广西3种新记录归化植物及其生态风险评估

吴望辉,李 满,罗开文,彭定人,李 雄,覃永华

(1.广西华森设计咨询有限公司,广西南宁 530011; 2.广西林业勘测设计院,广西南宁 530011)

随着全球经济的快速发展,生物入侵也呈快速增长趋势。我国是全球生物入侵最为严重的国家之一,有记载的外来入侵植物400余种[1-2],给我国农业生产以及生态环境造成了巨大的影响,有的甚至威胁人类健康。针对生物入侵的严峻挑战,健全外来入侵物种的防控体系是当务之急,既要摸清我国入侵物种的状况,又要对其生态风险进行评估。外来物种风险评估是防止外来物种入侵最有效的手段之一,对生物多样性保护具有重要意义[3]。农业农村部、自然资源部、生态环境部、海关总署、国家林业和草原局联合发布的《进一步加强外来物种入侵防控工作方案》[4]也明确提出,要加强森林、草原、湿地等区域外来入侵物种治理,特别要加强自然保护地外来入侵物种综合治理,并规范外来物种入侵风险评估。

笔者在开展广西富川龟石国家湿地公园、广西横县西津国家湿地公园本底资源调查和生态监测的过程中,发现3种未详知植物,经标本解剖观察和文献资料查询,确认分布于富川龟石国家湿地公园的为水蕴草[Elodeadensa(Planch.) Casp.][5-6],隶属于水鳖科(Hydrocharitaceae)水蕴藻属(ElodeaMichx.);分布于横县西津国家湿地公园的为大含羞草(MimosapigraL.)[7]和巴拉草[Brachiariamutica(Forsk.) Stapf][8-9],分别隶属于豆科(Leguminosae)含羞草属(MimosaLinn.)和禾本科(Gramineae)臂形草属[Brachiaria(Trin.) Griseb.]。

湿地、森林与海洋并称为全球三大生态系统,被誉为“地球之肾”“生物超市”“物种基因库”或“鸟类天堂”,有着重要的生态功能[10-11]。近年来,生物入侵严重威胁了湿地生物多样性和生态环境,迫切需要相关部门给予关注和重视。本研究所报道的新记录植物均发现于湿地中,目前在广西未见任何资料对这3种湿地归化植物进行报道以及对其生态风险进行评估。本研究描述其形态特征和生物学特性,并分析可能的归化途径和生态风险,以期为这些物种在我国的归化和入侵研究提供基础数据,并为这些归化植物的预防和控制提供相应的决策支持。

1 新记录归化植物分类学特征、分布及传入与扩散

1.1 水蕴草

水蕴草属于水蕴藻属。水蕴藻属[ElodeaMichx.,Fl. Bor.-Amer. (Michaux)]1 ∶20 (1803)。多年生淡水草本,无根状茎和匍匐茎。叶茎生,无柄,在茎上轮状排列,每轮5枚叶片或更多;叶片线形,基部斜,顶端钝。花序具1朵至多朵花,无柄;佛焰苞无翅。雌雄异株;花单性,花瓣白色。雄花:花丝明显,花药线形。雌花:子房1室,花柱3,不分叉。果卵形,光滑,不规则开裂。种子纺锤形,有黏液。

本属3种,主要分布于南美洲,在非洲、亚洲、澳大利亚、欧洲和北美洲均有引种。中国有2个归化种[水蕴草和柱蕊水蕴草(Elodeanajas(Planch.) Casp.)],均分布于广东,广西为该属归化新记录分布省份。

水蕴草(图1-A至图1-E)

Elodeadensa(Planch.) Casp.,Monatsber. Königl. Preuss. Akad. Wiss. Berlin 1857:48.(1857). 中国外来入侵植物志5:16.(2020).

多年生沉水草本,植株柔软,叶和茎亮绿色。茎直立或横生,圆柱形,较粗壮,直径1～3 mm,节间短,易断裂。叶线状披针形,近基部的叶片对生或3张轮生,中上部的叶片4～8张轮生,边缘具细锯齿,质薄,有1条主脉。花单性,雌雄异株。雄花序具小花2～4朵,雄花花萼长椭圆形,花瓣宽椭圆形,表面有很多褶皱,雄蕊9枚,花丝和花药黄色。雌花序佛焰苞内仅具雌花1朵,雌花花瓣较雄花小,具3枚心皮,假雄蕊略呈梅花状。果实为卵圆形蒴果,长约 6 mm。种子纺锤形,在水下成熟,长4～5 mm。染色体2n=48。花果期5—10月。

