石首麋鹿国家级自然保护区外来入侵植物种的分析

张佳期+周守标+高香琴+王智+李中林+符龙飞+常锦利

摘要：通过对石首麋鹿国家级自然保护区（以下简称石首麋鹿保护区）外来入侵植物的种类、生活型、原产地、入侵途径等进行野外实地调查和分析，初步确认有外来入侵植物27种，隶属于13科25属，其中以菊科的种类最多，有7种；所有入侵植物均为草本植物，一年生草本占40.7%；除南极洲以外的其他六大洲都有植物入侵该区，而以美洲大陆最多；入侵途径多样，以无意传播途径为主。根据调查和分析的结果，分析了麋鹿对部分入侵植物种的采食利用，从植物入侵特点和对石首麋鹿保护区生物多样性的影响两方面对该区植物入侵现状进行分析，针对上述调查和分析的结果提出对保护区内入侵植物的防治措施。

关键词：石首麋鹿国家级自然保护区；入侵植物种；调查；分析；利用；防治；麋鹿；入侵特点；生物多样性

中图分类号：S451文献标志码：A文章编号：1003-935X（2017）01-0036-06

Analysis of Alien Invasive Plants in Shishou Milu

National Nature Reserve，China

ZHANG Jiaqi1，ZHOU Shoubiao1，GAO Xiangqin2，WANG Zhi3，LI Zhonglin3，FU Longfei4，CHANG Jinli1

（1. College of Environmental Science and Engineering，Anhui Normal University，Wuhu 241000，China；

2. School of Karst Science，Guizhou Normal University，Guiyang 550001，China；

3. Nanjing Institute of Environmental Sciences，Ministry of Environmental Protection，Nanjing 210042，China；

4. Guangxi Institute of Botany，Guangxi Zhuangzu Autonomous Region and the Chinese Academy of Sciences，Guilin 541006，China）

Abstract： This paper was aimed to research the species of alien plants，their life forms，origin，and ways of invasion of invasive species in Shishou Milu National Nature Reserve through field investigation and analysis. Twenty seven species of invasive plants belonging to 25 genera in 13 families were found in the reserve，of which seven belonged to Compositae. All invasive plants were herbaceous plants；annual herbs accounted for 40.7%. Invasive plants came from all continents except Antarctica，with America contributing the majority of species. Invasion pathways were varied；plants were introduced unconsciously. It was also found that part of invasive plants were used for food by the Milu. Thus the present situation of invasive plants has been analyzed including invasive characteristics and influence of the biodiversity in

收稿日期：2017-01-13

基金項目：湖北石首麋鹿国家级自然保护区植物多样性观测示范基地建设项目（编号：160831439）。

作者简介：张佳期（1990—），男，湖北黄冈人，硕士研究生，主要从事资源生态与GIS应用研究。E-mail：gislaozhang@163.com。

通信作者：周守标，教授，博士生导师，主要从事环境生态学与生物多样性保护研究。E-mail：zhoushoubiao@vip.163.com。Shishou Milu National Nature Reserve. Measures are also proposed to control the number of invasive plants in the reserve.

Key words： invasive plants；investigation；analysis；utility；prevention；Elaphurus davidianus

石首麋鹿保护区地处湖北省石首市天鹅洲长江故道西南端，临近湖南省洞庭湖区。1991年由湖北省人民政府批准建立，1998年经国务院批准晋升为国家级自然保护区[1]，属亚热带湿润季风气候区，水、热、光等自然条件优越，植物资源十分丰富；石首麋鹿保护区北面和东面为长江故道环绕，南面紧接长江，西面是防洪民堤，堤内为农业区，优越的自然条件、航运、农业活动等为外来植物种入侵和蔓延提供了便利的条件。外来入侵植物是指不是在本地自然发生和进化的植物，而是由原产地通过自然或非自然方式传播而来，经过适应、逃逸、归化，在入侵地形成具有再生能力的植物物种，并对当地生态系统和生物多样性等造成一定影响或损害的植物[2-3]。石首麋鹿保护区内外来植物入侵可能破坏保护区景观的完整性和自然性，摧毁生态系统，影响遗传多样性，对生物多样性造成重大的影响[4]，进而影响保护区内麋鹿的栖息和繁衍。因此，通过对石首麋鹿保护区外来入侵植物进行野外实地调查和分析，了解外来入侵植物种类、生活型，分析入侵植物种的传入途径等，从而为麋鹿栖息地保护提供有效的参考依据。

