浙江农林大学校园外来入侵植物及其入侵风险等级评估

2021-10-27胡沁沁，周颖，华春霞，庞博文，潘晨航，金水虎

杂草学报 2021年2期

胡沁沁，周颖，华春霞，庞博文，潘晨航，金水虎

摘要：随着学校规模的扩大和景观建设要求的提升，校园外来植物入侵风险逐渐增加。以浙江农林大学校园外来入侵植物为研究对象，调查其入侵危害现状、评估其入侵风险，为科学防控提供依据。在全面踏查的基础上，按不同植被类型设置样方，调查外来入侵植物种类及其危害现状，并运用层次分析法对危害现状、扩散潜力、在全省的危害程度及其各级指标进行综合分析，评估各外来入侵植物的入侵风险等级。结果表明，浙江农林大学校园共有外来入侵植物14科22属32种（含种下等级），其中菊科（Asteraceae）种类最多，达13种，占外来入侵植物總种数的40.63%;生活型以一年生草本为主，达18种，占56.25%;来自美洲的外来入侵植物达30种，占93.75%。层次分析结果表明，具Ⅰ级入侵风险的外来入侵植物有8种，Ⅱ级风险3种，Ⅲ级风险8种，Ⅳ级风险7种，Ⅴ级风险6种。浙江农林大学外来植物入侵现状与校园独特的人文自然环境密切相关，建议加强对校园草丛、农田果园等重点入侵区域的管理，重点防控喜旱莲子草、加拿大一枝黄花等入侵风险等级较高的种类;开展外来入侵植物动态监测与评估，确保校园生态安全。

关键词：外来入侵植物;浙江农林大学;校园;危害现状;风险评估;入侵风险

中图分类号：X173文献标志码：A文章编号：1003-935X（2021）02-0028-08

Investigation and Risk Assessment of Alien Invasive Plants

in the Campus of Zhejiang Agriculture and Forestry UniversityHU Qinqin，ZHOU Ying，HUA Chunxia，PANG Bowen，PAN Chenhang，JIN Shuihu

（College of Forestry and Biotechnology，Zhejiang A & F University，Linan 311300，China）Abstract：With the expansion of school buildings and landscape，the risk of alien plant invasion on campus is increasing. Taking the campus of Zhejiang A & F University as the object，this study carried out the investigation and assessment of the damage status of alien plant invasion to provide the basis for scientific prevention and control. On the basis of comprehensive inspection，quadrats were set according to different vegetation types to investigate the species of alien invasive plants and their damage status;their risk level was evaluated using an analytic hierarchy process （AHP）. A total of 32 invasive plant species （including the subspecies rank） belonging to 14 families and 22 genera were identified at Zhejiang A & F University. These invasive species were dominantly found in Asteraceae （13 species），

accounting for 41% of the total number of alien invasive plants. There were 17 species of annual herbs，accounting for 53%. There were 30 alien invasive plants from America，accounting for 94%. According to the AHP analysis，8，3，8，7 and 6 species were in the first，second，third，fourth，and fifth levels of invasive risk，respectively. The current situation of alien plant invasion at Zhejiang A&F University is closely related to the unique humanistic natural environment. It is recommended to strengthen the management of campus grass，farmland，orchards and other areas，focus on prevention and control of Alternanthera philoxeroides，Solidago canadensis and other high-risk species，and carry out dynamic monitoring and evaluation of invasive alien plants to ensure campus ecological safety.

