青海省林业外来物种调查分析及入侵风险评价

徐鸿雁，王 海，孙 奎，李孝繁

(青海大学农林科学院，青海 西宁 810016)

生物入侵造成的生态干扰已被确认为对全球可持续发展的日益威胁，而外来物种(alien plant species，APS)的掠夺式入侵会严重威胁到本地生物多样性、生态系统服务性、环境质量等，一直被认为是导致生物多样性丧失的主要驱动力之一[1]。外来物种在入侵时具有极强的潜伏性和爆发性，入侵一旦成功，就会疯狂掠夺本地生物的生存空间，迅速扩散生长并形成单一优势群落，进而改变生态系统的结构与功能，影响生态稳定[2]。据报道，中国每年因外来生物的入侵造成经济损失1.50×1010美元[3]。分析研究外来入侵植物的主要内容包括：调查、分析外来入侵植物的物种组成、分布区域、危害性；结合入侵地环境及实际发展情况，提出合理的防控措施以及科学的管理利用建议[4]。近年来，青海省经济得到迅速发展，交通密度、人口密度等有所增加，导致人类有意或无意引入外来物种的频率也有所增加。目前，对于青海省林业究竟有多少外来物种，造成哪些损失，仍不太清楚。鉴于此，本研究通过对青海省全省林业外来物种的种类组成、分布现状进行调查分析，明晰青海省林业外来物种名录，对其入侵风险进行评价，以期为我省林业外来物种防治措施的制定提供理论数据支持。

1 材料与方法

1.1 调查区域

于2018年5月-2020年10月，实地考察了青海省西宁市、海东市2个地级市，玉树藏族自治州、海西蒙古族自治州、海北藏族自治州、海南藏族自治州、黄南藏族自治州、果洛藏族自治州5个民族自治州的林业外来物种，搜寻并整理当地林业外来物种资料，记录青海省林业外来植物的物种组成、分布情况、海拔高度、生长习性、繁殖情况等。

1.2 调查方法

参考植物科、属分布区类型的研究资料，对外来植物的生活型、原产地等进行分析[5-8]。青海省94种外来物种入侵风险评价研究参考中国林业科学研究院林业研究所的报道[9]，并根据特尔斐法对生态适应性、繁殖扩散能力、危害性以及真实价值等指标进行权重分级[10]。之后依据栽培用途的不同，对城市园林绿化、生态防护、自然保护区等不同栽培方式的外来树种进行综合评价排序分级。

2 结果与分析

2.1 青海省林业外来物种种类

通过野外调查及文献资料整理分析，青海省林业外来物种初步可确定种类共计94种，分属于41科，82属(表1)。其中，菊科(20种)是青海省林业外来植物中种类最多的，占比21.2%；其次是蔷薇科(7种)和豆科(7种)，占比均为7.4%；之后是木犀科(4种)和唇形科(4种)，占比均为4.2%；车前科、禾本科、虎耳草科、花荵科、堇菜科、景天科、藜科、马鞭草科、牻牛儿苗科、槭树科、茄科、忍冬科、苋科、玄参科、榆科、鸢尾科各有2种；松科、柏科、百合科、蝶形花科、凤仙花科、胡颓子科、夹竹桃科、锦葵科、桔梗科、毛茛科、漆树科、山柑科、十字花科、石竹科、罂粟科、紫茉莉科、千屈菜科、葡萄科、秋海棠科、紫草科等20科均为单种科。

表1 青海省林业外来物种名录

2.2 青海省林业外来物种生活型

青海省林业外来物种的生活型可划分为乔木(15种)、灌木(15种)、藤本(2种)和草本(62种)(包括一年生草本、二年生草本、多年生草本)4种类型，其中草本植物种类数量最多，占比65.9%；乔木和灌木次之，各占比15.9%；灌木藤本植物最少。由此可见草本植物占据了青海省林业外来物种的主体，其次为一些小灌木以及乔木，这可能与草本植物在高原的强适应性以及人为引种种植养护有关。

2.3 青海省林业外来物种的原产地分布

94种林业外来物种中，原产于美洲的种类有51种，占青海省林业外来物种总数的54.2%；其次是欧洲的28种，占总数的29.7%；非洲8种，占比8.5%；亚洲的6种，占总数的6.4%。资料统计显示，入侵中国的林业外来物种中源自美洲的植物占比最大，其中许多植物物种的生态适应性较强、且适应范围较广泛[11]。青海省地域面积7.21×105km2、气候多变，本地高原冷凉小环境使美洲分布的部分植物容易适应我省生态环境，导致美洲植物成为我省外来入侵种的可能性最大。