1 研究方法

以路线踏查方式对道路两旁、农田、河滩等人为干扰较多的外来入侵植物容易侵入的区域进行调查，并在石首麋鹿保护区不同功能区（图1）内选取具有代表性的区域进行实地调查，记录所观察到的外来入侵物种及其伴生植物种类。同时参考《中国入侵植物名录》[5]和关于湖北省入侵植物的初步研究等文献资料[6-8]，对石首麋鹿保护区外来入侵植物进行汇总和分析。

2 结果与分析

2.1 石首麋鹿保护区外来入侵植物调查与分析

2.1.1 外来入侵植物的种类 通过上述方法，初步整理了石首麋鹿保护区有分布且已对当地生物多样性造成一定程度危害的物种名录，共计维管植物13科25属27种（表1）。

在科的物种组成上，以菊科最多，为7种，占石首麋鹿保护区外来入侵植物总数的25.9%；其次為苋科，4种，占石首麋鹿保护区外来入侵植物总数的14.8%；余下11科均为1种或2种，其中6科仅1种。从各科中属的数量看，菊科6属最多，苋科3属，豆科、伞形科、石竹科、十字花科均2属，其余各科均1属。从属的种数看，除了苋属和婆婆纳属有2种，其余各属均为1种。从种的数量看，菊科以7种居第1位，分别是钻叶紫菀、苏门白酒草、小蓬草、一年蓬、鬼针草、续断菊、加拿大一枝黄花。菊科植物的广泛入侵，主要是由于该科种类数量众多、具有提高传播效率的特殊结构、种子具有休眠性；部分多年生草本植物除了能进行有性繁殖之外，还可以通过营养繁殖；部分物种还具有强烈的化感作用，排除异己，形成单一种群[9]。

2.1.2 外来入侵植物的生活型分析 生活型是植物对环境条件适应后在其生理、结构，尤其是在外部形态上的一种具体反映[10-12]。对生活型与生态类群组成进行综合分析，能够更好地反映群落与所处环境的关系[13]，进而找出应对入侵物种的突破口。对石首麋鹿保护区入侵植物名录中各物种的生活型进行分析和统计（图2），石首麋鹿保护区的27种外来入侵植物均为草本植物，说明在石首麋鹿保护区的自然环境条件下，由于草本植物具有生活史短、幼苗生长速度快、单位时间内开花次数多，繁殖能力强、种子数量大、个体小容易扩散及多种繁殖方式等特点而比木本植物具有更强的适应性和入侵性[9]。从入侵植物的生活型来看，以一二年生草本居多，共计20种，约占入侵草本植物总数的74.1%，多年生草本仅7种，占入侵草本植物总数的25.9%；一年生入侵草本占大多数，共计11种，分属7科，且以苋科（3种）最多（图2）。

2.1.3 原产地分析 参考《中国入侵植物名录》[5]和寿海洋等对外来入侵植物的原产地信息以传统七大洲的方式[9]进行分析的方法，若某物种起源于多个大洲，则进行重复计数；若某物种原产地不明确，如反枝苋原产于美洲，则计北美洲、南美洲各1次（图3）。

通过分析发现，石首麋鹿保护区外来入侵植物中来自美洲的比例最大，27种入侵植物中有14种来自美洲，占总种数的51.9%，说明美洲起源的植物更容易在石首麋鹿保护区内归化和入侵，如钻叶紫菀、一年蓬、加拿大一枝黄花等，因此，在以后的引种过程中要特别注意原产于美洲大陆的物种。