Key words：alien invasive plants;Zhejiang Agriculture and Forestry University;campus;invasion status;risk assessment

外来入侵植物是由于自然或人为因素，由一个特定地域的生态系统传播进入另一个生态环境中定居、繁殖和扩散，并对传入地生态环境或本土物种构成一定威胁的植物[1]。入侵植物可以通过竞争或占据本地物种生态位排挤本地物种，从而使本地物种的种类和数量减少，最终导致生态系统单一退化，改变或破坏当地的自然景观，造成无法估量的环境、社会、生态损失[2-4]。

我国高校校园除了具有传统意义的教学科研功能之外，其建设优美生态环境，为民众提供休闲观光、科普学习和文化传承的功能也越来越受到重视。随着高校校园建设规模的不断扩大，校园内大量基础设施及植物景观建设活动日趋频繁，为外来植物的入侵提供了便利。开展外来入侵植物风险等级评估能够成为早期预警和决策措施的重要工具[5]。目前，多地已构建基于调查的风险评估体系，其中多项外来入侵植物风险等级评估采用层次分析法或在层次分析法基础上进行改进[6-9]，而专门针对校园环境的外来入侵植物调查研究还较为缺乏。全面调查校园外来入侵植物现状，评估其入侵风险等级，对科学防控入侵植物、建设生态校园具有现实意义[10]。

1调查地概况

浙江农林大学位于浙江省杭州市临安区，地处亚热带季风性气候区。据近年统计，临安区全年平均气温16. 6 ℃，四季平均气温为春季 15.8 ℃、夏季26.6 ℃、秋季17.7 ℃、冬季 5.4 ℃，年均降水量1 600 mm，年均無霜期在 230 d 以上，气候温暖湿润，光照充足，雨量充沛，四季分明;海拔在20～50 m之间，地貌类型以低丘为主，土壤以红壤为主，还有少量菜园土，pH值为5.5～6.5[11-13]。

浙江农林大学以“崇尚自然、优化环境，因地制宜、特色鲜明，以人为本、天人合一”为理念，将校园与植物园“两园合一”进行规划建设，占地面积133余hm2，植被类型多样且以人工植被为主，植物种类丰富，已收集蕨类植物、裸子植物和被子植物3 200余种（含种下等级），景观设计与建设新颖，目前已建成集教学、科研、物种育保、科普教育等功能为一体的校园植物园，也是具有代表性的现代化生态高校校园，被誉为“浙江省高校校园建设的一张亮丽名片”，被教育部、国家林业和草原局等单位授予“国家生态文明教育基地”，致力于将生态育人理念贯彻到人才培养与文化校园建设各环节[14]。

2调查研究方法

2.1校园外来入侵植物名录确定与实地调查

查阅有关外来入侵植物研究文献资料，主要参考《中国外来入侵物植物目录》《浙江林学院植物园名录》和《浙江省外来入侵植物名录》，结合《中国植物志》《浙江植物志》等研究成果[13-18]，在2019—2020年不同物候期于全校范围内开展全面踏查，核查确定校园外来入侵植物调查种类、生活型以及原产地，按恩格勒系统汇编校园外来入侵植物名录，部分种类学名参考中国植物志Flora of China（FOC）修订。

校园内植被类型多样，鉴于所确定的校园外来入侵植物种类均为草本植物，在植被类型相对一致的样地按照不同面积，随机布设数量不等的 2 m×2 m的草本样方，在针阔混交林、落叶阔叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶常绿阔叶混交林、疏林、竹林、灌丛、灌草丛、草丛、水生草丛、路面铺砖草丛、草坪和农田果园等类型中分别设置了5～15个不等数量的样方，总计87个。调查记录样方的基本信息和样方内各植物的数量、盖度、物候期等内容，拍摄样方照片。根据样方调查结果，计算各外来入侵植物的重要值作为重要评估指标之一。重要值=（相对盖度+相对多度+相对频度）/3。

2.2外来植物入侵危害程度评估

在完成外来入侵植物危害现状调查的基础上，运用层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）构建校园外来植物入侵风险评估系统[6]，确定3个一级指标，下设7个二级指标和28个具体的三级指标;建立各层级指标判断矩阵，计算相应的指标权重值，并经一致性检验，将设定的风险评估体系总分100分赋值到各层级指标，统计各外来入侵植物三级指标的得分总和，评估其入侵等级[19] （表1）。

