晋江灵源山外来入侵植物调查分析与管理对策的探讨

杨皖乔,郑世群,刘梦昕,刘金福,何中声,徐道炜

(1.福建农林大学 林学院,福州 350002；2.福建农林大学海峡自然保护区研究中心,福州 350002)

晋江灵源山外来入侵植物调查分析与管理对策的探讨

杨皖乔,郑世群,刘梦昕,刘金福,何中声,徐道炜

(1.福建农林大学 林学院,福州 350002；2.福建农林大学海峡自然保护区研究中心,福州 350002)

调查表明,晋江灵源山118科363属507种维管束植物中,有外来入侵物种16科39属43种,分别占13.56%,10.74%和8.48%。其中,菊科最多,有16种,占37.19%；生活型以草本最多,有34种,占79.07%；原产地以美洲最多,有32种,占74.42%；引入途径以无意传入最多,有28种,占65.12%。通过对灵源山41个样地的调查分析发现,假臭草入侵最严重；在各种森林植被中,巨尾桉群落外来入侵现象较严重。基于灵源山外来入侵植物发展现状,揭示了其对森林生态系统的危害,提出生态保护建议与防治对策。

灵源山；外来入侵植物；管理对策；生物入侵

外来入侵植物是指从自然分布区(可以是其他国家或本国其他地区)通过有意或无意的人类活动而被引入,并在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力,给当地的生态系统或景观造成明显损害或影响的植物[1]。目前,外来入侵植物的问题屡见不鲜,全国各地陆续报道关于外来入侵植物的入侵困扰。有关福建省外来入侵植物现状,只有零星的研究[2-5]。灵源山地处东南沿海经济快速发展的城乡结合部,周边人口密集,对外交流频繁,加上该山历来宗教信仰盛行,山路、寺庙较多,尤其近年来休闲旅游的快速发展,使其生态环境受到较严重的人为干扰。为了保护灵源山的自然景观、生态环境和本土植物,防止外来入侵植物对灵源山自然生态系统的破坏,本文通过对灵源山森林植被中的外来入侵植物的调查研究,深入分析灵源山外来入侵植物发展现状,揭示其对森林生态系统的危害,提出生态保护建议与防治对策。

1 研究地概况

灵源山位于福建省晋江市中部(24°54′N,118°59′E),邻近北回归线,地势东南高,西北低,海拔305m。属南亚热带海洋性季风气候区,夏无酷暑,冬无严寒。年平均气温在20～21℃之间；年平均降水量911.7～1 231.0mm,但是分配不均匀,春、夏两季多雨,秋、冬两季少雨；日照充足,热量丰富,年总积温高达7 000～7 800℃,年均累计日照大于6h的日数有198.4d,是全年总日数的54.4%；季风明显,全年夏季以西南风为主,春、秋、冬季以东北风为主[6]。土壤以南方亚热带低山丘陵红壤为主。植物种类和植被类型较为单调,植物群落以次生林和人工林为主,主要有马尾松(Pinusmassoniana)林、台湾相思(Acaciaconfusa)林、巨尾桉(Eucalyptusgrandis×E.urophylla)林和各种经济林等。

2 研究方法

2.1样地设置与调查

将研究区按自然地形特点和面积划分为若干调查区域,在各区域内相对均匀地布设调查路线,采用线路调查法记录所见维管束植物种类及其基本情况,统计外来入侵物种组成及所占比例。在每个区域中,采用典型取样法,根据不同群落类型和不同地形条件确定调查点,设置调查样方,总计调查41个样方。样方大小为20m×20m,记录群落基本情况,对乔木层种类作每木检尺；在样方中,沿两条对角线的4个方向,及样方中心点位置,按典型取样法布设5个2m×2m的小样方,调查灌木层和层间植物的种名、基径、株数(盖度)等；在每个2m×2m小样方中各选取1个1m×1m小样方,调查草本层植物的种名、平均高度、株数、盖度；而后针对其中的外来入侵物种作进一步统计分析。

2.2重要值计算

重要值是表示某个种在群落中的作用和地位的综合数量指标,用来确定其在群落中的优势度[7]。

相对多度(RA)=(某个种的个体数/所有种的个体数总和)×100%

(1)