2.1.4 外来入侵植物入侵的途径 中国有50%的外来入侵植物是作为牧草或饲料、观赏植物、纤维植物、药用植物、蔬菜、草坪植物而引进的[14]，石首麋鹿保护区的外来入侵植物中，作为观赏植物引入的代表种有垂序商陆、白车轴草、牵牛、凤眼蓝等；作为饲料植物引入的代表种有空心莲子草。无意引入的途径主要有进出口贸易、入境旅游、交通工具、国际农产品、粮食贸易和货物的输入等。石首麋鹿保护区的外来入侵植物中，田菁、细叶芹等是随交通工具或运输的货物或游客携带而无意引入；刺苋、野胡萝卜、婆婆纳等随种子、粮食贸易传入；而菊科植物如钻叶紫菀、小蓬草、一年蓬等则是通过风力、水流、气流等自然传播方式从周边国家和地区传入（表2）。

2.2 石首麋鹿保护区外来入侵植物利用和防治

2.2.1 对外来入侵植物的利用 麋鹿是典型的适合栖息于湿地生境的大型哺乳动物，食物主要以幼嫩多汁的植物为食。石首麋鹿保护区内的麋鹿可食植物资源丰富，为麋鹿种群的发展奠定了基础。根据资料和实地调查数据显示[15]，石首麋鹿保护区共有维管植物72科216属321种，其中麋鹿可食植物有43科112属160种，主要分为禾草类、莎草类、豆科草类、杂草类等4类，占总种数的49.8%。外来入侵植物中可供麋鹿食用的较多，主要包括黑麦草（Lolium perene）、细叶芹（Cyclospermum leptophyllum）、北美独行菜（Lepidium virginicum）、牵牛（Pharbilis nil）等在内的15种（表3）。虽然部分入侵植物还具有药用和提取糖类、纤维、油料等经济价值，但由于石首麋鹿保护区为国家级自然保护区属性，根据《中华人民共和国自然保护区条例》第三章第二十六条规定“禁止在自然保护区内进行砍伐、放牧、狩猎、捕捞、采药、开垦、烧荒、开矿、采石、挖沙等活动”，因此对于入侵植物的利用仅限区内生态系统的物质循环。

2.2.2 对外来入侵植物的防治措施 控制已经被发现的入侵植物。石首麋鹿保护区内已被发现的外来入侵植物共13科25属27种。从生活型来看，入侵植物全部为草本类植物，其中41%为1年生草本植物，生殖策略为r-选择型，生命短促、发育迅速、生殖期早、产籽量大、能够适应多变的环境；从原产地来看，外来入侵植物51.9%来自于美洲大陆。所以在防治过程中，尽可能地在已侵入植物开花之前及时将其拔除，以避免大量种实的产生，同时在引种中也需要严格把关，尤其是原产于美洲大陆的植物物种。

防范未被发现的入侵植物。主要包括2个方面：一是在石首麋鹿保护区所能允许的最大人类活动条件下，对保护区内入侵植物进行科学实地调查研究，认真分析其种类、生活型、原产地等，特别是要尽可能发现已经侵入石首麋鹿保护区但尚未被发现的入侵植物种；二是采取措施避免新的外来植物物种侵入该区。从入侵植物的侵入途径分析来看，大多为“无意传播”侵入，所以在防治过程中，要严格把关石首麋鹿保护区及其周边的人类活动，包括农业、交通、旅游等。