分布情况:本种原产于南美洲,在20世纪初先后被引入美国和德国,20世纪50年代在澳大利亚和日本先后被发现,目前在欧洲、南非、亚洲、澳大利亚和北美洲均有归化。在中国主要分布在广东、湖北、台湾、香港、浙江等地。广西为该种归化新记录分布省份。

凭证标本:广西富川龟石水库国家湿地公园,生于富川瑶族自治县莲山镇吉山村一带的河流或池塘,海拔190 m,2018年5月17日吴望辉、梁惠子、王龙祥等采集,采集号wu264(GXF)。

传入与扩散:本种为人为有意引入,于1930年作为水族馆观赏植物引入中国台湾地区[12],后遭丢弃而逃逸到池塘、沟渠等水体中,1982年《台湾植物名录》中首次记录该种在中国的分布[13],之后有资料报道该种在我国广东、湖北、香港、浙江等地有分布[6,14]。

1.2 大含羞草

MimosapigraL.,Cent. Pl. I. 13.(1755). 中国外来入侵植物志2:124.(2020).

大含羞草(图1-F～图1-I)是多年生灌木,稀为乔木。茎被疏毛,具短刺;托叶小,钻状。2回羽状复叶,羽片10～15对,常很敏感,触之即闭合或下垂,叶轴上通常无腺体,但在每对小羽片之间的近轴面生有1枚长刺,侧轴面生1枚短刺;小叶49～53对,线形至线状长圆形,长4～11 mm,宽0.8～1.5 mm,顶端渐尖,基部钝圆,上面光滑,或被细毛,具缘毛。头状花序,常1～3个,腋生或顶生呈总状;总花梗长1.5～3.5 cm,被贴伏向上的毛;花小,两性或杂性,通常4～5数,为粉红色;花萼呈钟状,具短裂齿;花瓣下部合生;雄蕊与花瓣同数或为花瓣数的2倍,分离,伸出花冠之外,花丝为紫红色至苍白色,花药顶端无腺体;子房无柄或有柄,胚珠2颗至多颗。荚果常4～6个簇生,长 4～8 cm,宽1.0～1.2 cm,长椭圆形或线形,扁平,直或略弯曲,有荚节3～6个,荚节脱落后具长刺毛的荚缘宿存在果柄上;种子卵形或圆形,扁平。染色体2n=26。花期4—6月,果期5—12月。

分布情况:本种原产美洲热带地区,现归化于亚洲热带地区和澳大利亚。在中国分布于海南、台湾、云南等地区,广西为该种分布新记录省份。生于海滩、河边、荒地等生境。

凭证标本:广西横县西津国家湿地公园,生长在岸边或湿地,海拔70 m,2022年2月22日李满、王龙祥、覃世赢等采集,采集号wu280(GXF)。

传入与扩散:本种可能随海运船舶无意带入,于1958年首次在云南采集到该植物,中国台湾地区南部在2001年时发现其已归化[15],2012年在海南省海口市南渡江也发现了本种的分布[16]。本种全株长满钩刺,一旦扩散,将难以铲除,被世界自然保护联盟(IUCN)列入世界100种恶性物种名单。本种通过种子进行繁殖,其种子数量大,发芽率高,由于荚节密封性好,有钩刺毛,能通过水体或人畜活动进行长距离传播。

1.3 巴拉草

Brachiariamutica(Forsk.) Stapf in Prain,Fl. Trop. Afr. 9:526.(1919);E. G. Camus et A. Camus in L’ecomte,Fl. Gen. L’Indo-chine 7:434.(1922);Ohwi in Acta Phytotax. et Grobot. 11:43.(1942);台湾的禾草485.(1971). H. B. Gill et al. Fl. Malaya 3:178.(1971);台湾植物志5:530. Pl. 1422.(1978);中国植物志10(1):269.(1990);Flora of China 22:520.(2006);中国外来入侵植物志5:116.(2020).

巴拉草(图1-J～图1-L)是多年生草本,高1.5～2.5 m,秆粗壮,直径5～8 mm,茎下部节间生根,节上有毛。叶鞘被疣毛,叶舌膜质,长1.0～1.3 mm,叶片扁平,长10～30 cm,宽1～2 cm,基部或边缘多少有毛。圆锥花序长7～20 cm,由 10～15枚总状花序组成,总状花序长5～15 cm;小穗椭圆形,绿色或紫色,长2.5～3.5 mm,通常孪生,交互成2行排列于穗轴一侧;第1颖三角形,具1脉,长一般为小穗的1/4～1/3;第2颖等长于小穗,具5脉;第一小花雄性,其外稃长约 3 mm,具5脉,有近等长的内稃;第二外稃骨质,呈椭圆形,先端钝,长约2.5 mm。雄蕊3,子房无毛,花柱基分离,花药长约2 mm,染色体2n=18或36。花果期8—11月。