3结果与分析

3.1外来入侵植物物种组成

经调查统计，校园内共有外来入侵植物32种（含种下等级），隶属于14科22属（表2）。种类最多的菊科达13种，占外来入侵植物总种数的40.63%;旋花科4种，占12.50%;苋科3种，占938%;伞形科2种，占6.25%;其余荨麻科、商陆科等10科均为1种。菊科植物具有种类多、分布广的特点，其种实量大，体积小且拥有钩、刺、毛等利于传播的特殊构造[20]，易于远距离、大面积入侵;此外部分菊科植物如加拿大一枝黄花、一年蓬等能够产生强烈的化感作用，抑制本土植物生长，并使本土植物的抗胁迫能力降低[21-22]，这些都可能是造成其占比较大的原因。

3.2原产地分析

校园外来入侵植物中来自美洲的种类占绝大多数，达30种，占总种数的93.75%;原产于亚洲的2种，占总种数的6.25%;原产于非洲的1种，占总种数的3.13%（由于婆婆针原产地为东亚和北美洲，因此在美洲和亚洲中重复统计）。在世界植物区系范围内，美洲和东亚植物区系间断分布非常普遍，美洲大陆上积累了许多可能扩散分布的植物种类，随着各国交流的日趋频繁，地理隔离被打破，这些种类获得了入侵其他大陆生境的机会[23-24]。浙江省气候温暖湿润，为亚热带季风气候，这与许多来自美洲的入侵植物原产地具有气候相似性，为其提供了较为适宜的生长环境条件，使得它们更容易定居与扩散[25]。

3.3生活型分析

校园外来入侵植物均为草本植物（部分草质藤本按草本计），根据生活型可分为一年生草本18种（56.25%），多年生草本10种（31.25%），二年生草本4种（12.50%）（图1）。相较于木本植物，短周期的草本植物种子数量大、质量轻，传播性更强;生长发育快、成熟早，在进入异地后有较多的生存机会[26]，适应性更强，因此在校园内更占生存优势。

3.4入侵不同植被类型情况分析

在校园各植被类型中，占外来入侵植物总数一半以上的有草丛、灌草丛以及农田果园，3种植被类型共有外来入侵植物25种（表2）。其中，草丛共有外来入侵植物22种，占校园外来入侵植物总种数的68.75%，如加拿大一枝黄花、大狼把草等;农田果园共有外来入侵植物12种，占总种数的37.50%，如阿拉伯婆婆纳、藿香蓟等;灌草丛共有外来入侵植物11种，占总种数的34.38%，如瘤梗甘薯、北美车前等。另竹林中有8种，疏林中有8种，常绿阔叶林中有7种，落叶阔叶林中有6种，草坪中有6种，常绿阔叶落叶阔叶混交林中有5种，针阔混交林中有5种，水生草丛中有4种，路面铺砖草丛中有4种，灌丛中有2种。调查发现，在校园的各种植被类型中，草丛、灌草丛以及农田果园最易遭到入侵，需要重点关注与防控。校园内草丛及灌草丛范围较广较难管理，容易成为防治漏洞，且各物种间的关系相对较松散，天敌数量少，抑制干扰能力较低，外来植物易生存，种群易扩增[27]。农田、果园生态系统与人类活动关系最为密切，也容易遭受入侵植物的影响[28]。

各入侵植物中，喜旱莲子草入侵各种植被类型程度最高，共入侵11种植被类型，占植被类型总数量的84.6%，一年蓬次之，入侵10种，占769%;藿香蓟入侵6种，占46.2%;垂序商陆、瘤梗甘薯、三裂叶薯、加拿大一枝黄花各入侵5种，占385%。以上外来入侵植物显示出强劲的入侵能力与较广的入侵范围，应当加强重视和日常管理。

