湖南省外来植物研究
2022-03-25曾掌权李明红吴卫红夏江林匡代勇张灿明
曾掌权, 李明红, 吴卫红, 宋 扬, 夏江林, 杨 蕊,匡代勇, 阳 清, 张灿明
(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.湖南衡山森林生态系统定位观测研究站,湖南 衡阳 421999; 3.湖南南岳衡山国家级自然保护区管理局, 湖南 衡阳 421999; 4.岳麓山旅游文化开发有限公司,湖南 长沙 410000;5.湖南水资源研究和利用合作中心,湖南 长沙 410013)
外来物种指通过自然入侵、引种及人工培育等途径进入一个生态系统的新物种[1]。大部分外来物种不会或者暂时不会对引入地的生态系统产生明显的危害作用,只有其中极小部分最终能够成为入侵种[2]。生态入侵被认为是继生境丧失之后的第二大生物多样性影响因子[3],是导致生态系统物种丧失的主要因素之一,其不仅会严重破坏入侵地的生态系统结构和功能,也常常给入侵地的社会经济造成严重的影响[4],现已成为生物多样性保护的热点问题[5]。外来植物的本底调查是外来物种生态学的基础[6],也是进一步研究外来物种入侵的基础。
目前,湖南省外来植物的研究主要限于个别物种[7]、外来树种[8]、入侵植物[9]及局部区域[10-13]的研究,而涉及全省的相关研究尚未见报道。为了加强湖南省生物多样性保护,亟需掌握全省外来植物的分布现状。本文通过系统分析湖南省外来植物信息,旨在得到其本底信息, 阐明外来植物在湖南省内的组成特征,为进一步揭示外来植物的空间分布及对入侵因素等方面探讨奠定基础。
1 研究区概况
湖南地理坐标位于108°47′—114°15′E,24°38′—30°08′N之间,属亚热带季风气候,四季分明,光热充足,降水丰沛,雨热同期,气候条件比较优越[14]。湖南省生物资源丰富多样,是全国乃至世界珍贵的生物基因库之一,有种子植物约5000种。适宜的气候特点,多样的生态条件,适合各种外来物种生存和发展,加上该省地处我国中部,发达的交通和频繁的交往也为外来物种的引进提供了有利的条件。
2 研究方法
2.1 数据收集
本研究所涉及的外来植物数据主要通过以下途径获得:本研究团队近年来在湖南省开展的外来入侵植物野外实地调查记录;查阅相关文献[7,9-14]及结合《中国外来入侵植物名录》[15]。对于已获取的外来植物名单通过查阅相关专著[16-18]确定其原产地、引入方式等信息。
2.2 数据处理
统计所获得的外来植物的科、属、入侵等级、引入方式、原产地等关键信息。根据《中国外来入侵植物名录》[15]的入侵等级和目前报道的危害程度进行入侵等级划分为1级:恶性入侵类;2 级:严重入侵类;3 级:局部入侵类;4 级:一般入侵类;5 级:有待观察类;6 级:无入侵类。原产地划分为美洲、欧洲、亚洲、非洲和大洋洲。
3 结果与分析
3.1 湖南省外来植物名录
根据实地调查和结合相关资料,发现湖南省现有外来植物370种,隶属83科238属(见表1)。
表1 湖南省外来植物名录Tab.1 Composition characteristics of alien plants in Hunan Province序号种名属科危害程度来源1细叶满江红(Azollafiliculoides)满江红属满江红科3美洲2大麻(Cannabissativa)大麻属桑科4中亚3日本冷杉(Abies firma)冷杉属松科无日本4日本落叶松(Larix kaempferi)落叶松属松科无日本5雪松(Cedrus deodara)雪松属松科无中亚6日本五针松(Pinus parviflora)松属松科无日本7日本黑松(Pinus thunbergii)松属松科无日本8长叶松(Pinus palustris)松属松科无美国9火炬松(Pinus taeda)松属松科无北美10湿地松(Pinus elliottii)松属松科无北美
续表1 湖南省外来植物名录Continued Tab.1 Composition characteristics of alien plants in Hunan Province序号种名属科危害程度来源11加勒比松(Pinus caribaea)松属松科无中美洲12萌芽松(Pinus echinata)松属松科无北美13日本柳杉(Cryptomeria japonica)日本柳杉属杉科无日本14落羽杉(Taxodium distichum)落羽杉属杉科无北美15池杉(Taxodium distichum)落羽杉属杉科无北美16墨西哥落羽杉(Taxodium mucronatum)落羽杉属杉科无北美17北美红杉(Sequoia sempervirens)北美红杉属杉科无美国18罗汉柏(Thujopsis dolabrata)罗汉柏属柏科无日本19北美香柏(Thuja occidentalis)崖柏属柏科无北美20日本香柏(Thuja standishii)崖柏属柏科无日本21墨西哥柏木(Cupressus lusitanica)柏木属柏科无北美22地中海柏木(Cupressus sempervirens)柏木属柏科无欧洲23加利福尼亚柏木(Cupressus goveniana)柏木属柏科无美国24绿干柏(Cupressus