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杭州重点湿地入侵植物调查及其风险管理对策

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作者:原作原创  来源:网络转载  发布时间:2015-06-03 17:32:00

   外来植物(Alien plants),指的是在一定区域内历史上没有自然发生分布而以任何方式直接或间接引入的物种、亚种或低级分类群,包括这些物种能生存和繁殖的任何部分、配子或繁殖体。当外来植物在侵入地建立了种群,且威胁并改变该地域的生物多样性时,就成为外来入侵植物(Invasive alien plant,IAP)[1-5]。由于缺少了原系统中其他物种和天敌的制约,该物种在新的生态环境中会迅速扩散,形成单一优势种,破坏本地生态系统平衡并造成生物多样性降低。由于外来入侵植物的数量随着人为活动的干扰度增强而增加,传入途径在很大程度上受人为活动及利用喜好的驱动,因此研究区域外来植物种的侵入程度可以判断人为活动对环境污染的影响程度[6]。 
  中国是遭受外来植物入侵最严重的国家之一,且呈现外来入侵植物传入频率越来越快、受害日益严重的现象[7-9];同时,入侵全国各地的外来植物种类繁多,呈现不同区域特色。据农业部统计,目前入侵我国的外来植物有400多种,每年造成经济损失达570多亿元[10]。 
  湿地作为非常重要的生态系统和宝贵自然资源[11],由于人为开发、植被破坏、生境污染等因素,已成为有害植物集聚的温床和危害的重灾区。杭州重点湿地在国民经济与社会发展中具有的重大作用与基础性地位,多部门已在生物资源调查、生态结构、生态修复及服务功能等方面均有研究[12],但未见系统的调查分析外来入侵植物,因此该研究对于指导杭州开展湿地生态的保护与管理,提升服务质量具有重要借鉴意义。 
  1 杭州湿地资源概况 
  根据全国第二次湿地资源清查浙江省湿地资源调查成果(浙江省林业厅,2014),杭州市现有各类湿地面积117 821 hm2,占全省湿地总面积的10.6%,其中近海与海岸湿地22 492 hm2、河流湿地16 730 hm2、湖泊湿地556 hm2、沼泽湿地41 hm2、人工湿地78 002 hm2。 
  杭州重点湿地的确定标准与《中国湿地保护行动计划》[13]、浙江省湿地资源调查与监测体系相衔接,并反映杭州湿地的特点。杭州重点湿地应符合下列条件之一:(1)已列入《湿地公约》的国际重要湿地或列入《中国重要湿地名录》的湿地;(2)已列入省级以上自然保护区或湿地公园的湿地;(3)面积≥10 000 hm2的湖泊、沼泽水库;(4)本省特有类型的湿地或具有本省特有的濒危保护物种的湿地;(5)20 000只以上水鸟度过其生活史重要阶段的湿地,或者一种或一亚种水鸟总数的1%终生或生活史中的某一阶段栖息的湿地;(6)具有显著的人文、历史意义并对全市社会经济发展起重大作用的湿地。 
  杭州重点湿地名称、湿地类型和面积情况见表1。杭州重点湿地面积占杭州湿地总面积71.8%。 
  2 外来入侵植物研究方法 
  2.1 野外调查 
  按照湿地资源调查技术标准,对每个杭州重点湿地根据其湿地类型、面积大小、形状设置一定数量的样地开展实地调查,野外采用GPS定位法。根据湿地有害植物专项调查要求,记载湿地中的有害植物种类及群落组成与结构、繁殖、分布、危害等要素,并拍摄照片。 
  2.2 资料整理 
  根据实地调查资料,并补充收集近年来与杭州市外来入侵植物相关的专业文献[14-17]进行资料整理。外来入侵植物的界定主要依据国家环境保护总局发布的入侵物种名单、《中国外来入侵物种编目》[18]、浙江省外来入侵植物名单[19-21]等资料。 
  3 结果与分析 
  3.1 种类组成 
  杭州重点湿地共有外来入侵植物87种,隶属31科66属(表2)。按生境分,陆生植物24科58属79种,水生植物8科8属8种。种类组成中,以菊科植物最多(23种),占入侵植物种数的26.4%;其次为豆科(9种),占10.4%;禾本科(7种),占8.1%;苋科、大戟科、旋花科各5种,合占17.2%;伞形科、玄参科各3种,合占6.9%;十字花科、锦葵科、柳叶菜科、茄科各2种,合占9.2%;槐叶蘋科等其余19个科各1种,合占21.8%。 
  3.2 生活型 
  将入侵植物的生活型分为草本、藤本(或草藤)、灌木(或草灌)、乔木等4种类型,杭州重点湿地外来入侵植物的生活型共计91频次。以草本植物为主(79频次),占总频次的86.8%,其中:1年生植物44频次,1年或2年生植物8频次,1年或多年生植物4频次,多年生植物23频次;灌木6频次,占总频次的6.6%;藤本5频次,占总频次的5.5%;乔木1频次,占总频次的1.1%。 
  3.3 原产地 
  杭州重点湿地外来入侵植物原产地共计95频次。其中:来自美洲(包括南美、北美、中美洲)的入侵植物共58频次,占61.1%;来自欧洲的入侵植物共16频次,占16.8%;来自亚洲的入侵植物共11频次,占11.6%;来自非洲的入侵植物共8频次,占8.4%;来自澳洲和大洋洲的入侵植物各1频次,合占2.1%。 
  3.4 入侵途径 
  外来植物入侵途径主要分为有意与无意2大类。有意引进的入侵植物合计48种,占55.2%,其中引作花卉、观赏或绿化作用的入侵植物有24种,引作饲料的入侵植物有12种,引作药用的入侵植物有7种,引作蔬菜的入侵植物有3种,引作绿肥、纤维作物的入侵植物各1种。无意引进的入侵植物合计39种,占44.8%,主要原因一是在人为活动中无意带入(通过种子或苗木引种带入、通过交通工具或旅游者及其携带品带入等),二是借助自然力量(风媒、虫媒、鸟兽或水流等)扩散传播而引入。杭州重点湿地外来入侵植物的入侵途径与相关研究成果[17]相一致。

