广西钦州沿海无瓣海桑入侵性初探
2020-11-30邓必玉
邓必玉
摘要:无瓣海桑Sonneratiaapetala是引进的外来红树林植物,优良的速生红树林树种,1985年从孟加拉国引入我国,2002年广西钦州从湛江引进无瓣海桑并在沿海进行规模化造林。目前,无瓣海桑对生态的影响尚无定论。本文通过查阅文献资料和实地调查,从钦州自然环境条件、无瓣海桑在钦州的发展历程,及无瓣海桑自身的适应性分析,认为无瓣海桑在钦州能够实现自然更新,能够快速占领宜林地甚至入侵至原生红树林群落,在钦州沿海表现出了一定的入侵性,对沿海红树林生态系统造成了影响,需要采取措施进行防控。并针对目前防控困境提出了应对措施。
关键词:无瓣海桑;红树林;生态入侵;防控;钦州
中图分类号:S451文献标识码:A文章编号:1004-3020(2020)05-0046-05
无瓣海桑Sonneratiaapetala,是红树林优良速生乔木树种,天然分布于印度、孟加拉国、斯里兰卡等国[1]。1985年,中国赴孟加拉国带回无瓣海桑果实,并在海南东寨港育苗栽培成功[2]。随后,无瓣海桑被引入广东、福建、广西进行规模化造林。目前,国内对无瓣海桑生态入侵性存在争议,本文通过分析钦州自然环境条件及无瓣海桑适应性,结合外业实地调查认为无瓣海桑已适应钦州气候条件,能够实现良好的自然更新,相比原生红树林树种,无瓣海桑能更快占领宜林地甚至进入原生红树林群落内部,在钦州沿海表现出了一定的入侵性。相关利益群体的访谈调查发现,当地群众对无瓣海桑抱有不欢迎的态度,认为无瓣海桑林下淤泥黑化,海洋经济动物大幅减少,鼠患蛇患严重,生长速度过快阻碍出海航道。本文认为,无瓣海桑对钦州沿海红树林生态系统及海边居民生产生活造成了一定的影响。针对目前无瓣海桑进行防控遇到的困境,提出相应的对策,为当地主管部门进行后续工作提供参考。
1无瓣海桑在钦州发展历程
钦州市地处广西沿海中心位置,南临北部湾,属南亚热带季风气候区,海岸线长520.8km,有众多滩涂、浅海水域、红树林湿地等生态系统,2002年钦州从湛江引进无瓣海桑开始规模化造林。2002~2007年共造林433.33hm2,造林年度保存率分别为100%、80%、40%、47%、17%、10%。天气对保存率的影响很大,夏季高温干旱会导致幼苗死亡,冬季持续低温也会导致幼苗死亡[3]。特别是2008年席卷全国的雨雪冰冻灾害导致海堤外几公里长的无瓣海桑绿色林带瞬间枯黄,经过林业部门党员干部积极抢救才得以减少损失[4]。由此可见无瓣海桑在钦州的引种造林过程并不是很顺利。
2009年之后,钦州市不再把无瓣海桑作为红树林造林树种。但是,随着全球气候变暖,保存下来的无瓣海桑依靠其强大的繁育能力和快速的生长能力在钦州市沿海滩涂扩散开来。目前,钦州市无瓣海桑人工林面积共103.89hm2(来自钦州市林业局统计数据),为2008年之前造林保存的成片面积,但扩散的面积因技术原因主管部门未能进行有效统计。2005年钦州市成立广西茅尾海红树林自治区级自然保护区,无瓣海桑人工林基本都被划入了保护区范围内。
2无瓣海桑扩散的影响因素分析
2.1环境因素分析
(1)盐度。无瓣海桑原产于印度、孟加拉国、斯里兰卡等国,适宜生长的盐度为0‰~25‰[5],中国无瓣海桑引种自孟加拉国申达本红树林区,7条河流从北到南穿流而过[6],河流带来大量淡水,海水能够保持较低盐度范围。钦州市沿海有钦江、茅岭江及大风江3条河流入海,径流总量72.9亿m,最大年径流量84.6亿m。大量淡水注入使得沿岸海域海水盐度保持在0‰~34‰之间,跟无瓣海桑引种区水域环境极为相似。