arizonica)柏木属柏科无美洲25日本花柏(Chamaecyparis pisifera)扁柏属柏科无日本26日本扁柏(Chamaecyparis obtuse)扁柏属柏科无日本27美国尖叶扁柏(Chamaecyparis thyoides)扁柏属柏科无美国28美国扁柏(Chamaecyparis lawsoniana)扁柏属柏科无美国29铺地柏(Sabina procumbens)圆柏属柏科无日本30北美圆柏(Sabina virginiana)圆柏属柏科无北美31欧洲刺柏(Juniperus communis)刺柏属柏科无欧洲32短叶罗汉松(Podocarpus macrophyllus)罗汉松属罗汉松科无日本33枷罗木(Taxus cuspidata)红豆杉属红豆杉科无日本34广玉兰(Magnolia grandiflora)玉兰属玉兰科无北美35北美鹅掌楸(Liriodendron tulipifera)鹅掌楸属玉兰科无北美36美国蜡梅(Calycanthus floridus)美国蜡梅属腊梅科无北美37光叶红(Calycanthus floridus)美国蜡梅属腊梅科无北美38月桂(Laurus nobilis)月桂属樟科无地中海39草胡椒(Peperomia pellucida)草胡椒属胡椒科4热带美洲40椒草(Peperomia sandersii)草胡椒属胡椒科无热带美洲41白睡莲(Nymphaea alba)睡莲属睡莲科无印度42黄睡莲(Nymphaea mexicana)睡莲属睡莲科无墨西哥43竹节水松(Cabomba caroliniana)水盾草属睡莲科3美洲44日本小檗(Berberis thunbergii)小檗属小檗科无日本45蓟罂粟(Argemone mexicana)蓟罂粟属罂粟科3热带美洲46虞美人(Papaver rhoeas)罂粟属罂粟科无地中海47花菱草(Eschscholzia californica)花菱草属罂粟科无北美48二球悬铃木(Platanus acerifolia)悬铃木属悬铃木科无英国49无花果(Ficus carica)榕属桑科无地中海50小叶冷水花(Pilea microphylla)冷水花属荨麻科4南美洲51垂序商陆(Phytolacca americana)商陆属商陆科1北美52叶子花(Bougainvillea spectabilis)叶子花属紫茉莉科无南美53紫茉莉(Mirabilis jalapa)紫茉莉属紫茉莉科4美洲54仙人掌(Opuntia stricta)仙人掌属仙人掌科2墨西哥55单刺仙人掌(Opuntia monacantha)仙人掌属仙人掌科2巴西
种数最多的科分别是蝶形花科22种,禾本科24种,菊科55种;种数最多的属分别是松属7种,苋属8种,大戟属15种。
3.2 湖南省外来植物各科中种、属的数量
外来物种各科中种的数量:单种科有35科,2种科有12科,3种科有8科,4种科有5科,5种科有3科,6种科有6科,7种科有1科,8种科有2科,9种科有3科,10种科为松科,12种科为苋科,13种科为茄科,14种科为柏科,19种科为大戟科,种数量最多的分别是22种科蝶形花科,24种科禾本科,55种科菊科。
外来植物各科的属数量:单属科有47科,2属科有12科,3属科有6科,4属科有5科,5属科有6科,6属科有2科,7属科1科,8属科1科,属数量最多的分别是14属科蝶形花科,16属科禾本科,40属科菊科。大部分的科都只有单属或属的数量较少,而蝶形花科、禾本科、菊科的属较多。
外来植物各属的种数量:单种属有166属,2种属有46属,3种属有12属,4种属有6属,5种属有2属,6种属有3属,种数量最多的分别是7种属松属,8种属苋属,15种属大戟属。
外来植物的原产地数种见图1。由图1可知:来源大洋洲7种、非洲30种、美洲215种、欧洲56种、亚洲65种。来源最多的是美洲,这主要与美洲拥有相对独立的地理单元和引进的外来植物较多有关。
图1 外来植物的原产地种数Fig.1 Origin characteristics of alien species
3.3 湖南省外来植物进入途径
外来植物进入湖南主要通过三种途径。其一是有意引入,作为用材树种和经济树种引进的杨树、国外松、日本柳杉、日本落叶松、美国鹅掌楸、桉树等;作为蔬菜引进的尾穗苋、苋、茼蒿;作为观赏物种引进的加拿大一枝黄花、马缨丹等;作为药用植物引进的洋金花;作为草坪草或牧草进口草种等。第二是无意引入,一般是随国际贸易无意进入我国,比如随进口粮油、货物或行李裹挟偶然带入的长芒苋。第三是自然扩散,如通过自然扩散从东南亚进入我国的紫茎泽兰等。
4 结论与讨论
(1)据实地调查和结合相关文献,湖南省目前发现外来植物370种,隶属83科238属。种数量最多的科分别是蝶形花科22种,禾本科24种,菊科55种;种数最多的属分别是松属7种,苋属8种,大戟属15种。湖南省外来植物数高于贵州(354种)[19]、上海(357种)[20]和香港(238种)[21],低于山东(827种)[1]、陕西(415种)[22]、安徽(382种)[23]。
(2)湖南省外来植物主要来源于美洲,这主要与美洲拥有相对独立的生态链,在新大陆发现前交流较少有关。
(3)外来植物的进入方式主要通过三种途径:有意引入、无意引入和自然扩散,每种方式都可能带来潜在的入侵风险。