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江苏省主要水生入侵植物的分布、危害现状及控制策略

2021-04-20吴田乡梁永红王红春张明超

杂草学报 2021年4期
关键词:分布控制策略

吴田乡 梁永红 王红春 张明超

摘要:江苏省河道密集、沟渠纵横、池塘与湖泊众多,是多种外来入侵水生植物的适宜生长区和重灾区。重点介绍了江苏省主要水生入侵植物空心莲子草和凤眼莲的发生、分布及危害现状,分析了防治中存在的问题,提出了以完善管理机制、形成协同防控合力,强化技术支撑、采取科学防控措施,畅通信息渠道、构建风险防控网络为核心的防控策略。

关键词:水生外来入侵植物;分布;危害现状;控制策略

中图分类号:S451.1  文献标志码:A  文章编号:1003-935X(2021)04-0001-06

Distribution,Damage Status and Control Strategy of Invasive Aquatic Plants in Jiangsu Province

WU Tian-xiang1,LIANG Yong-hong1,WANG Hong-chun2,ZHANG Ming-chao1

(1.Jiangsu Station of Cutivated Land Quality and Agro-Environment Protection,Nanjing 210036,China;2.Institute of Plant Protection,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China)

Abstract:Jiangsu Province is a suitable growing area and disaster area for a variety of alien invasive aquatic plants with dense rivers,crisscross ditches,and numerous ponds and lakes. This study mainly stressed the occurrence,distribution and damage status of the main aquatic invasive plants Alternanthera philoxeroides and Eichhornia crassipes in Jiangsu Province,and then analyzed the problems existing in control. Control suggestions centered on improving the management programs,synergizing prevention and control efforts,strengthening support technology,implementing scientific prevention and control steps,smoothing information channels,and constructing risk prevention and control network.

Key words:alien invasive aquatic plant;distribution;damage status;control strategy

收稿日期:2021-07-21

基金项目:农业农村部农作物病虫鼠害疫情监测与防治经费项目 (编号:091821301082352008)。

作者简介:吴田乡(1983—),女,江苏苏州人,硕士,主要从事农业资源与环境保护研究。E-mail:504572972@qq.com。

通信作者:梁永红,硕士,研究员,主要从事农业资源与环境保护研究。E-mail:1597152683@qq.com。

近年来,我国外来生物入侵数量上升,成为遭受生物入侵威胁最大和损失最为严重的国家之一,对我国粮食安全、生物安全、生态安全和经济社会可持续发展构成重大威胁[1-5]。《2019年中国生态环境状况公报》显示,全国已发现660种外来入侵物种,较第二次全国性外来入侵物种调查(2008—2010年)的488种增加了3成以上。江苏省位于北纬30°45′~35°20′、东经116°18′~121°57′ 之间,处在亚热带和暖温带过渡地带,气候温和,光热充足,交通发达,贸易频繁,省内分布有长江、太湖、淮河和沂沭泗四大水系,水网密布、河湖众多,水域面积占全省总面积的16.9%。适宜的气候、交通和地理环境都为外来生物入侵与擴张提供了便利条件。调查显示,江苏省重要入侵物种数量达200种以上,入侵物种分布密度和丰富度均属全国发生严重地区之一[6]。

其中,水生入侵植物又以空心莲子草[Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb.,别称水花生]和凤眼莲[Eichhornia crassipes (Mart.) Solms-Laubach,别称水葫芦]发生最为广泛,危害最为严重。2017—2019年,笔者连续3年对江苏省空心莲子草和凤眼莲的发生状况开展系统调查,全面分析主要外来水生入侵植物分布危害状况,分析可能原因并提出防控建议,以期为研究和制定长期防控措施提供决策依据。