3.5入侵植物入侵风险等级评估

校园外来入侵植物风险评估得分统计结果为13.0～40.5分，根据得分高低将入侵风险划分为5个等级（表3）。Ⅰ级风险外来入侵植物有喜旱莲子草、南美天胡荽等8种，在校园分布广泛且已对校园景观和生态安全造成较严重影响，或局部造成严重影响。Ⅱ级风险外来入侵植物有细叶旱芹、北美车前等3种，在校园分布较广，对校园景观和生态安全造成较大影响。Ⅲ级风险外来入侵植物有反枝苋、大狼杷草等8种，在校园局部分布，对校园景观和生态安全造成一定影响，或分布较广，是仅具潜在危害的外来入侵植物。Ⅳ级风险外来入侵植物有斑地锦、香丝草等7种，在校园局部分布，对校园景观和生态安全尚未造成明显的影响，且难以形成新的入侵发展趋势。Ⅴ级风险外来入侵植物有繁穗苋、圆叶牵牛等6种，在校园偶有分布，基本不影响校园景观和生态安全。

4结论与讨论

4.1校园外来入侵植物危害现状

外来入侵植物有别于外来植物。经实地调查，校园内作为观赏植物引入的凤仙花、马缨丹、鸡冠花等外来植物未表现出入侵性，危害性有待观察，鳢肠、苍耳等有报道其为入侵植物，但属我国原产[15]，因此均不列入本次调查对象。

浙江农林大学外来入侵植物现状与校园独特的人文自然环境有着密不可分的关系。校园景观建设配植了大量的观赏植物，在引种过程中会有意无意地带入外来物种，外来入侵植物的种实等繁殖体可能随土壤等携进带入校园[29];学校师生来自全国各地及美洲、欧洲和非洲等地，开放性校园加大了人口流动性，增加了外来植物种实无意传入的可能性;校园周边的外来入侵植物种子和果实可通过风、水等途径进入校园，校园内的外来入侵植物也同样以这种方式入侵周边环境。

本次调查评估的32种外来入侵植物中，30种在浙江省外来入侵植物研究的相关文献中有记载[16]。种类最多的为菊科植物，这与其种实量大、质轻，且生长周期短等特性有着密切的关系;一年生草本是校园外来入侵植物的主体，借助发育快、成熟早、個体小、结实率高且易扩散等优势，能够快速广泛地进行繁殖，在校园中与其他生活型植物相比更具竞争性[30];原产于美洲的外来植物构成了校园外来入侵植物主体，相似的气候条件使其更易在校园成功“落户”，与杭州市及浙江省的外来入侵植物情况基本一致[16，31]。

入侵风险等级评估结果显示，校园内Ⅰ级风险与Ⅱ级风险的种类共11种，占34.38%，8种Ⅰ级风险外来入侵植物中有5种在浙江省危害程度等级和中国外来入侵植物等级中同样评估为最高等级，分别为喜旱莲子草、藿香蓟、钻形紫菀、一年蓬、加拿大一枝黄花[15-16]。

4.2重点防控区域与重点防控种类

调查发现，在校园的各种植被类型中，草丛、灌草丛以及农田果园最易遭到入侵，共出现了8种Ⅰ级与Ⅱ级风险植物，占Ⅰ级和Ⅱ级风险入侵植物总种数的72.73%，是校园外来入侵植物的重点防控区域[32]。草丛、灌草丛群落层次结构简单，且临近道路系统，容易给外来入侵植物创造机会。同时作为农林类高校，浙江农林大学有着较大面积的农田果园作为试验、实习基地，人为活动频繁，同样易遭到外来植物的入侵，须要加强防控以保障教学科研活动的顺利进行。水生草丛虽然所含外来入侵植物种类较少，但凤眼蓝、粉绿狐尾草、喜旱莲子草、南美天胡荽4种外来入侵植物均属于Ⅰ级风险，也是管理与防控中不容忽视的区域。