3 结论

通过对石首麋鹿保护区外来入侵植物进行野外实地调查以及结合文献调研等，对保护区外来入侵植物进行了汇总和综合分析，进而得到以下结论：（1）石首麋鹿保护区外来入侵植物种类多。在保护区内，初步确认了27种外来入侵植物，约占我国外来入侵种总数的4.1%，共涉及到13个科，其中以菊科最多，为7种，其次为苋科，4种，豆科、伞形科、玄参科、旋花科、十字花科均为2种，余下6科各1种。（2）石首麋鹿保护区外来植物入侵种分布范围广，种群稳定。在调查发现的27种外来入侵植物中，大多数（特别是麋鹿不采食的植物种）已经在石首麋鹿保护区内建立了稳定的繁殖种群，分布范围也涉及到石首麋鹿保护区的所有功能区，多数分布于石首麋鹿保护区试验区内人为活动较频繁、人为干扰较大的道路两旁、农田田埂、草地等区域，但由于石首麋鹿保护区的缓冲区和核心区也存在一定程度的人为活动，因此在缓冲区和核心区内部分外来种如一年蓬、苏门白酒草等也比较常见。（3）外来入侵植物对石首麋鹿保护区生物多样性带来较为严重的影响。在石首麋鹿保护区实验区内道路两旁、废弃荒地、草地等区域分布了较多的外来入侵植物种，如一年蓬、苏门白酒草等，严重排挤了这些区域的本土植物的生长，使入侵区域的植物多样性降低，生态系统的功能因此受到严重影响。（4）石首麋鹿保护区内入侵植物种类呈上升趋势，恶性入侵种类较多，且以菊科植物为最。菊科等入侵植物种子扩散速度快，生长能力强，短期内将会分布到石首麋鹿保护区各处，严重威胁原有群落，导致物种多样性降低，而这些入侵植物大多为麋鹿不喜采食种类，因而降低其可采食植物种类数量，同时单一的群落结构将导致石首麋鹿保护区生态环境更为脆弱，水土保持能力逐渐下降，使得石首麋鹿保护区进一步旱化，麋鹿的生存状态将岌岌可危。

综上所述，石首麋鹿保护区外来入侵植物种具有种类多、种群稳定和分布范围广等特点，同时外来入侵植物种不仅对保护区生物多样性带来较严重影响，而恶性入侵植物种类增多，进而还会危极到石首麋鹿保护区麋鹿生境状况。

参考文献：

[1] 秦卫华. 湖北天鹅洲麋鹿生境中接骨草生态位研究[D]. 南京：南京林业大学，2013.

[2]李振宇，解 焱. 中国外来入侵种[M]. 北京：中国林业出版社，2002.

[3]谢云珍，王玉兵，谭伟福. 广西外来入侵植物[J]. 热带亚热带植物学报，2007，15（2）：160-167.

[4]彭光银，邵晓莉，文 威，等. 石首麋鹿保护区建设项目生态影响及保护措施[J]. 环境科学与技术，2016（增刊1）：404-407.

[5]马金双. 中国入侵植物名录[M]. 北京：高等教育出版社，2013.

[6]刘胜祥，秦 伟. 湖北省外来入侵植物的初步研究[J]. 华中师范大学学报（自然科学版），2004，6，38（2）：223-227.

[7]俞 红，王红玲，喻大昭，等. 湖北省外来物种入侵问题研究[J]. 长江流域资源与环境，2011，20（9）：1131-1137.

[8]吴征镒，周浙昆，李德铢，等. 世界种子植物科的分布区类型系统[J]. 云南植物研究，2003，25（3）：245-257.

[9]寿海洋，闫小玲，叶 康，等. 江苏省外来入侵植物的研究[J]. 植物分类与资源学报，2014，36（6）：793-807.

[10] Mueller-Dombois D，Ellenberg H. Aims and methods of vegetation [M]. New York：John Wiley & Sons，1974：139-147.

[11]Whittaker R H. Communities and ecosystems [M]. New York：MacMillan Company，1970：6-17.

[12]劉守江，苏智先，张璟霞，等. 陆地植物群落生活型研究进展[J]. 四川师范学院学报（自然科学版），2003，6，24（2）：155-159.

[13]武吉华，张 绅，江 源，等. 植物地理学[M]. 北京：高等教育出版社，2004：172-175.

[14]徐海根，强 胜. 中国外来入侵物种编目[M]. 北京：中国环境科学出版社，2004.

[15]石首麋鹿自然保护区综合考察队. 湖北石首麋鹿国家级自然保护区综合科学考察报告[R]. 石首：石首麋鹿自然保护区综合考察队，2016.