1 江苏省主要入侵水生植物发生分布情况

2017—2019年,在空心莲子草开花期—种子形成期和凤眼莲的关键生育时期(8—10月,严重危害时段),以江苏省全省13个地级市387个样点的河道、沟渠、池塘、湖泊等为对象,系统调查空心莲子草和凤眼莲等发生分布状况。调查内容包括入侵植物生境类型、种群盖度、发生面积、生境植被丰富度和多样性等,以发生面积、种群盖度以及生境植被多样性等指标评价外来入侵植物的发生危害程度,种群盖度低于30%为轻度危害,30%~50%为中度危害,高于50%为重度危害。

1.1 发生分布现状

空心莲子草发生危害样点195个,占调查总数的50.39%,在全省各地级市均有分布(图1);总体而言,苏北、苏中的发生危害状况高于苏南地区,宿迁市、淮安市、扬州市、泰州市等地危害相对严重。凤眼莲发生危害样点114个,占调查总数的29.46%,除宿迁市、连云港市、徐州市以外,其他各市均有不同程度分布(图2);常州市、苏州市危害程度相对较重,在局部地区发现大薸(天南星科大薸属植物)。小河、沟渠、农村池塘等是水生入侵植物发生的重点区域。

1.2 空心莲子草的发生分布特点

小河、沟渠、农村池塘等区域空心莲子草发生率较高,达80.7%,且其中1/3点位发生了大面积覆盖,覆盖度大于30%,对农田排灌、农村环境、水生栽培、水产养殖等造成较大影响。大型河道危害发生率为38.5%,覆盖度大部分在30%以下。发生空心莲子草危害的点位,覆盖度小于30%的占69.7%,覆盖度为30%~50%的占18.5%,覆盖度大于50%的占11.8%,其中,扬泰地区不少农村沟渠和疏于管理的中小型河道被空心莲子草完全覆盖。里下河农区和宁镇扬丘陵地区的低洼稻田中有空心莲子草分布,但发生量小,尚未对水稻生产构成严重危害。航运频繁的大型河道或水流较为湍急的区域,比非航运河道以及封闭、闲置水域危害轻。

不同地級市间空心莲子草发生危害状况有所不同(图2),总体而言,苏北、苏中地区发生危害状况高于苏南地区。宿迁、淮安、扬州、泰州、徐州、盐城、南京等7个城市空心莲子草调查发生率高于50%。宿迁市总体危害最为严重,空心莲子草调查发生率达75%,且该市1/3点位覆盖度超过30%,近1/5点位覆盖度超过了50%。其次是淮安市,空心莲子草调查发生率为64.5%,该市1/4点位覆盖度超过30%,近1/6点位覆盖度超过50%。常州市、连云港市发生状况相对较轻,调查发生率低于30%;苏州、常州和连云港等3个市没有出现覆盖度高于50%的调查点位。

不同年份之间,空心莲子草发生状况略有不同。2017年调查发生率为44.3%,2018年为59.0%,2019年为57.7%。宿迁、盐城、扬州等3个市空心莲子草的发生率有逐年上升的趋势。

结合空心莲子草生长特性和以往调查资料,江苏南部和中部分别属于空心莲子草发生的重灾区和适宜生长区,苏北属于潜在分布区[7]。但从本次调查结果来看,苏南危害发生状况总体轻于苏中、苏北地区,这与苏南地区近年来加强河流管理和落实防控措施有密切关系,而苏中和苏北地区防控措施和力度相对有限,人为干扰少,反而成

为危害重灾区。

1.3 凤眼莲的发生分布特点

大型河道凤眼莲调查发生率为31.2%,略高于小河、沟渠、农村池塘等区域(发生率为28.8%)。近2/3的发生危害点位覆盖度在30%以下。

13个地级市中,凤眼莲主要分布于苏南和苏中地区,苏北地区基本未见发生,常州市发生危害最为严重(图3)。常州市、苏州市凤眼莲调查发生率分别为69.6%、52.8%;其次是扬州市、泰州市,分别为45.0%、42.2%。其中,常州1/3的调查点位中凤眼莲覆盖度已超过50%。位于北纬33.40°的盐城市射阳县滨海农场场区发生了凤眼莲危害。

