乔，2009)，这与Weberetal. (2008)对我国整体外来入侵植物的研究结论相同。其中，草本植物种类最多，尤其是一年生或二年生草本植物。这与入侵植物的组成种类特点极为相似。一年生或二年生草本植物相对于其他生活型的植物具有生长周期短、种子多、繁殖速度快、对环境的适应性强等优势，因此更容易入侵成功。

经济发达、城市化程度高、各种交流和交通发达的地区往往承受着巨大的生物入侵威胁(Weberetal.,2008)。来源于热带中南美洲的入侵植物的分布主要由生物地理学因子决定，而来源于北美洲的入侵植物主要由社会经济学因子决定(黄乔乔，2009)。从起源地来讲，美洲是京津冀入侵植物的最大起源地，其中，北美地区23种，美洲热带和中、南美洲共32种，这进一步说明这些地区入侵植物的入侵既与植物的生物学特征和入侵地物候学特征有关，又与该地区经济发展和国际贸易密切相关(王苏铭等, 2012； Liuetal.,2008)。随着经济贸易的日益频繁，生物入侵种类呈现增加的趋势，如2009年北京外来入侵植物有29种，目前已增加到80种；河北省外来入侵植物由2008年的63种增加为75种(龙茹等，2008； 杨景成等，2009)。因而随着京津冀一体化的持续发展，如何更好地预防、管理和控制入侵植物是生态安全领域亟待解决的重要问题。

表3 京津冀外来入侵植物原产地分析Table 3 Analysis on the origin of alien invasive plants in Beijing, Tianjin, and Hebei Province

入侵地区Invasivearea科数Numberoffamily美洲America非洲Africa欧洲Europe亚洲Asia河北Hebei3852314北京Beijing4551913天津Tianjin234116总计Total5552716

从起源上看，有意引入已经成为外来植物入侵京津冀地区的主要途径。京津冀地区99种外来入侵植物中有55种是人为有目的的引入。据中国科学院植物研究所调查，入侵中国的有害植物中有58%是为了食用、药用以及园林绿化、农业林业生产等目的引进的(徐海根和强胜，2004)。因此，在引进国外植物品种时，一定要考虑其有无造成危害的可能性，并对其可能产生的正、负效应进行公正科学的评估。

贺士元， 邢其华， 尹祖棠， 江先甫， 1984. 北京植物志. 北京： 北京出版社.

河北植物志编辑委员会， 1986. 河北植物志. 1版. 石家庄: 河北科学技术出版社.

河北植物志编辑委员会， 1989. 河北植物志. 2版. 石家庄: 河北科学技术出版社.

河北植物志编辑委员会， 1991. 河北植物志. 3版. 石家庄: 河北科学技术出版社.黄乔乔， 2009. 外来植物在中国的入侵模式：物种特性、环境因子、人类活动的作用. 博士学位论文. 杭州： 浙江大学.

李振宇， 解焱， 2002. 中国外来入侵种． 北京: 中国林业出版社．

刘家宜， 2004. 天津植物志. 天津： 天津科学技术出版社.

龙茹， 史风玉， 孟宪东， 徐兴友， 2008. 河北省外来入侵植物的调查分析. 北方园艺, 45(7): 171-173.

彭程， 宿敏， 周伟磊， 王苏铭， 李景文， 王玲， 2010. 北京地区外来植物组成特征及入侵植物分布. 北京林业大学学报, 32(1): 29-35．

万方浩， 郑小波， 郭建英, 2005. 重要农林外来入侵物种的生物学与控制. 北京: 科学出版社.

王苏铭， 张楠， 于琳倩， 赵容慧, 郝鹏, 李景文, 姜英淑, 沙海峰, 刘义, 张志祥, 2012. 北京地区外来入侵植物分布特征及其影响因素． 生态学报, 32(15)： 4618-4629．

王志西, 刘祥君, 高亦珂, 祖元刚, 1999. 豚草和三裂叶豚草种子休眠规律研究. 植物研究, 19(2): 159-164.

吴晓雯, 罗晶, 陈家宽, 李博, 2006. 中国外来入侵植物的分布格局及其与环境因子和人类活动的关系. 植物生态学报, 30(4): 576-584．

徐海根， 强胜， 2004. 中国外来入侵物种编目. 北京: 中国环境科学出版社.闫小玲, 寿海洋, 马金双, 2012. 中国外来入侵植物研究现状及存在的问题. 植物分类与资源学报, 34(3)： 287-313．

杨景成， 王光美， 姜闯道， 赵洪涛， 张志东， 2009． 城市化影响下北京市外来入侵植物特征及其分布. 生态环境学报, 18(5): 1857-1862．

张帅, 郭水良, 管铭, 印丽萍, 张若轩, 2010. 我国入侵植物多样性的区域分异及其影响因素——以74个地区数据为基础. 生态学报, 30(16): 4241-4256．

中国科学院中国植物志编辑委员会， 1990. 中国植物志. 北京： 科学出版社.

LIU J, LIANG S C, LIU F H, WANG R Q, DONG M, 2005. Invasive alien plant species in China: regional distribution patterns.DiversityandDistributions, 11(4): 341-347．

WEBER E, SUN S G, LI B, 2008. Invasive alien plants in China: diversity and ecological insights.BiologicalInvasions, 10(8): 1411-1429.

(责任编辑:郭莹)

Investigation and analysis on alien invasive plants in Beijing, Tianjin and Hebei Province

SHI Qing1, CHEN Xue2, LUO Xuejing1, CHEN Fengxin1,3*， REN Xiaohong3

1CollegeofLifeandScience，HebeiUniversity，Baoding,Hebei071002，China;2HuihuaCollegeofHebeiNormalUniversity,Shijiazhuang,Hebei050091,China;3SchoolofEconomics,HebeiUniversity，Baoding,Hebei071002，China

【Aim】 Invasive plants pose a serious threat to the ecological integrity and economic development of Beijing, Tianjin, Hebei Province in recent years. Understanding which invasive plant species and their distribution can provide a basis for their prevention and control, as well for biodiversity protection and ecological integrity in these areas. 【Method】 Based on our field survey, each invasive plant species was analyzed considering its origin, life form, potential impact, and invasive routes. 【Result】 The results showed that 99 alien invasive species were found in these regions. Eleven species had a high level of threat to the local ecological environment. Compositae and Poaceae were dominant plants, with 24 species and 12 species, respectively. Most of the invasive plants were annual or biennial and were originally from the America. Twenty-three species were from North America and 32 species were from Central and South America. Fifty-six species were intentionally introduced, which took up 56.57% of the total species. 【Conclusion】 Alien plant invasion is very serious in Beijing, Tianjin, Hebei Province. The distribution of invasives is mainly determined by socioeconomic and biogeographic factors, and intentional introduction.

Beijing, Tianjin and Hebei Province; invasive plant species; species analysis

2017-04-10 接受日期(Accepted)： 2017-05-23

国家自然科学基金项目(31040066, 31372000)； 河北省自然科学基金项目(C2015201021, C2015201041)； 河北大学研究生创新项目(X201725)

石青， 女， 硕士研究生。 研究方向: 入侵植物学。 E-mail: sqjiankufendou@163.com

*通信作者(Author for correspondence), E-mail: fengxinchen@126.com

10.3969/j.issn.2095-1787.2017.03.007