在校园外来入侵植物防控中，须重点关注Ⅰ级风险与Ⅱ级风险的种类。位列入侵风险等级评估榜首的喜旱莲子草为水陆两栖草本植物，其极强的适应能力[33] 及发达的营养器官，为迅速扩散、形成单优种群提供了有利条件[34]，对校园地被景观以及部分水域已造成较为严重的影响;水生草丛中凤眼蓝和粉绿狐尾藻虽然在校园中仅局部分布，但调查发现它在入侵区域内密度极大，种群优势突出，不论是对水域生态环境及物种多样性，还是对水体景观均造成严重影响，为校园水域需要特别关注的对象。菊科植物不论是在校园外来入侵植物总种数，还是在Ⅰ级风险与Ⅱ级风险种类中均占据较大比例，须引起重视，加强管理，在种实成熟前定期清除。

4.3校園外来入侵植物防控建议

基于校园外来入侵植物的入侵现状及其风险评价结果，结合校园特点，建议加强对高风险入侵种类植物的生物特性研究与防控，加强对校园荒地、空旷草丛、水塘河道等易受入侵危害重点区域的管理;开展与临安区及其周边区域的联防联控。

在校园景观配植外来植物前期，需做好入侵危害风险评估与防控工作预案，提倡结合地方及校园特色更多地应用乡土物种[35]。针对外来植物入侵危害过程，建议开展入侵危害动态监测与风险评估，做好入侵植物数据库建设，不断完善数据信息的完整性和正确性，全面掌握校园外来入侵植物的入侵危害现状，动态更新其入侵风险等级评估体系，有效防控外来入侵植物的危害[36-38]。

结合农林传统特色的生态教育、社团和各类课程实习活动，开展入侵生物知识普及，发放外来入侵植物危害及科学防控的宣传小册子，在需重点防控外来植物的入侵区域设置科普牌[39]，让全校师生员工更多地了解外来入侵植物，树立自觉的防范意识，主动参与校园外来入侵植物防控，确保校园景观和生态安全。

参考文献：

[1]舒易星，施祖荣，王连水，等. 外来入侵植物及其生物防治[J]. 仲恺农业工程学院学报，2013，26（1）：64-71.

[2]顾慧. 华东地区外来引种陆生植物入侵风险评估体系的构建[D]. 南京：南京林业大学，2014

[3]彭鑫怡，李永春，王秀玲，等. 植物入侵对土壤微生物的影响[J]. 浙江农林大学学报，2019，36（5）：1019-1027.

[4]杨小艳，邓洪平，郭金，等. 缙云山国家级自然保护区入侵植物风险评估及防控对策研究[J]. 西南大学学报（自然科学版），2017，39（7）：57-63.

[5]彭宗波，蒋英，蒋菊. 海南岛外来植物入侵风险评价指标体系[J]. 生态学杂志，2013，32（8）：2029-2034.

[6]宝超慧. 大连市外来入侵植物调查及风险评估研究[D]. 大连：辽宁师范大学，2016.

[7]刘可丹，覃丽婷，罗欢，等. 南宁市城区园林绿地系统外来入侵植物风险评估[J]. 广西林业科学，2020，49（1）：105-112.

[8]毕玉科，田旗，卢钟玲，等. 舟山岛外来植物及其入侵性分析[J]. 福建林业科技，2015，42（1）：151-159，172.

[9]朱峻熠. 宁波市外来入侵植物调查及其入侵风险评估[D]. 杭州：浙江农林大学，2019.

[10]李飒，汤升虎，董万鹏，等. 贵州省植物园入侵植物危害程度评价[J]. 贵州科学，2018，36（3）：1-3.

[11]周菊敏，邵香君，李绍进，等. 气温变化对浙江临安区雷竹笋产量的影响研究[J]. 世界竹藤通讯，2019，17（1）：11-14.

[12]杨宁. 基于GIS的临安市低丘缓坡资源调查与评价研究[D]. 杭州：浙江大学，2014.

[13]李根有，陈敬佑. 浙江林学院植物园名录[M]. 北京：中国林业出版社，2007.

[14]金水虎，刘守赞. 浙江农林大学常见植物图鉴[M]. 北京：中国林业出版社，2020.

[15]马金双.中国外来入侵植物名录[M]. 北京：高等教育出版社，2018.

