青神县农业外来入侵植物调查与分析

2022-04-04赵浩宇刘俊豆张建军朱建义刘胜男吕玉梅周小刚

杂草学报 2022年3期

赵浩宇，刘俊豆，张建军，朱建义，刘胜男，孟强，皮冰，吕玉梅，周小刚

(1.四川省农业科学院植物保护研究所/农业农村部西南作物有害生物综合治理重点实验室，四川成都 610066；2.四川省农学会，四川成都 610041； 3.青神县植物保护站，四川青神 620460；4.四川省大英县蓬莱镇农业服务中心，四川大英 629300)

外来入侵植物(invasive alien plants)是指通过自然或人为的方式传播到新的地域定植，且对当地生态系统、农林牧渔业生产、人类健康等造成损失的植物[1]。改革开放以来，随着对外贸易与交流的迅速增加，外来植物入侵我国的规模不断扩大，成为我国生物多样性缺失的重要因素[2]，紫茎泽兰[Ageratinaadenophora(Sprengel) R. King & H. Robinson]、薇甘菊(MikaniamicranthaH. B. K.)、大米草(SpartinaanglicaHubb.)等恶性入侵植物已对我国局部地区的经济和生态系统造成重大危害。

四川省位于我国西南内陆，有“天府之国”的美誉。该区域水热资源丰沛，地形地貌及气候类型多变，生物多样性丰富，同时也是我国外来植物入侵严重的地区之一。目前，四川省外来入侵植物调查的相关报道匮乏，现有研究主要集中于园林、口岸生境类型[3-4]或城市生态系统[5]。邓亨宁等调查明确了成都市158种外来入侵植物的种类特征、起源和区系组成[6]。笔者所属研究团队曾于2008—2018年整理并报道了省内已发现的外来入侵植物62种[7]及后续发现的三裂叶豚草(AmbrosiatrifidaL.)、假臭草(PraxelisclematideaCassini)、裸冠菊[Gymnocoronisspilanthoides(D. Don ex Hooker & Arnott) Candolle]等新归化种[8-9]。青神县位于成都平原西南部，气候温和湿润，具有丰富的生物资源，近年来着力打造“中国碰柑之乡”“中国竹编艺术之乡”等品牌，持续加强对外交流，也导致外来物种入侵事件频发，对当地生态安全及农业生产安全构成威胁。本研究旨在通过系统调查获取青神县农业生态系统的外来入侵植物种类、分布区域和危害程度的最新信息，为当地外来入侵植物风险分析、监测网络建设和防控策略的制定提供本底数据和科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查区域概况

青神县隶属四川省眉山市，位于成都平原西南边缘，地处103°41′～103°59′E、29°42′～29°55′N之间，属川西平原与川西丘陵接壤的过渡带，气候为亚热带湿润气候，雨量充沛，四季分明，年均气温17.1 ℃，日照时数1 181.7 h，年均降水量 1 132 mm。青神县地貌以县城为中心呈盆地状，东西侧低山、丘陵环抱，中部为岷江冲积平原，县内江河溪沟密布，水资源丰富，优越的地理环境为外来植物的入侵提供了良好的条件。

1.2 调查方法

2021年6月，在青神县下辖的青竹街道、西龙镇、汉阳镇、罗波乡、瑞峰镇、高台镇、白果乡7个乡(镇、街道)开展面上调查，以交通要道进出普查单元的起点和终点、交通枢纽、农业产业聚集区、农贸交易市场及生产资料集散地、物流集散地为关键节点，共设置关键节点49个，各调查节点分布见图1；以关键节点周边外来入侵植物能够入侵的各类生境为调查地块，共踏查地块141块，踏查总面积46.01 hm2。根据生境类型采用平行线法、三线法或“W”字五点取样法进行调查，记录入侵植物的种类、生境类型并目测覆盖度。

调查共涉及生境类型10种，分别为耕地(包括旱地、水浇地、水田)、园地(包括果园和茶园)、荒地、滩涂(内陆滩涂)、坑塘、沟渠、绿地(包括城镇绿化带、观赏草坪等)、村庄用地(包括物流集散地、农贸市场、住宅地)、公路沿线、其他交通运输用地(包括车站和公共停车场)。调查共涉及该地区主要种植的作物类型16种，其中粮食作物2种，分别为水稻和玉米；经济作物14种，分别为柑橘、李、葡萄、桃、大樱桃、果桑、花生、大豆、豇豆、菜豆、芋、甘蔗、烟草、茶树。

入侵植物种类鉴定主要依靠专著《中国植物志》、《中国入侵植物名录》[10]和《生物入侵：中国外来入侵植物图鉴》[11]，并对其拉丁学名、分类地位、原产地等信息进行严格考证。入侵植物在调查地块的危害程度由覆盖度(P)决定，当P≤5%时为轻度危害；当5%20%时为重度危害。