  3.5 危害方式 
  将外来入侵植物对入侵地人类和生物多样性造成的危害方式可归纳为排挤和覆盖(形成优势种群,加剧水、肥、养分竞争,挤占其它植物生长空间)、缠绕(影响被缠绕植物生长)、化感(产生化学物质抑制其他植物生长)、过敏(对人畜造成花粉过敏)、寄主等6种,杭州重点湿地外来入侵植物中,通过排挤和覆盖方式带来危害的入侵植物共计出现82频次、11频次,分别占总频次的65.1%和8.7%;缠绕方式带来危害的入侵植物计出现5频次,占4.0%;化感方式带来危害的入侵植物计出现16频次,占12.7%;过敏方式带来危害的入侵植物计出现7频次,占5.5%;充当有害生物寄主的入侵植物计出现5频次,占4.0%。 
  3.6 与浙江省外来入侵植物对比分析 
  由表3可见,杭州重点湿地外来入侵植物占与浙江省外来入侵植物总种数的47.6%。各生活型中,均以草本植物出现频次最多(均占80%以上),但藤本型入侵植物比例显著高于全省水平,而乔木型入侵植物比例显著低于全省水平。这可能是藤本植物具有光合效率高,能有效适应异质环境等生物学特性,因而能够在激烈的竞争中生存和扩展[22]。 
  从入侵植物原产地分析,均以起源于美洲的植物为主,其次为欧洲和欧亚大陆(含地中海沿岸),源于其他地区(非洲、大洋洲)的入侵植物相对较少。 
  4 风险管理对策 
  4.1 危害等级划分 
  比照国家环保总局和中国科学院联合发布的对我国生物多样性和生态环境造成严重危害和巨大经济损失的3批(2003,2010,2014)共29种入侵物种名单,浙江省占18种,杭州重点湿地占16种,分别为空心莲子草、豚草、假高粱、凤眼莲(属第1批的4种),刺苋、土荆芥、三裂叶豚草、加拿大一枝黄花、大薸(属第2批的5种),反枝苋、圆叶牵牛、钻形紫菀、三叶鬼针草、小飞蓬、苏门白酒草、一年蓬(属第3批的7种)。目前,外来入侵植物不仅广布于杭州的平原地区湿地,甚至在人迹稀少、海拔1 400 m的淳安千亩田山地沼泽湿地(自然保护小区)中,外来入侵植物也多达15种,且出现有土荆芥等6种国家公布入侵植物名录种。调查发现,凤眼莲、空心莲子草、加拿大一枝黄花、豚草、三裂叶豚草、水盾草等多种入侵植物,已对杭州重点湿地的生物多样性和生态环境造成了事实上的严重损害。 
  根据入侵植物在杭州重点湿地中的现状及潜在危害性,将危害等级分为严重、中等、轻度3类,其中严重危害的入侵植物计21种,占24.1%;中等危害的入侵植物计23种,占26.5%;轻度危害的入侵植物计43种,占49.4%。加强杭州重点湿地外来入侵植物的监测、控制和治理,刻不容缓。 
  4.2 防治及管理对策 
  实现外来入侵植物有效管理,应建立、健全各组织与部门之间的协调机制,通过协同作用,实现对外来入侵植物的实时监测(检疫)、及时预警、有效控制和科学除治。 
  (1)完善立法,明确职责。我国针对物种入侵的现有法律法规立法明显滞后,现行立法侧重于考虑物种入侵对粮食和作物生产安全、人体健康和经济贸易的影响,较少考虑物种入侵对生态安全和可持续发展的影响。由于我国对外来物种管理的立法尚处于起步阶段,有必要对现行相关法律法规中存在的问题、必要性和管理机制进行深入研究。同时,对入侵植物的管理部门涉及环保、农业、林业、建设、交通、出入境检验检疫等十多个部门,建议实行行政领导负责制,明确部门责任;建立责任追究和检查考评制度,确保责任落实到位。 
  (2)强化检疫与监测预警。检疫是阻拦和隔断外来入侵植物扩散和传播的关键点,国门外检和部门内检均具有重要作用,加强植物检疫意义重大。建立入侵植物调查监测网、风险评估体系和外来植物专家系统[23-24],是做好有害植物除治和防控的基础性工作。 
  (3)积极治理,科学防控。近10年来,通过持续开展“清水河道”工程,凤眼莲、空心莲子草等在杭州河流、库塘湿地泛滥成灾的外来入侵植物得到根本性治理,成效显著;反之,对加拿大一枝黄花进行定期运动式的除治,效果不甚理想。积极除治,引进和推广先进实用技术,依靠科技提高入侵植物防治水平,就会事半功倍;同时,把防控工作常态化,才能将外来入侵植物造成的损失降到最低。杭州西溪国家湿地公园实行外来入侵植物的编目管理,不失为有益的尝试。 
  (4)加大宣传,增加投入。加强科普宣传,提高公众意识,全民参与防范外来入侵植物已成当务之急。坚持“谁经营,谁防治”的责任制度,建立以财政投入为主渠道的资金使用政策,用于外来入侵植物的预防、控制、清除以及科学研究和公众教育。 
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