象山港互花米草治理与长效管控机制研究

2023-02-20蒙宽宏何丛颖刘奎李璠

林业科技 2023年1期

蒙宽宏何丛颖刘奎李璠

（宁波海洋研究院，浙江宁波 315832）

互花米草（Spartina alterniflora）于1979年引入我国之后，凭借强大的扩繁能力成为中国沿海滩涂分布面积最广的盐沼植物，对中国大部分沿海滩涂湿地的生物多样性维持及生态安全构成严重威胁[1-4]。由于互花米草具有较强的耐盐、耐淹和对生境的极强适应性，迅速侵占滨海湿地本土盐沼物种的生态位，导致滨海湿地生态系统植物种类趋于单一化，对芦苇、海三棱藨草、红树林等本土植物产生了严重影响。互花米草群落的促淤作用造成滩涂机制的变化，破坏了底栖生物的生境，导致海产品自然产量的降低，甚至导致某些珍贵、高经济价值底栖动物类群的毁灭性消失；并对渔业生产、航运安全等生产生活产生严重危害。

2003年互花米草作为唯一的海岸盐沼植物位列16种外来入侵种名单。为科学防治互花米草，生态环境部发布了《外来物种环境风险评估技术导则》，为开展互花米草环境风险评估提供了技术标准。通过十多年的研究，对互花米草的治理主要形成了物理防治、化学防治、生物防治、生物替代防治、综合防治等几类主要措施，物理防治以刈割[5-7]、翻耕[8,9]、水淹[10-12]、火烧[13-15]等方法为主，化学防治以施用草甘膦、米草净、滩涂互花米草除控剂[16-18]等除草剂进行防治，生物防治以利用光蝉（Prokelisia marginata）和玉黍螺（Littoraia spp.）等食叶昆虫进行防治[19,20]，生物替代防治以秋茄（Kandelia candel）、无瓣海桑（Sonneratia apetala）等红树植物以及芦苇（Phragmites australis）、海三棱藨草（Scirpus mariqueter）等草本植物为建群种重建滨海湿地生态系统[21-26]，综合防治[27-29]则是将多种方法进行综合应用。

1 试验区概况

选择在象山港内互花米草侵占较为严重的滩涂开展相关试验。象山港位于宁波市东南部、穿山半岛与象山半岛之间，是一个由东北向西南深入内陆的狭长型半封闭型海湾，全港纵深60km，港湾内有西沪港、黄墩港和铁港三个支港。截至2019年底象山港内共有互花米草面积约2187hm2，其中分布面积最大、侵占滩涂最严重的区域为位于象山港中部的西沪港，互花米草总面积约1263hm2。共在象山港内设置3处试验区，2处分别位于象山港中部的西沪港的东、西两侧，1处位于象山港底部的黄墩港。试验时间从2020年9月开始，至2021年12月结束，分别采取机械翻耕、机械碾压等治理措施，配合实施人工除草、栽植替代植物等管护措施。

2 试验设计与分析方法

2.1 互花米草治理与管护措施

（1）西沪港东侧试验区

该试验区位于象山县墙头镇洋北村西北侧滩涂，总面积20hm2，于2019年9月进行互花米草治理，治理方式为采用水挖机对互花米草群落地上植株进行清除，并向下翻耕至1.0m，利用抓斗对地下根系进行碎根破坏后进行深埋处理，并平整涂面。

为保障互花米草治理效果，以人工除草方式作为长效管护措施，于2020、2021年春秋季分别进行一次人工除草。

（2）西沪港西侧试验区

该试验区位于象山县墙头镇下沙村东侧滩涂，该滩涂总面积超过380hm2，试验区总面积为200hm2，共分为3个措施区，分别实施翻耕1.0m、翻耕0.5m以及刈割+掩埋的治理方式，于2020年8月实施治理。

翻耕1.0m治理方式与西沪港东侧试验区相同，翻耕0.5m治理方式的不同之处在于翻耕深度控制在0.5m内；刈割+掩埋的方式主要利用水挖机抓斗对植株地上部分进行刈割、铲除，并就地掩埋到滩涂淤泥中。

（3）黄墩港试验区

该试验区位于宁海县大佳何镇西北侧滩涂，该滩涂总面积超过200hm2，试验区面积为4hm2，划分为3个试验小区分别实施不同深度的机械翻耕（0.5m和1.0m），机械翻耕措施与西沪港两处试验区相同。翻耕后每个试验小区进一步分为挖沟起垄区和机械碾压区实施二次措施。

挖沟起垄区的措施为：实施翻耕后，进一步利用水挖机进行微地形改造，通过开挖宽1m、深1m、方向与潮汐方向呈45°或135°夹角的潮沟，将平整的滩涂分隔为数条宽度为6m的地垄。

机械碾压区的措施为：实施翻耕后利用水挖机的自身重力，在滩涂上实施2遍均匀的碾压作业。

2021年春秋季分别进行一次人工除草。

表1 试验区位置及治理措施一览

图1 试验区位置示意图

2.2 治理效果评估

以互花米草的复发面积作为治理效果的主要评估指标。由于试验区面积较大，在治理效果的评估主要采用无人机航拍生成正射影像，利用ArcGis影像识别技术进行识别与界定，对互花米草复发面积及密度进行调查。在治理完成的次年5月进行调查评估，在治理次年实施了人工除草维护的西沪港东侧及黄墩港试验区，第三年5月进行了再次的调查。