(2)温度。钦州市纬度低,年平均气温22.2℃,年平均降雨量2150mm,无霜期长,偶有低温出现,但这样的年份并不多。无疑,在中国,钦州是气候条件最接近无瓣海桑原产地的地方之一。钦州的监测表明,无瓣海桑对低温具有一定的抗性,种植一年后的植株生长旺盛,可以抵御连续2d以下≤5℃的极端最低气温[7],随着全球气温升高,在过去的十年中,持续的低温阴雨天气基本没有再出现,无瓣海桑挺过2008年冰冻雪灾后在钦州生长良好并能够自然更新扩散。
(3)营养。钦州市大部分人口居住在钦江、茅岭江河流沿岸,河流一度受到污染,钦州沿海海域不仅接纳来自河流的污染排放,也接纳着钦州市区这些年经济发展过程中工业的废水排放及海产养殖业废水排放。“十一五”期间,茅尾海水质为轻度~中度富营养[8],“十二五”期间,水质为中度富营养~重富营养[9],“十三五”期间虽然进行了较大力度的治理,但是效果有限。无瓣海桑作为速生树种,快速的生物量积累需要大量的营养供给,海水中高浓度的N、P虽然对海洋生态系统造成威胁,但是却给无瓣海桑提供了充足的营养物质基础。
2.2自身因素分析
(1)恢复能力强。无瓣海桑抗寒能力较弱,受到轻度寒害叶子会枯黄掉落,但是温度回升后能够重新抽芽。如果长时间低温寒害植株受损严重甚至死亡,但是如果树干不腐坏,待到气温上升过些时日依旧能够发芽长新枝。比如2008年寒害中落叶断干但根部和主干依旧存活的植株第二年重新萌发生长,2~3年时间恢复如初,而本土的红树林树种受害严重的基本没有能力再自行恢复。
(2)生长迅速。从2002年钦州市种植的无瓣海桑跟踪调查来看,无瓣海桑生长迅速,造林一年后平均胸径3.9cm,平均树高2.5m;第三年平均胸径9.2cm,平均树高5.9m;五年后平均胸径15.1cm,最大25cm,平均树高7.4m,最高10m[3]。而本土红树林树种生长速度慢,在空间竞争中不占优势。
(3)繁殖力强。无瓣海桑在钦州种植到第三年就能够开花结果。研究表明无瓣海桑结实数量与纬度呈负相关,实验室内单个果实内种子萌发率在83.3%~93.3%之间[10]。钦州市处于低纬度地区,结实量、野外发芽率及存活率无疑都大于高纬度地区。钦州市保存的无瓣海桑林103.89hm2,后代三年后就可以結果繁殖后代,可以想象,钦州的无瓣海桑每年种源数量是多么巨大,而且这个数字随着幼苗的成长还在不断的上升。繁殖能力强无疑为无瓣海桑扩散奠定了重要基础。
(4)具有化感作用。外来种成功入侵一个生态系统的因素有很多,向环境释放化感物质形成化感作用是成功入侵的一个因素之一。室内及野外实验均表明无瓣海桑对乡土红树植物均存在一定的化感作用[11-12],无瓣海桑化感作用甚至比入侵种互花米草更强,因此能够抑制互花米草生长[13]。无瓣海桑化感作用使得本土红树植物难以进入无瓣海桑成林区,但无瓣海桑却能够利用这一“武器”对本土红树植物施加影响。
3无瓣海桑的生态和社会影响
(1)侵占宜林地。宜林地是本土红树林群落恢复和扩大的重要空间保障,研究表明,本土红树林树种能够在宜林地自然恢复[14],但由于本土红树林生长速度慢,建群时间长,从出现到形成斑块直至形成连片大面积稳定群落需要几十年时间。但是无瓣海桑适应性强,生长速度快,短期内就能郁闭成林,三年能开花结果实现自然更新,在宜林空间竞争中占据绝对优势,钦州沿海滩涂出现的无瓣海桑小班块就是竞争胜出的结果。钦州市这些年工业开发和养殖塘建设占用不少宜林滩涂,适宜红树林生长的宜林地本已不多,又被无瓣海桑率先占领,本土红树林发展空间进一步缩小。