相对频度(RF)=(某个种的频度/所有种的频度总和)×100%

(2)

相对显著度(RD)=(某个种的胸高断面积之和/所有种的胸高断面积总和)×100%

(3)

相对盖度(RC)=(某个种的盖度/所有种的盖度总和)×100%

(4)

乔木层重要值(IV1)=(RA+RF+RD)/3

(5)

灌木层、草本层重要值 (IV2)=

(RA+RF+RC)/3

(6)

3 结果与分析

经调查发现,灵源山维管束植物118科363属507种,经查阅相关资料[8-14],确定其中来自其他国家的外来入侵植物有16科39属43种,占总科属种数的比例分别为13.56%,10.74%和8.48%。具体种类及其基本情况如表1所示。

3.1种类组成分析

菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、苋科(Amaranthaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)这4科植物组成了灵源山外来入侵植物的主体,共计26种,占总种数的一半以上(60.47%)。其中,菊科最多,有16种,占37.19%；其次是苋科4种,占9.29%；禾本科和大戟科各3种,占6.98%；含羞草科(Mimosaceae)、马鞭草科(Verbenaceae)、酢浆草科(Oxalidaceae)、蝶形花科(Fabaceae)、玄参科(Scrophulariaceae)均为2种,占4.65%；旋花科(Convolvulaceae)、天南星科(Araceae)、马齿苋科(Portulacaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、锦葵科(Malvaceae)、茄科(Solanaceae)、龙舌兰科(Agavaceae)均为1种,占2.33%。

表1 晋江灵源山外来入侵植物

注:“比例”表示该科植物种数占所有外来入侵植物种数的百分比；“*”表示国家环保总局公布外来入侵物植物；II表示有意引入,UI表示无意引入,NI表示自然传入。

属的成分也较为丰富,多是单种属,共39属。其中,鬼针草属(Bidens)、苋属(Amaranthus)、白酒草属(Conyza)和酢浆草属(Oxalis)均含2种,其余35属各含1种。

3.2生活型分析

灵源山的外来入侵植物,大部分为草本,达34种,占79.07%；其次为灌木,共6种,占13.95%；乔木3种,占6.98%。可以看出,草本植物是灵源山外来入侵植物的主要构成部分,可能是因为大多数草本为一年生植物,种子数量多且个体较小,极易传播,加之灵源山地区气候温暖湿润,使得草本植物能在短时间内迅速繁殖。

3.3原产地分析

所调查到的种类,原产美洲的最多,有32种,占74.42%；原产非洲的种类其次,有5种,占11.63%；原产亚洲的有3种,占6.98%；原产欧洲的有2种,占4.65%；原产大洋洲的仅1种,占2.32%。可见,灵源山的外来入侵植物主要起源于美洲。

3.4引入途径分析

灵源山43种外来入侵植物中,15种是人为有目的引入的,占34.88%。其中作为饲料或牧草引入的有红毛草(Rhynchelytrumrepens)、酢浆草(Oxaliscorniculata)、大薸(Pistiastratiotes)等,作为食物引入的有木薯(Manihotesculenta),作为观赏植物引入的有马缨丹(Lantanacamara)、肿柄菊(Tithoniadiversifolia)等；作为油脂作物引入的有蓖麻(Ricinuscommunis)。随着人类活动无意传入或自然传入的有28种,占总数的65.12%。其中随植物引种带入的有棕叶狗尾草(Setariapalmifolia)、皱果苋(Amaranthusviridis)等,随国际货物和农产品的输入而带入的有三叶鬼针草(Bidenspilosa),随人类交通工具传播入侵的有小飞蓬(Conyzacanadensis)、牛膝菊(Galinsogaparviflora)等。可见,灵源山外来入侵植物的主要入侵途径总体上以人类活动为主。人类有意识或无意识的行为都能引起外来物种入侵。总体上,该地区恶性外来入侵植物种类较少,对生态的破坏也较小。

3.5森林群落中的外来入侵植物

3.5.1主要森林群落外来入侵植物分析

天然林中的台湾相思群落和马尾松群落、人工林巨尾桉群落是灵源山3种主要森林群落。在41个样方中,马尾松林有13个样方,台湾相思林有7个样方,巨尾桉林有12个样方,其他非主要群落有9个样方。通过对这两种群落的调查统计,得出这2种群落中不同层次的主要外来入侵物种及其在相应层次所占的重要值,并将其与人工种植的巨尾桉林相比较,其基本情况如表2所示。