2.4 青海省林业外来物种的区系特征

参考吴征镒等[5]的植物科级别分布区类型系统，此次调查记录的青海省林业外来物种可统计共有41科，隶属划分为世界广布、泛热带分布、东亚及热带南美间断分布、北温带及北温带和南温带间断分布5个分布区类型(表2)。其中，53.6%的林业外来物种属于世界广布类型，共有22科；其次是泛热带(热带广布)类型及北温带和南温带间断分布类型，各7科，每种类型占比17.1%；分布类型较少的是北温带、东亚(热带、亚热带)及热带南美间断类型，分别占入侵植物科数的7.3%和4.8%。按种子植物属的分布区类型系统[6]，青海省林业外来物种共有82属，共划分为14类分布类型(表2)。其中，北温带分布类型是青海省林业外来物种的主体，共有25属，占总入侵植物属数的30.4%；其次是东亚及北美间断分布有12属，占比14.6%；世界广布、东亚及热带南美间断、旧世界温带类型占比均为10.5%，各有7属。

2.5 林业外来草种入侵风险综合评价

青海地区已栽培99种外来入侵植物，其中62种为草本植物，包括一年生、二年生及多年生草本植物。草本植物多以种子、根、茎自然更新，由于生长周期较短，草本植物在短时间即可迅速扩大其群体规模。因此，开展草本植物风险评价显得尤为重要。对62种外来草本植物进行安全评价，并对其按照城市绿化用途、生态保护林用途、自然保护区用途的3种栽培模式进行综合评价指数与分级排序，结果表明：10种外来草本植物在城市园林绿化中综合评价指数较高，分别为肾形草、花菱草、贫花鹅观草、金鸡菊、胭脂红景天、玻璃苣、百日菊、勋章菊、天鹅绒红彩叶草、蓝羊茅，综合指数排名靠后的3种分别为天竺葵、金娃娃萱草、绣球小冠花；生态防护林栽培方式中，角堇、蓝羊茅、天鹅绒红彩叶草、三色堇、福禄考、非洲凤仙、花烟草、紫茉莉、一串红、北美毛车前综合评价指数排名前10位；自然保护区栽培方式中，角堇、三色堇、非洲凤仙、福禄考、一串红、蓝羊茅、花烟草、紫茉莉、天鹅绒红彩叶草、白车轴草综合评价指数排名前10位，综合指数排名靠后的3种分别为藜麦、欧蓍、绣球小冠花(表3)。就综合评价结果而言，生态林栽培模式与自然保护区栽培方式相似度较高，而城市园林绿化栽培方式与其它二者差别较大。造成这种差异的原因是评价赋值分级时候采用的权重比例是基于物种使用目的，如在城市园林绿化栽培方式中，由于发挥外来树种使用价值，设其权重a为0.8，b为0.2，导致综合评价指数较高的树种具有较高真实价值指数，而其生态影响指数则偏低。在3种栽培模式中，天鹅绒红彩叶草的风险等级为Ⅱ级或Ⅲ级，表明该物种生态风险低、实用真实价值高，建议在建立引种档案的前提下对其引进或多次引进。绣球小冠花在3种栽培模式中，金娃娃萱草在2种栽培模式中，综合评价指数排名均在倒数，这说明二者拥有低经济价值或高生态风险值，建议在限制栽植区域面积的前提下只作为科学研究引进。

表3 青海省林业外来物种综合评价指数与分级排序表

2.6 外来树种植物入侵风险评价

与草本植物不同，树种植物大多属于长生活周期物种，繁殖更新的速度弱于草本植物。比如，乔木类树种因容易控制而表现出弱入侵性；灌木类、小乔木类树种入侵性相对强于乔木类树种，但弱于草本植物、昆虫等。林木新品种选育的基础在于林木遗传资源，由于人类活动及自然环境的破坏，野生型林木资源随着人类活动及其对自然环境的改变，资源量不断减少，这加剧了林木育种工作中的遗传侵蚀。因此，为本地引入优良林木树种资源之前，开展林木树种入侵综合评价是提升林木遗传资源的前提。对我省包括藤本、灌木以及乔木在内的32种外来树种进行综合评价，结果表明：园林绿化栽培用途中，综合评价指数较高的10种外来树种分别为欧丁香、香茶藨子、洋白蜡、匈牙利丁香、欧洲李、蓝粉云杉(科罗拉多蓝杉)、美国红枫、火炬树、香花槐、银姬小蜡(花叶女贞)，综合指数较低的3种分别为萼距花、红花槐(毛洋槐)、紫穗槐；生态林栽培用途中，综合评价指排名前10的外来树种分别为洋白蜡、欧丁香、匈牙利丁香、银姬小蜡、欧洲李、香茶藨子、红王子锦带、多花紫藤、日本樱花、萼距花，综合指数较低的3种分别为紫穗槐、火炬树、红花槐；在自然保护区外来树种中，综合评价指数较高的10种外来树种分别为萼距花、红王子锦带、洋白蜡、欧丁香、匈牙利丁香、银姬小蜡、日本樱花、多花紫藤、金叶风箱果、欧洲李，综合指数较低的3种分别为圆冠榆、北美海棠、红花槐(表3)。