分布情况:本种原产于非洲西部和北部的热带地区,在世界热带和亚热带地区作为牧草被广泛引种和栽培。在中国分布于澳门、福建、广东、海南、香港、台湾等地,广西为该种归化新记录分布省份。

凭证标本:广西横县西津国家湿地公园,生于岸边,海拔70 m,2022年2月22日李满、王龙祥、覃世赢等采集,采集号wu281(GXF)。

传入与扩散:本种为有意引种传入,其根系发达,能通过种子或匍匐茎繁殖,生长迅速,侵占性强,最初于19世纪40年代作为牧草引入中国台湾地区[17],而后在1964年作为牧草引入海南,《中国植物志(英文版)》记录其分布于福建和中国香港,在中国台湾有栽培,在引入栽培后逃逸迅速形成蔓延,单家林于2009年报道了本种在海南逸为野生杂草[18]。

2 新记录归化植物入侵风险评估

根据归化植物的生物学特性、生活史特征、生态适应性、入侵危害以及防控难易程度等,运用唐赛春等构建的广西外来入侵植物风险评估指标体系(表1)[19],从入侵性、适应性、扩散性、危害性等4个方面对各个归化植物进行入侵风险评估,详见表2。

经综合评分可知,水蕴草的总风险值为56.5分(4个准则层得分依次为22.5、5.5、17.5、11.0分),大含羞草为59.5分(4个准则层得分依次为20.5、8.0、18.5、12.5分),巴拉草为59.5分(4个准则层得分依次为24.5、8.0、17.5、9.5分)。根据该体系的风险标准,这3种归化植物均属于中风险的外来植物,入侵风险比较高,需进一步研究获取相关信息,严格限制引入的目的、区域、数量和次数,而且引入后必须有足够措施限制其逃逸和扩散,并加强监测工作。

表2 水蕴草、大含羞草和巴拉草3种归化植物生态风险评估结果Table 2 Ecological risk assessment result of three naturalized plants such as E. densa,M. pigra and B. mutica

表2(续)

3 结论与讨论

本研究所报道的3种归化植物均发现于湿地中,从入侵性和扩散性来看,它们均有繁殖能力强、生长迅速、防治难度大等特点。在适应性方面,这些归化植物耐逆性较强,对环境条件要求低,且几乎无天敌,在广西潜在适宜生境广泛,生态适应能力较强。在危害性方面,这些归化植物会降低物种多样性、造成生态系统单一和退化,水蕴草生于水中易堵塞河道、影响水质,大含羞草含有含羞草碱,牲畜误食会中毒,造成经济损失或生态危害。根据风险评估结果,3种归化植物属于中风险的外来植物,入侵风险较高,对湿地生态系统存在较大威胁。

外来种的生态风险评估是指对某1种或几种外来种的各种特性及其对生态系统的成分、结构、功能和对经济等的影响作出科学的评价,并预测该物种在全球变化等影响下入侵的趋势[20]。对外来种可能入侵哪类生态系统和会造成的危害情况作出预测十分重要,通过定量化对归化植物进行生态风险评估,可以使不同类型和等级的风险分析结果具有可比性,最终为预防和控制提供更确切的科学依据[21]。

目前,我国外来物种入侵防控工作已经取得了积极成效,但仍存在入侵风险大、防治难、长效机制不健全等问题,外来物种入侵防控仍然是我国当下生物安全的一项艰巨任务。近年来,虽然广西不断有归化植物被报道[22-25],但所报道的归化植物中没有一种是湿地植物,今后应加强对湿地归化植物的普查和防控工作。笔者提出以下几点建议:(1)做好调查和监测。相关管理部门特别是湿地公园管理机构应做好归化植物调查工作,查清它们的分布、数量和危害;监测它们的生长和繁殖规律、生态特征,以及对当地环境的适宜情况等。(2)加强管理。在详细调查的基础上,加强对归化植物的管理,及时开展应对措施,防止蔓延。(3)加强宣传。利用互联网、移动终端、广播电视等各种媒介,结合世界湿地日、世界野生动植物日、国际生物多样性日等主题活动,宣传外来入侵植物的危害性,普及外来物种防控知识,并解读相关法律法规和政策,提高公众防控意识以及保护生态环境和生物多样性意识,形成全社会共同参与的良好氛围。(4)积极防除。根据外来入侵植物的生物生态学特性与危害程度,结合具体生境,选择物理防除、生物防除或化学防除等合适的措施及时防治。