表2 灵源山主要森林群落主要外来入侵植物及其重要值

(续表)

结果表明,马尾松群落中的外来入侵植物在种类上最多,有7种,台湾相思群落和巨尾桉群落其次,各6种。巨尾桉群落的外来入侵植物重要值最大,为25.51%；其次为马尾松群落,重要值为22.62%；台湾相思群落最小,为20.94%。马尾松群落中的外来入侵植物相对多度和相对盖度的值都小于台湾相思群落,而相对频度却较大。原因可能是:马尾松群落多分布于中上坡,人为干扰强度较弱,且马尾松林稀疏透光,郁闭度较台湾相思林小,更适宜外来入侵植物,外来入侵植物适宜的范围更广。台湾相思群落主要集中在南坡和东南坡,降水集中,更有利于外来入侵植物生长。马尾松群落的外来入侵植物重要值要大于台湾相思群落,可见马尾松群落外来入侵现象较严重。作为人工林的巨尾桉林,受干扰的盖度和频度都大于马尾松林和台湾相思林,群落结构相对不稳定,更容易受到外来植物的入侵。外来入侵植物在道路边缘、荒地等地方相对密度较大,入侵现象最严重。

3.5.2不同层次森林群落外来入侵植物分析

通过统计41个调查样方记录,得出森林植被中不同群落层次的主要外来入侵物种的种类及其在该群落的重要值,其基本情况如表3所示。

表3 灵源山森林群落不同层次主要外来入侵植物及其重要值

结果表明,森林植被中的乔木入侵种较少,仅见2种,灌木有4种,草本最多,有8种。且草本入侵种在该层中所占重要值也较大,故入侵现象最严重。就不同外来种而言,乔木入侵种中,银合欢(Leucaenaleucocephala)最多,重要值为1.36%；刺桐(Erythrinavariegata)其次,重要值为0.11%。灌木入侵种中,马缨丹最多,重要值为5.72%；银合欢其次,其重要值为0.73%；其余值均不是很突出,大小相差无几,如木薯、假烟叶树(Solanumverbascifolium),其重要值为0.19%,0.16%。草本入侵种中,假臭草(Eupatoriumcatarium)最多,重要值为11.89%；三叶鬼针草其次,重要值为1.69%；小飞蓬和白花鬼针草(Bidenspilosavar.radiata)重要值分别为0.97%和0.74%；棕叶狗尾草、胜红蓟(Ageratumconyzoides)、酢浆草、红毛草重要值比较小,分别为0.29%,0.23%,0.17%,0.07%。由此可见,假臭草对灵源山入侵最严重,占绝对优势,马缨丹次之；而红毛草、刺桐等,在个体数、优势度上都不占优势。灵源山外来入侵优势物种有乔木植物银合欢、灌木植物马缨丹、草本植物假臭草。

4 灵源山外来入侵植物危害

1) 严重破坏生态系统,加快生物多样性丧失。外来入侵生物成功入侵森林植被后,有较强的适应性和繁殖能力。如灵源山入侵物种中的假臭草个体数、频度、显著度上优势都非常大,通过竞争和改变生态环境等方式严重威胁本地物种,使它们难以生长,导致本地的物种数量急剧减少,严重影响群落的生态系统多样性、生物物种和遗传资源多样性,对生态系统造成不可逆转的破坏。值得警惕的是,调查的外来入侵植物中有多种植物先后被国家环保总局公布为外来入侵物种。豚草(Ambrosiaartemisiifolia)、飞机草(Eupatoriumodoratum)、空心莲子草(Alternantheraphiloxeroides)由于入侵普遍性高,危害较严重,已在2003年被国家环保总局公布为第一批外来入侵物种[12]；而马缨丹、银胶菊(Partheniumhysterophorus)、刺苋(Amaranthusspinosus)、大薸、土荆芥(Chenopodiumambrosioides)在2010年被国家环保总局公布为第二批外来入侵物种[13]；钻形紫菀(Astersubulatus)、三叶鬼针草、一年蓬、假臭草、小飞蓬在2014年被国家环保总局公布为第三批外来入侵物种[14]。虽然有些现在尚处于种群形成阶段,尚未成为优势种,但它们的繁殖能力和对环境的适应性都极强,一旦扩散蔓延,将对灵源山生态系统的稳定性造成极大的破坏,潜在的危险性很大。