不同年份之间,凤眼莲发生危害状况略有不同。2017年调查发生率为28.8%,2018年为24.4%,2019年为35.6%。

1.4 其他水生入侵植物分布

2019年调查发现,在盐城市射阳县和泰州市兴化市河道有外来入侵植物大薸(Pistia stratiotes L.)发生。射阳县临海农场场区前河道中,大薸已完全覆盖水面;兴化市大溪河出现大薸零星分布。

2 水生入侵植物的主要危害性

2.1 降低生物多样性

空心莲子草和凤眼莲等水生入侵植物具有强大的繁殖力和竞争力,可在短时间内形成单一优势群落,打破原有的生态平衡,使本地物种减少甚至灭绝,造成群落整体水平上的物种丰富度下降[8]。在调查点位中,空心莲子草、凤眼莲单独或共同形成优势种群,或仅见浮萍、水蓼等少数物种,或仅存单一物种;在江苏省国家重要农业野生植物生长区域,空心莲子草与原生物种竞争生存空间,已严重威胁野莲、野菱等物种的正常生长。

2.2 影响渔业生产、间接污染水体

密集的空心莲子草或凤眼莲影响光线穿透,消耗水中溶解氧,造成鱼、虾等水产生物呼吸困难,严重时使其缺氧窒息死亡,影响鱼塘产量[9]。此外,空心莲子草或凤眼莲大面积覆盖水面也会影响水产捕捞。水生入侵植物植株枯死腐烂构成水质二次污染,加速水体富营养化。

2.3 影响排灌和航运

入侵植物在河道和沟渠大面积生长,阻塞水流,严重影响了农田排灌排水、防洪防旱,阻碍了水上交通。

2.4 侵入农田作物

因空心莲子草具水陆两生特性,小段茎节落入田中,就能继续生长繁殖,侵入水田、蔬菜地、果园、林地等,与作物争肥争水争光,导致减产[10]。空心莲子草入侵水田后,随着其密度增加,水稻每穗实粒数、干谷产量等逐渐下降[11-12]。

2.5 影响环境美化

空心莲子草、凤眼莲等水生植物入侵河堤、湿地、草坪等,疯长成灾,破坏景观,影响环境美化。

3 江苏省水生外来入侵植物防治存在的主要问题

近年来,江苏省开展了生物-化学协同防控技术研究,探索建设生物天敌繁育基地,并在兴化市、金坛区等水生外来入侵发生蔓延较为严重的地区开展综合防控示范,取得积极成效。但水生入侵植物入侵面广、量大,治理中存在不少问题。

3.1 防控管理力度不够

从调查结果来看,江苏省外来水生植物入侵形势依然严峻,由于部分地方政府重视程度不足,空心莲子草有明显向北扩张、蔓延趋势,苏北、苏中地区尤其是在宿迁、淮安、扬州、泰州等市危害较为严重。外来入侵防治工作涉及部门众多,但相互之间缺乏有效的协调合作,造成资源浪费和防治效率不高。

3.2 防控技术简单粗放

目前,地方政府在应对空心莲子草和凤眼莲等水生入侵植物危害时往往采用直接、简单、粗放的治理方式,效果差、耗资高。人工机械打捞是普遍采用的方法,临时性应急,短期见效快,但因为难以完全清理植株残体,极易再次繁殖,导致“年年捞、年年除、年年有”,而且操作费时费工费力,全生育期防控成本可达15 750元/hm2以上。部分河塘治理中多次高剂量喷施草甘膦、草铵膦、敌草快等灭生性除草剂防除空心莲子草,仅对空心莲子草水面(或地面)上的茎、叶有一定防效,对其根茎再生防控效果较差,可快速形成再次泛滥,治标不治本,且除草剂使用不当易造成水质污染、生态系统破坏。