(2)入侵本土红树林植物群落。无瓣海桑在钦州已经入侵至本土红树林群落内部。红树林疏林因为郁闭度低,林下有充足阳光,利于无瓣海桑幼苗生长,入侵后主干生长迅速,枝繁叶茂立马占据上层营养空间,本土红树林植物沦为下层植被,光合作用受限生物量积累变少会影响植株正常生理活动,时间一长只有枯死的命运。郁闭度大的红树林斑块林下光線少,不利于无瓣海桑幼苗生长,无瓣海桑生长于斑块林缘,形成包围的形式,也“伺机”侵入林中空地,内不能修复,外不能扩张,本土红树林群落命运堪忧。
(3)不受群众欢迎。对沿海居民的访谈调查表明,无瓣海桑在渔民心中为“不受欢迎物种”。具体表现为无瓣海桑林下淤泥黑化(脚踩淤泥后皮肤染色且残留多日),海洋经济动物大幅减少,鼠患蛇患严重,林下乡土红树植物的幼苗难以生长,无瓣海桑生长速度过快阻碍出海航道。相关研究也认为无瓣海桑含丹宁,可能改变了林下土壤营养结构,林地土壤理化性质的显著变化影响了大型底栖动物群落[15]。鼠患蛇患严重的原因可能是无瓣海桑大量的果实吸引老鼠取食,蛇取食老鼠,形成了无瓣海桑-老鼠-蛇这样的一个食物链。
4无瓣海桑的入侵性探讨
(1)入侵性争议。无瓣海桑具有一定的竞争和扩散能力,引种之初就引起了有关专家和部门对其能否导致生态入侵的关注。无瓣海桑的入侵性目前尚无定论,有的认为无瓣海桑不具备“入侵性”的生物学特性,造成入侵的可能性不大[1]。有的从原产地与引入地遗传多样性比较分析,认为入侵潜力不容低估[16],有的认为目前未造成明显生态入侵危害,是否会导致生态入侵需要进一步研究,但应谨慎引种[17-18]。有的认为已经呈现明显的入侵[19]。目前,澳门和香港把无瓣海桑定性为入侵种[20-21],中国大陆把无瓣海桑定性为有待观察种[22]。
(2)入侵性随时空变化。认为无瓣海桑未构成入侵的观点依据是无瓣海桑虽然拥有很强的环境适应能力和竞争能力,但是其自然繁殖和扩散能力没有表现出明显的优势,比如无瓣海桑在福建省天然更新和扩散困难[23-24],但是受气候环境条件的影响,无瓣海桑在低纬度地区能够实现自然更新和传播。
无瓣海桑作为一个外来木本植物,需要经历适应-定居-扩散的过程,因此他的入侵具有“时滞”现象,仅在扩散之前或之初就做出的论断有失偏颇。例如,无瓣海桑1999年引种至珠海淇澳岛,2003~2005年调查后认为当年生幼苗多,多年生小苗少,极难更新成林[25],2012年对淇澳岛无瓣海桑入侵风险进行评估,认为风险很低[26]。2015年,无瓣海桑在淇澳岛已出现一定规模的自然更新幼苗种群,认为呈现出较明显的入侵性[19]。又如2008年之前,无瓣海桑在钦州造林都困难,至2013年,依然认为钦州引种无瓣海桑是可行的,必要的[3],可见当时生态问题依然没有体现。而如今,无瓣海桑经过适应和定居的阶段后只用了十年的时间,在钦州沿海开始扩散。由此可见,无瓣海桑是否构成对本地生态系统的入侵,要综合考虑引种地的地理气候条件、气候变化情况及定居年限,从时间和空间的变化,动态评估它的生态危险性。
(3)钦州无瓣海桑入侵性。外来物种的入侵生物学特征包括对异质生境较强的适应对策、快速的繁殖机制、高效的散布机制和强大的竞争能力[27]。从无瓣海桑在钦州的表现来看,在适应性、生长、繁殖、扩散均显示出明显的优势,表现出入侵的生物学特征。从无瓣海桑在钦州定居后对本地生态系统的影响来看,它能迅速占领本应为本土红树林植物生长的宜林空地并形成自然扩散群落,能够入侵至原生红树林群落内部,渐进式的改变当地红树林生态系统的结构和功能,危及本地物种生存和壮大。可见,无瓣海桑在钦州表现出了一定的入侵性,只是对原生红树林生态系统结构和功能产生的影响程度如何还需要深入研究,但是防控形势已经非常严峻。
5无瓣海桑的防控治理困境