2) 严重危害农林业生产。灵源山有很多人工林,而很多外来入侵植物是危害严重的杂草。外来入侵植物在适宜的气候和生态条件下疯狂生长,通过与本土物种争夺阳光、水分和养分,降低农作物的产量。大多数外来入侵植物经济利用价值极低,无法转化为经济效益。同时,清除这些入侵植物又需要大量的人力物力,增加了经济成本。

3) 威胁人类健康。部分外来入侵物种除了对生态环境和经济造成损失外,还会直接威胁人类身体健康。灵源山主要入侵植物的小蓬草、豚草等就会威胁人类健康。据调查,小蓬草通过化感物质抑制其他植物的生长,它的汁液对皮肤也有刺激作用[15]；豚草产生的花粉是人类花粉过敏症的主要病原物,所引起的“枯草热”对人类健康造成极大的危害[16]。

5 灵源山外来入侵植物管理对策

1) 广泛宣传,提高居民对入侵植物的认识。防治外来植物侵入是一项全社会性的工作,需要全社会共同努力。但是在调查过程中发现当地居民对入侵植物的防范意识比较淡薄,了解比较少,甚至不知道有些种类是外来入侵种。究其原因是因为其中很多外来入侵种并没有造成困扰,有些种类甚至经过有效地开发利用,给他们生活带来一定的积极影响。所以,要经常深入宣传外来有害植物的危险性和对生境的破坏,提高当地居民对外来有害植物种类和破坏程度的认识,充分调动居民积极性,引导他们对外来入侵植物的正确认知。使防治外来有害植物成为全社会的工作,才能有效遏制外来有害植物的入侵和蔓延。

2) 对外来入侵植物资源化利用。多数研究者对一味抵制外来入侵植物持反对态度[17]。外来入侵植物虽然对本地区生态环境和生物多样性有危害作用,但是其中部分植物还是具有一定的食用、药用、观赏、经济价值。例如:鬼针草传入中国已有一百多年历史,对高血压、痢疾、肠炎等疾病有一定疗效,已经是中国民间常用草药；木薯的块根淀粉是工业上的主要制淀粉原料之一。因此,在防治灵源山外来入侵植物时,应优先考虑对它们进行筛选并开发挖掘有用价值,其次才是管理和防治。

3) 加强植物检疫，建立外来入侵植物评估体系。厦门市报道了发现加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)等恶性入侵植物,但在灵源山尚未发现。所以加强植物检疫是控制外来有害植物入侵的最为有效,也是最为关键的手段。灵源山生态环境已经被破坏,生态系统抵抗力并不强,恶性外来有害植物一旦入侵,将给灵源山的生态系统带来灭顶之灾。建立并完善防治入侵植物的机构和体系,提高检疫工作人员的业务素质和能力已是当务之急。尤其是在引进园林绿化观赏植物、经济植物时,要严格管理和监控,科学地评估并预测其危险性,制定科学的引种规划。

4) 防治外来有害植物，积极发展乡土植物。建议对已经入侵灵源山森林植被,对灵源山生态环境造成严重危害的入侵植物马缨丹、假臭草,以及外来物种入侵比较严重的马尾松群落采取有针对性的灭杀行动。人工防治、化学防治、生物防治相结合,达到综合防治的目的。豚草、飞机草、五爪金龙(Ipomoeacairica)等尚未成功入侵,危害程度较轻的种类往往呈零星分布,对生物多样性或农业生产等暂未造成明显危害,存在隐藏风险,需要严密监控其扩散状况。应积极发展本土植物,建立以本地物种为主的稳定的生态系统,增强群落对外来入侵植物的抵抗力,达到对入侵有害植物长期控制的目标。

[1] 徐海根,王健民,强胜,等.外来物种入侵·生物安全·遗传资源[M].北京:科学出版社,2004:1-77.

[2] 罗明永.福建主要外来入侵植物的初步调查研究[J].福建林业科技,2008(2):167-170.