3.3 防控风险持续增加

一是环境变化、人为干扰等因素加速了入侵物种分布区域扩大。全球变暖使入侵植物向更高纬度地区扩散,而由于天敌昆虫对低温的耐受能力低于入侵植物,植物入侵态势因缺乏天敌昆虫而增加[13]。凤眼莲仅能耐受短期的0 ℃低温,分布于32°N~32°S之间的区域,但2017—2019年对江苏省进行调查发现,北纬33.40°也有凤眼莲分布。入侵植物生态适应性强,在溶解氧含量较低的水体中长势依然旺盛,江苏省部分农村河塘凤眼莲封闭水面造成死水化现象突出。经济发展使不同地区经贸合作增加,入侵植物种子或活体易随运载农产品等货物的交通工具加速扩散。二是水生入侵植物单片治理难。在里下河地区,河道下游空心莲子草得到有效治理后不久,凤眼莲从上游漂移再次侵占河塘的情况十分常见。

4 防控策略

4.1 完善管理机制,形成协同防控合力

各地政府要提高对外来入侵生物防治的重视程度,加大组织力度和资金投入,及时采取有力措施。加快完善外来入侵生物防治管理机制,建立健全外来物种管理部门联席会议制度,实现农业农村、林业、海关、自然资源、生态环境、水利等各部门之间有效沟通,理顺关系、明确职责,并结合地方“河长制”、农村环境整治工作推进落实,推动部门合作、上下联动、地区协同,形成防控合力。研究制定外来入侵生物预防、管理、防治的法规,促进防治工作法制化、规范化。

4.2 强化技术支撑,采取科学防控措施

针对外来入侵植物防治的主要问题、重要环节、关键时点,开展基础研究,制定科学合理的防控方案。应做好气候变化和社会经济环境变化条件下的入侵植物发生趋势预测预判。构建凤眼莲等漂移性入侵物种上下游综合防控措施。深入研究入侵物种发生特点、生物学特性,开展靶向治理,提高成效。以空心莲子草为例,江苏省水面防控的最佳时期在5月下旬至6月下旬,此时枝条基数已固定,又尚未完全蔓延覆盖河道,人工打捞难度小,化学除草剂使用量低。在物理防治上,可结合河道清淤,尽可能深挖或连根打捞,清理彻底,并做好后续处理问题;在化学防治上,研发、选用高效、安全、控再生的化除配方,通过增强药剂传导抑制水下根茎再生[14-15];在生物防治上,莲草直胸跳甲是国际上广泛用于控制空心莲子草的生物天敌,但由于它对高温和低温均不耐受,在江苏省利用要首先解决其顺利越冬和过夏的问题,加大温室繁育投入。合理开发和利用入侵生物应用价值是另一个有效途径。如空心莲子草、凤眼莲可用作饲料、观赏、药用和抗污染植物[16-17],凤眼莲在富营养化水体中做好控制扩散、漂浮的措施,可利用其净化水质、美化环境。

4.3 畅通信息渠道,构建风险防控网络

加大外来入侵生物防治的知识普及、技术培训和现场防除示范,提高广大群众识别、防范入侵生物的意识,提升地方相关部门人员的防控技术能力。建立农业外来入侵生物监测网,在重点流域运用遥感影像实施监测;系统开展入侵物种发生情况统计分析和风险评估,全面掌握其发生面积、边界、危害程度、综合生态风险等。建立和落实农业外来生物入侵突发事件应急预案,完善应急处理机制,对于危害风险较大的物种,及早发现、及早干预。建立和运用外来入侵生物信息数据平台,为外来物种管理决策提供信息和技术咨询,公布各种入侵生物的相关信息及管理控制办法,开展新入侵情况预测等。通过宣传及信息发布、监测预警、风险评估、应急处理,逐步构建“防、测、控、除”有机衔接的风险防控网络。

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