1.3 统计分析

根据闫小玲等对中国外来入侵植物的等级划分[12]，入侵植物划分为5个等级：恶性入侵(1级)、严重入侵(2级)、局部入侵(3级)、一般入侵(4级)和待观察(5级)。按恩格勒系统汇编青神县外来入侵植物名录，部分种类学名参考《中国植物志》修订。

2 结果与分析

2.1 青神县农业外来入侵物种种类组成

经鉴定统计，青神县共有农业外来入侵植物69种，均为被子植物，隶属于28科57属(表1)。其中，单子叶植物共有5科6属7种，科、属、种数量分别占青神县农业外来入侵植物科、属、种总数的17.86%、10.53%、10.14%；双子叶植物为青神县农业外来入侵植物的主体，科、属、种分别为23科51属62种，占比分别为82.14%、89.47%、89.86%。

对青神县农业外来入侵植物28个科所含种数的多少进行比较，发现其中单种(仅含1种入侵植物)科共16科，包括石竹科、商陆科、马齿苋科等，占比达57.14%；寡种(含2～5种)科共9科，包含落葵科、藜科、紫茉莉科等，占比32.14%；所含种数超过6种的仅3科，分别为苋科(6种)、豆科(6种)和菊科(19种)。

对青神县农业外来入侵植物57个属所含种数的多少进行比较，发现其中单种属共50属，占比达87.72%；寡种属共7属，占比12.28%，其中苋属和飞蓬属所含种数最多，各4种，鬼针草属3种，车轴草属、牵牛属、马缨丹属和黑麦草属均为2种。

表1 青神县外来入侵植物名录Table 1 List of alien invasive plants in Qingshen County

表1(续)

2.2 青神县农业外来入侵植物的原产地

由表1可知，青神县农业外来入侵植物原产于美洲的种类最多，共48种，占总种数的69.57%，常见种有喜旱莲子草、反枝苋、苏门白酒草、土荆芥等；原产于亚洲的种类有8种，占比11.59%，常见种仅香附子1种；原产于欧洲的种类有5种，占比7.25%，常见种有小藜、野胡萝卜、多花黑麦草；原产于非洲的种类有2种，占比2.90%，常见种仅野茼蒿1种；原产地跨洲分布的种类有6种，占比8.70%，常见种有白车轴草和苦苣菜。

2.3 青神县农业外来入侵植物的生活型

由表1可知，对青神县农业外来入侵植物的生活型进行分析，结果显示草本植物共63种，占总种数的91.30%。其中一年生或二年生的草本植物共43种，占比达62.32%；多年生草本植物20种，占比28.99%；藤本植物1种，占比1.45%，为落葵薯；灌木5种，占比7.25%，分别为光叶子花、梨果仙人掌、双荚决明、马缨丹和蔓马缨丹。

2.4 青神县农业外来入侵植物的入侵等级

青神县69种农业外来入侵植物中，入侵等级为恶性入侵(1级)的有16种，占总种数的23.19%；严重入侵(2级)的有15种，占比21.74%；局部入侵(3级)的有9种，占比13.04%；一般入侵(4级)的有17种，占比24.64%；具有潜在危害、有待观察的(5级)有10种，占比14.49%(表1)。在1级恶性入侵植物中，菊科7种，苋科3种，其他6科各1种；2级严重入侵植物中，菊科3种，豆科和苋科各2种，其他8科各1种；3级局部入侵植物中，茄科2种，其他7科各1种；4级一般入侵植物中，菊科4种，豆科、禾本科各2种，其余9科各1种；5级有待观察类入侵植物中，菊科4种，其他6科各1种(表1)。

2.5 青神县农业外来入侵植物的分布范围与危害程度

青神县全部7个乡(镇、街道)均有分布的农业外来入侵植物种类共有18种，分别为喜旱莲子草、苏门白酒草、钻叶紫菀、鳢肠、粗毛牛膝菊、野茼蒿、垂序商陆、小藜、凹头苋、三叶鬼针草、反枝苋、藿香蓟、香附子、大狼杷草、土荆芥、土人参、光叶子花和苋。全部141个踏查地块中出现次数最多的外来入侵植物为喜旱莲子草，出现频率高达88.65%；出现频率超过50%的外来入侵植物有5种，占总种数的7.25%，分别为喜旱莲子草、苏门白酒草、钻叶紫菀、鳢肠和粗毛牛膝菊，其中除喜旱莲子草之外，其余4种均属于菊科；出现频率超过10%的有25种，占比36.23%(表2)。