3 结果与分析

西沪港东侧及黄墩港试验地在治理后次年及第三年5月进行复发率（复发面积与试验区面积的比例）调查，西沪港西侧试验区在治理后次年5月进行复发率调查。调查结果表明，在不同的治理与管护措施下，复发率有较大差异。

调查数据表明，实施机械翻耕的试验区，互花米草的复发情况受到较强烈的抑制，治理效果较好；未实施机械翻耕的试验区，互花米草复发趋势较为明显。清除互花米草群落后实施进一步的机械作业，不同程度上加强了对互花米草的治理效果。

3.1 机械翻耕的治理效果

数据表明，机械翻耕的治理方式，次年复发的互花米草群落占试验区（小区）的面积比例在5%以下，复发状态以零星复发为主，局部位置出现丛状复发状态。翻耕深度对复发面积有较大影响，对复发状态影响不明显。

西沪港东侧试验地的复发面积约0.14hm2，占试验区总面积比例仅为0.70%，总体呈现零星复发状态；西沪港西侧机械翻耕1.0m的小区，互花米草复发面积为2.41hm2，占该试验小区面积的比例为2.48%，复发状态呈现总体零星复发，个别位置丛状复发；机械翻耕0.5m的小区，复发面积为3.32hm2，复发率为4.89%，虽达到了翻耕1.0m试验区的2倍，西沪港东侧试验区的7倍，但仍处于较低的复发率水平。黄墩港三个试验小区均呈现零星的复发状态，未形成丛状的复发，因此无法统计复发面积，故采用复发密度（株/hm2）作为评估复发情况的指标。调查结果显示，翻耕1.0m的试验小区的互花米草复发量极低，翻耕0.5m的试验小区存在相对较多的复发量，互花米草植株密度达到3500～6000株/hm2，与西沪港东侧、西侧试验地相比亦处于较低的水平。

试验结果表明，翻耕与碎根措施对互花米草治理的有效性，1.0m深度优于0.5m，与其他学者的研究结论相一致。但也有学者提出，0.2m、0.4m和0.6m深度的翻耕与碎根措施之间治理效果没有显著性差异的结论[30,31]。这与互花米草根系主要分布在0～0.4m深度，尤其是0～0.2m深度的研究结果相符合[32,33]。翻耕、碎根深度超过0.2m可以破坏大部分的根系，获得较好的治理效果。但仍有相当一部分根系可以分布到地下0.4～1.0m甚至更深的区域，这些区域的根系在次年春季可以凭借强大的无性繁殖能力快速形成，为获得较好的治理效果，至少需要保证翻耕深度达到0.5m，有条件的情况下翻耕至1.0m。

3.2 刈割与掩埋的治理效果

刈割法是互花米草治理的典型物理措施，刈割可以迅速快速清除互花米草群落的地上植株，但对于根系的破坏作用不大，治理后易形成迅速的复发情况[34-36]。在西沪港西侧试验地进行的刈割+掩埋的治理方式，次年5月的调查数据显示，互花米草存在强烈的复发状态，调查共统计到18.74hm2的复发面积，复发率达53.53%，是机械翻耕治理区复发率的10倍以上。大面积的复发，表明该措施仅对地上部分植株实现了清除，而未对地下部分的根茎系统形成有效的破坏，互花米草凭借强大的无性繁殖能力迅速产生大量的新植株，重新占领治理区域。

3.3 后续措施的治理效果

在黄墩港试验区，在实施机械翻耕后进一步采取挖沟起垄和机械碾压的后续措施，调查数据显示，采取后续措施的试验区，互花米草的复发情况呈现极低零星复发的状态，明显低于仅实施机械翻耕的西沪港东侧、西侧试验区。而挖沟起垄和机械碾压两种措施的效果又有较大差异，数据显示，挖沟起垄试验小区的互花米草复发密度为3000～4000株/hm2，而机械碾压区的复发密度则为5500～6000株/hm2。证明了在机械翻耕后，由于实施了挖沟起垄的操作，对互花米草根系起到了进一步的破碎和填埋作用。机械碾压的操作，其作用力造成滩涂表面一定程度的压实，对互花米草的治理有较好的作用，研究表明在不采取进一步治理与管护措施的情况下，3年内治理区的互花米草密度未能恢复到未治理区的水平[35,37]，但对于淤泥深处的互花米草根系难以形成进一步的破坏，治理效果有限。

3.4 管护措施实施效果

西沪港东侧试验区、黄墩港试验区均在治理次年进行了春秋两次的管护，措施为人工除草，将互花米草植株拔除并将植株与根系破坏后就地掩埋。第三年春季对两处试验区的复发情况进行再次调查，调查数据显示，互花米草的复发情况受到了进一步的抑制，西沪港东侧试验区的复发面积仅为150m2，复发率仅0.08%而黄墩港的试验区在2021年春季调查存在一定量复发的分区3的2个措施区，本次调查的互花米草复发密度均为1000株/hm2以下，且仍表现为挖沟起垄区效果优于机械碾压区的状态，前者复发密度为后者的1/2左右。试验结果表明，在互花米草复发情况尚未严重、复发率（复发密度）较低的情况下，采取操作灵活的人工除草措施可以作为互花米草治理后的长效管护措施。实施的频率应以互花米草的复发情况而定，春秋两季各进行一次除草维护是较为适宜的。