[3] 杨坚,陈恒彬.福建外来入侵植物初步研究[J].亚热带植物科学,2009(3):47-52.

[4] 高伟,叶功富,游水生,等.福建东山岛外来入侵植物调查与控制对策[J].林业资源管理,2010(6):45-50.

[5] 彭海燕,高关平.福州市常见外来入侵植物种类与防治对策[J].现代农业科技,2013(12):129.

[6] 洪元程.晋江防护林动态变化与恢复研究[D].福州:福建农林大学,2010.

[7] 谢春平,方彦,方炎明.乌冈栎群落垂直结构与重要值分析[J].安徽农业大学学报,2011(2):176-184.

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

[9] 冯建孟,董晓东,徐成东.中国外来入侵植物物种多样性的空间分布格局及与本土植物之间的关系[J].西南大学学报:自然科学版,2010(6):50-57.

[10] 闫小玲,刘全儒,寿海洋,等.中国外来入侵植物的等级划分与地理分布格局分析[J].生物多样性,2014(5):667-676.

[11] 中国外来入侵植物数据库[DB/OL].中国农业有害生物信息系统,(2010-10-18)[2017-05-24].http://www.chinaias.cn/wjPart/index.aspx.

[12] 国家环保总局.关于发布中国第一批外来入侵物种名单的通知[EB/OL].(2003-01-10)[2017-05-24].http://www.zhb.gov.cn/gkml/zj/wj/200910/t20091022_172155.htm

[13] 中华人民共和国环境保护部.关于发布中国第二批外来入侵物种名单的通知[EB/OL].(2010-01-07)[2017-05-24].http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201001/t20100126_184831.htm.

[14] 中华人民共和国环境保护部,中国科学院.关于发布中国外来入侵物种名单(第三批)的公告[EB/OL].(2014-08-20)[2017-05-24].http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201408/t20140828_288367.htm

[15] 强胜,曹学章.中国异域杂草的考察与分析[J].植物资源与环境学报,2000,9(4):34-38.

[16] 万方浩,郭建英,王德浑.中国外来入侵生物的危害与管理对策[J].生物多样性,2002,10(1):119-1251.

[17] Simberloff D.Non-natives:141 scientists object[J].Nature,2011,475(7354):36.

StudyontheInvestigationandManagementStrategyoftheAlienInvasivePlantsinLingyuanMountains,JinjiangCity

YANG Wanqiao,ZHENG Shiqun,LIU Mengxin,LIU Jinfu,HE Zhongsheng,XU Daowei

(1.CollegeofForestry,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China;2.Cross-straitNatureReserveResearchCenter,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China)

There are 507 kinds of vascular plants which belong to 363 generals in 118 families in Lingyuan Mountains.The result shows that there are 43 species alien invasive plants among these plants(accounting for 8.48%),the 43 species come from 39 generals(10.47%) and the 39 generals are from16 families(13.56%).Among them,the highest proportion is the Asteraceae family.There are 16 species in the Asteraceae family,accounting for 37.19% of the total invasive species.The terrestrial herb which belongs to the life was the most abundant and there are 34 species(79.07%).The number of species from America was 32,which was the most,and accounted for 74.42% of the total species number.28 species(65.12%) were introduced unintentionally.According to the analysis of the survey of 41 forest communities in Lingyuan Mountains,Eupatoriumcatariumis the biggest invader and has caused great damage to the species of Lingyuan Mountains.In all kinds of the forest vegetation,there are the most alien invasive species in theEucalyptusgrandis×E.urophyllacommunity.This article shows the damage of invasive species to the ecosystem of Lingyuan Mountains.And suggestions and preventions are raised to protect the ecosystem.

Lingyuan Mountains,alien invasive plant,control strategy,biological invasion

Q948.2

A

1002-6622(2017)05-0086-07

10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.05.015

2017-08-25；

2017-09-26

晋江市农业局项目(KHCZ16018)

杨皖乔(1992-),男,江苏南京人,在读硕士,主要研究方向:城市林业。Email:840185404@qq.com

郑世群(1971 - ),男,福建尤溪人,副教授,博士,主要研究方向:树木学,野生动植物保护与利用。

Email:fjzsq@126.com