与草本植物入侵风险评价指数类似，外来树种用于生态林栽培和自然保护区栽培的综合评价结果相似度较高，而城市园林绿化栽培用途外来树种的评价结果与其它两种栽培方式结果差别较大。比如萼距花的生态影响指数和自然区栽培评级较高，但由于具有实用价值较低、经济价值低，最终在城市园林绿化模式中也获得了排名倒数的综合评价指数，而在自然保护区和生态林栽培用途中其结果恰好相反。此外，红花槐的综合评价指数排名均在倒数，这说明此外来树种经济价值低且生态风险高，导致综合评价指数低，建议只将其作为科学研究引进或适当限制栽植区域、面积，且加强监控管理。

3 讨论与结论

青海省调查到的入侵植物有41科94种，占比数量排名前三位的是菊科、蔷薇科和豆科，占调查总入侵植物数量的36.2%。菊科是种子植物中的第一大科，以草本为主，种类繁多、头状花序等观赏价值以及植株抗性强、生产管理粗放等环境适应性，使得菊科植物在城市园林绿化中占据了很大的席位[12-13]。蔷薇科植物具有适应性强、观赏价值高等园林引种植物必备的繁殖特性，多被引种作为风景园林绿化工程的观赏植物和果品植物[13]。我国大部分省市地区林业外来物种中，菊科植物一直名列前茅[14-16]。豆科植物具有很强的蓄水保水能力、固氮改善土壤肥力、较好的观赏价值和食用价值[17]。此次调查中发现，青海省林业外来物种中70%以上的物种被引种用于风景绿化造林，包括观赏类、果品类、饲用植物。但是调查中也发现，引种植物成活之后的管理暂时仅限于保其成活，对于外来植物在本地的繁殖力度、入侵性以及对本地植物、土壤微生物等生态环境的影响并无相关法规或者管理对策。因此，建议未来在园林绿化引种方面，一是要严格控制某些大属大科植物使用范围(如菊科)，减少入侵菊科植物群落的形成，降低某一特定植物对本地物种多样性的影响；二是要高度重视引进植物的引前评估和引后观测管理工作，基于待引种植物对当地生态系统多样性、稳定性的影响轻重程度，制定相应的引种计划及管理对策，从“引前预防、引中观察、引后严控”三级策略管控外来物种；三是在风景园林绿化中优先考虑本土林业物种，优化本土植物在园林绿化中的表现形式，降低外来物种在本省的比重。

开展外来物种入侵性评价和生态风险评估，确定我省林业外来物种的入侵性和风险等级，对我省外来引种管理显得特别重要[9]。目前来说，青海省94林业外来物种在城市园林绿化栽培方式中，评价为Ⅲ级的外来草本植物和树种，适宜作为青海省绿化栽培品种；评价为Ⅱ级且其综合排序位于前10位的林业外来物种，入侵性均较低，可作为城市绿化备选树种，在园林绿化中可多选和应用，以达到丰富城市绿化树种种类、增加城市人工植物物种多样性的目的；评价为Ⅱ级且排序靠后的树种，随入侵性低但其综合效能评价差，建议在特定条件下结合实际情况选用，小范围引种驯化时加强监控；评价为I级的物种，属于经济价值低或生态风险高的物种，如金娃娃萱草、绣球小冠花、红花槐以及紫穗槐，仅可作为科学研究引进，必须限制栽植区域、面积，同时要加强监控管理(表3)。从生态林栽植角度来说，评价为Ⅲ级、Ⅱ级且其综合指数排序位于前10位的外来草本植物和树种，适宜作为青海省生态林栽培品种，在生态林栽植中可以适当栽培选择和应用，以增加我省人工生态林植物群落的物种多样性(表3)。从自然保护区栽植角度来说，评价为Ⅲ级的物种，属于经济价值低或生态风险高的物种，如火炬树属于生态影响指数最高的物种，但其具有良好抗性、生态功能和观赏性，在省内部分地区是作为科学研究引进，同时被限制栽植区域、面积(表3)。

青海省目前已形成东部、中部和西部三大旅游区，旅游设施日渐配套，年均接待国内外旅客人数6.0×107人次，巨大的人流和物流会给外来植物的入侵提供通道与便利。因此，主管部门要加强对旅游热点地区、物流转运地区环境的检查和管理，制定林业外来物种检查管理措施，一旦发现危害严重的林业外来物种，制定相应的措施策略，以降低其对当地生态环境及生物多样性的影响。此外，在调查分析中也了解到，青海省绝大多数外来物种是前期人为引种、管理不到位造成的。因此，大众媒体及科普部门要加大对生物入侵有关知识的宣传，提高群众对生态安全的重视程度，并逐步完善地方生物安全、生态保障方面的法律法规，共同维护我省生态安全。