(1)缺少监测和预警机制。无瓣海桑引种初衷是为了护岸保堤,美化绿化岸线生态环境,确保成林是首要任务。又因为当时无瓣海桑入侵性不明确,因此没有考虑到它的生态安全性,引种后只设立了固定样地监测生长情况,未建立相应的监测体系和预警机制。所以无瓣海桑的扩散速度、扩散距离、扩散面积、更新情况、入侵机制,对本土红树林影响到何种程度都没有持续监测和进行风险评估,预警和防控不及时,任由其扩散造成今日令人担忧的局面。缺乏监测数据,使得管理部门开展防治工作的理论依据不足。
(2)受政策因素制约。钦州的无瓣海桑引种在先,保护区成立在后,又被划入公益林区划范畴,受到《中华人民共和国自然保护区管理条例》《国家级公益林管理办法》《广西壮族自治区红树林资源保护条例》的严格保护,同时受到林木采伐管理制度的制约,很难对其进行采伐改造,而且采伐改造种植的乡土树种可能很难在短期内郁闭成林,会使红树林有林面积减少,在当前环保督察高压的形势下,管理机构想进行防控和治理显得困难重重。
(3)技术力量薄弱。无瓣海桑监测工作涉及种群生态学、群落生态学、遗传学、海洋动力学、土壤学、植物营养学、植物化学、植物生理学等多个学科,尾海红树林自然保护区在编人员6名,聘请兼职护林员(当地村民)13名。保护区现有技术力量难以对无瓣海桑进行深入系统的监测。保护区在钦州港七十二泾、大风江、康熙岭的团和海堤、尖山的海堤安装7个高清摄像头对保护区内的红树林进行24小时的视频监测。兼职护林员一般站于海堤目测,无论是视频监控系统还是护林员只能对红树林破坏行为进行及时制止,无瓣海桑扩散情况没办法及时掌握。
6无瓣海桑防控建议
(1)建立长期的监测体系。无瓣海桑防控治理是一个渐进过程,受多种因素的制约,不可能一次性消灭所有种源。所以,本地种源在相当长一段时间会持续产生,同时周边地区的繁殖体也有可能随潮水传播到此。因此必须建立无瓣海桑长期监测体系,及时掌握分布范围、分布面积、扩散方式、种群动态变化、生态影响和经济危害,并采取有针对性的防控措施。
(2)争取政策最大支持。建立风险评估体系,综合评价生态影响力,并将无瓣海桑生态危害性上报自治区级林业主管部门,由主管部门联合环保部门组织专家对无瓣海桑在广西的入侵性进行讨论并给与防控治理指导性意见,解放基层工作人员的思想包袱。同时,积极争取把无瓣海桑采伐指标纳入“十四五”采伐限额,减少治理过程中的政策性束缚。
(3)制定科学防控治理计划。鉴于无瓣海桑在钦州的扩散态势已经日益严峻,必须制定科学的防控计划对其进行控制和治理。计划中应明确种源、幼苗、幼树、自然成林、人工林的管理控制计划,预计每年的治理面积和恢复面积,有计划有步骤的不断控制和缩小规模,达到有效防控目的。
(4)探索科学高效的防控治理模式。无瓣海桑防控治理工作需要有科学的理论基础,需要加快开展入侵机制和防控方法的研究应用,探索适合钦州这个区域的科学高效的防控治理模式。要研究种源的数量的控制技术、与乡土红树植物优化配置的混交改造技术、乡土红树植物恢复种植技术,多方面技术综合应用才能有效抑制无瓣海桑扩张。
(5)加强科研合作。钦州茅尾海红树林保护区人员少,技术力量薄弱,编制配额少,短时间内引入大量人才不现实,必须走科研合作道路。建议保护区跟科研院所、高等院校甚至非政府组织共同申报项目,项目合作过程中不仅能实现双方共赢成果共享,也可趁机培养技术骨干,提升自身的科研监测水平。
(6)发动群众力量。无瓣海桑繁殖体传播没有方向性,在海滩适宜的每个角落都可能出现幼苗,它的不可预见增加了监测的难度。可以通过对无瓣海桑防控治理工作的宣传,依靠广大群众的力量治理无瓣海桑。比如组织当地村民清理无瓣海桑,建立汇报制度,群众发现无瓣海桑及时向管理部门汇报,甚至可以给与群众一定权限对发现的幼苗随时清理。
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(责任编辑:夏剑萍)