[16]闫小玲，寿海洋，马金双. 浙江省外来入侵植物研究[J]. 植物分类与资源学报，2014，36（1）：77-88.

[17]中国科学院《中国植物志》编辑委员会. 中国植物志 [M]. 北京：科学出版社，2006.

[18]《浙江植物志》编辑委员会. 浙江植物志[M]. 杭州：浙江科学技术出版社，1993.

[19]邓雪，李家铭，曾浩健，等. 层次分析法权重计算方法分析及其应用研究[J]. 数学的实践与认识，2012，42（7）：93-100.

[20]陈琼，李肖夏，王慧. 菊科12种外来植物的有性繁殖特征和入侵风险研究[J]. 植物科学学报，2018，36（3）：345-353.

[21]梅玲笑，陈欣，唐建军. 外来杂草加拿大一枝黄花对入侵地植物的化感效应[J]. 应用生态学报，2005，16（12）：2379-2382.

[22]方芳，茅玮，郭水良. 入侵杂草一年蓬的化感作用研究[J]. 植物研究，2005，25（4）：449-452.

[23]余顺慧，邓洪平. 重庆市万州区入侵植物区系特征与成灾机制研究[J]. 西南师范大学学报（自然科学版），2011，36（5）：130-133.

[24]史梦竹，李建宇，郭燕青，等. 福州市公园外来入侵植物初步调查与分析[J]. 生物安全学报，2020，29（3）：229-234.

[25]冯建孟，董晓东，徐成东. 中国外来入侵植物区系组成的大尺度格局及其气候解释[J]. 武汉植物学研究，2009，27（2）：159-164.

[26]Baker H G. The evolution of weeds[J]. Annual Review of Ecology and Systematics，1974，5（1）：1-24.

[27]Groves R H，Burdon J J. Ecology of biological invasions[M]. Cambridge：Cambridge University Press，Ecology of Biological Invasions，1986：57-66.

[28]Winter M，Kühn I，La Sorte F A，et al. The role of non-native plants and vertebrates in defining patterns ofcompositional dissimilarity within and across continents[J]. Global Ecology & Biogeography，2010，19（3）：332-342.

[29]张中信. 安庆师范学院新校区外来入侵植物调查[J]. 安徽农学通报，2009，15（20）：48-50.

[30]蒋奥林，朱双双，陈雨晴，等. 中国香港外来入侵植物[J]. 广西植物，2018，38（3）：289-298.

[31]王嫩仙. 杭州市外来入侵植物初步研究[J]. 林业调查规划，2008，33（4）：125-128.

[32]朱峻熠，胡军飞，欧丹燕，等. 浙江普陀山外來入侵植物组成及危害现状[J]. 浙江农林大学学报，2020，37（4）：737-744.

[33]王颖，李为花，李丹，等. 喜旱莲子草入侵机制及防治策略研究进展[J]. 浙江农林大学学报，2015，32（4）：625-634.

[34]刘大胜，张学杰，常光玲，等. 外来入侵物种空心莲子草花粉形态及生活力测定[J]. 安徽农业科学，2008，36（35）：15447-15448.

[35]肖明昆，王娟，杨晓红，等. 西南林业大学校园植物构成与分析[J/OL]. （2020-12-11） [2021-01-16]. https：//doi.org/10.19789/j.1004-9398.2021.04.000.

[36]于飞，吴海荣，吴福中，等. 潼湖生态智慧区外来入侵杂草调查研究[J]. 杂草学报，2020，38（4）：20-25.

[37]李明丽. 江浙沪地区外来植物入侵性风险评估系统的构建[D]. 金华：浙江师范大学，2010.

[38]王有兵，杨建军，李子光，等. 我国自然保护区入侵植物种类概况[J]. 杂草学报，2020，38（3）：1-6.

[39]贾桂康，黄曼莲. 澄碧湖景区外来入侵植物的调查与分析[J]. 杂草学报，2018，36（4）：22-28.

收稿日期：2021-02-24