对踏查区域外来入侵植物的危害情况分析发现，在发生地块造成重度危害(覆盖度>20%)1次以上的外来入侵植物种类有8种，分别为喜旱莲子草、苏门白酒草、钻叶紫菀、鳢肠、粗毛牛膝菊、小藜、野胡萝卜、粉绿狐尾藻；造成中度危害(5%<覆盖度≤20%)1次以上的外来入侵植物有15种。造成中度和重度危害次数最多的外来入侵植物为喜旱莲子草，在有其发生的125个地块里共出现24次中度危害和7次重度危害(表2)。

2.6 青神县农业外来入侵植物的生境分布格局

踏查区域11种不同生境中，外来入侵植物种类最多的生境为公路沿线，为53种；绿地、耕地、园地、荒地生境的外来入侵植物种类分别为44、38、39、30种。将所有生境分为农业生境(包括耕地和园地)和非农业生境(其余9种生境)，农业生境的踏查地块数共83个，多于非农业生境(58个)，两者踏查面积基本一致，但农业生境的外来入侵植物种类(49种)远少于非农业生境(68种)(表3)。

3 讨论与结论

本研究调查表明，青神县农业外来入侵植物已达28科57属69种，主要隶属于菊科、苋科、豆科、伞形科、禾本科等。该地区处于成都平原与川西丘陵的过渡带，水热条件良好，近年来随着交通运输和旅游业的快速发展，对外交流规模不断扩大，导致外来植物传入和扩散速度加快，特别是许多外来植物作为景观资源被引入，随后逃逸到本土生态系统中，如红花酢浆草、秋英、南美天胡荽、粉绿狐尾藻、柳叶马鞭草等。在青神县将来的园林建设规划过程中，须科学评估外来植物的起源、分布范围、繁殖特性、传播途径等信息，谨慎选择引进物种。

青神县农业外来入侵植物最多的科为菊科，多达19种(占27.5%)，其次为豆科和苋科，均为6种(占8.7%)。菊科、苋科和豆科均为世界性分布的大科，生态适应性强，能够在多种环境条件下迅速建立种群。菊科植物多为一年生草本，通常结实量大，瘦果细小且具备冠毛、钩刺等附属结构，能够借助风力、水流、人类活动等多种途径传播扩散[13]。苋科，特别是苋属入侵植物同样具有种子量大而细小，易于传播的特性，且多数耐旱耐贫瘠，能够在多种生境生存。豆科植物通常具有较发达的根系，通过固氮作用在与伴生的乡土植物竞争中取得优势。

青神县农业外来入侵植物有近七成原产地为美洲，这与我国外来入侵植物原产地占比相符合[12，14]。导致这一现象最可能的原因是东亚大陆与美洲大陆长时间的地理隔离，两地的物种间交流极少，美洲大陆的植物传入我国后缺少天敌和竞争者的制约，因此能快速占据生态位。从入侵等级来看，青神县恶性入侵(1级)和严重入侵(2级)等级的外来入侵植物共31种，应加强动态监测和防治，阻止其继续扩散蔓延；局部入侵(3级)和一般入侵(4级)等级的外来入侵植物共26种，多为零星发生，但其中鳢肠、小藜、香附子为县域普遍发生且在部分田块造成中度甚至重度危害，应给予高度重视，积极采取防治措施。

表2 青神县主要外来入侵植物分布与危害情况Table 2 Distribution and damage of the dominant invasive plants in Qingshen County

从生境分布来看，在调查地块数更少、调查面积接近的前提下，非农业生境的外来入侵植物丰富度高于农业生境。在农业生境中，人们会更频繁地采取翻耕土地、喷施化学除草剂等各种措施对杂草进行防治，统计结果说明人为干预对外来入侵植物的发生与传播有一定的抑制作用，这与前人的研究结果[15-17]一致。

综合来看，青神县危害最严重的农业外来入侵植物无疑是喜旱莲子草，该入侵种在本次调查的全部乡镇和全部生境均有分布，在所有调查地块中的出现频率高达88.65%，造成中度、重度危害的地块数均远高于其他入侵植物。该结果可归因于喜旱莲子草对当地气候环境的高度适应，以及极强的抗逆性、竞争能力和无性繁殖能力[18]。在过去的十数年里，喜旱莲子草一直是四川省农业外来入侵植物防控的重点目标之一，但目前采取的以化学防治为主，物理、生物防治为辅的策略总体效果并不理想，生态控制方法是今后对喜旱莲子草防治的重点研究方向。此外，苏门白酒草、钻叶紫菀、粗毛牛膝菊等恶性入侵植物也已在青神县农业生态系统广泛分布并造成危害，有关部门应尽快制定科学合理的管控策略，建立健全监测预警网络和综合防控技术体系，将入侵植物对农林牧渔业和生态环境带来的损害降到最低。