收稿日期:2023-11-02
作者简介:王艳(1983—),女,河南滑县人,工程师,主要从事林业工程、野生动植物保护研究。
摘 要:为摸清河南太行山猕猴国家级自然保护区外来入侵植物现状,在野外调查的基础上,结合功能区划分,分析了外来入侵植物的组成分布、原产地、发生区域、危害程度等入侵情况。此次调查保护区外来入侵植物共48种,隶属于19科30属,其中,菊科最多,有11种,占总种数的22.92%原产于美洲的最多,共32种,占总种数的66.67%。一二年生草本种类占总种数的83.33%,繁殖方式主要为种子繁殖。23种植物在核心区、缓冲区、试验区均有广泛分布,并形成了优势种群。高风险等级的入侵植物有12种。基于此,就如何防控保护区入侵植物提出了相应建议。
关键词:太行山;自然保护区;外来入侵植物
中图分类号:P935.1 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2024)04–00-03
外来入侵植物是指通过自然和人类活动等传播或引入异域的植物,通过归化自身建立可繁殖的种群,进而影响当地的生物多样性,使入侵地的生态环境受到破坏,并造成经济损失[1]。外来物种入侵是造成生物多样性下降的直接原因之一[2]。随着经济的发展,交通日益便利,人员往来增多,外来入侵植物数量也呈现直线上升的趋势。《生物多样性公约》明确要求,防止引进、控制或消除那些威胁到生态系统、生境或物种的外来物种。
河南太行山猕猴国家级自然保护区(以下简称“太行山保护区”)成立于1998年。1994年6月,原国家环境保护局会同相关部门发布了《中国生物多样性保护行动计划》,将太行山南端定为中国生物多样性保护的优先领域,太行山猕猴国家级自然保护区被列为优先保护区,是河南省生物多样性丰富的地区之一[3]。在自然保护区内开展外来入侵植物调查,掌握入侵植物种类、分布状况、危害程度等基本情况,并提出外来入侵植物防控对策与建议,对保护区域生物多样性,提升保护成效,维护国土生态安全具有重要意义。
1 保护区概况
太行山保护区位于河南省济源市、焦作市的沁阳市、博爱县、修武县、中站区以及新乡市辉县市境内,北纬34°54′~35°40′,东经112°02′~113°45′,海拔200
~2 000 m,总面积56 600 hm2。核心区面积20 526 hm2,
植被主要是天然次生林,生态类型多样,具有明显的自然垂直地带性。缓冲区面积11 302 hm2,植被主要是天然次生林,覆盖度较高。试验区面积24 772 hm2,主要由次生生态系统和人工生态系统组成。
该保护区是暖温带向温带过渡类型的典型地带,以落叶栎类林为主,半常绿栎类林为辅的阔叶林地带。植物区系属华北山地亚地区,植物区系丰富,植被主要为温带成分,具有多种本亚区特有种,如蚂蚱腿子Pertya dioica、太行花Taihangia rupestris、太行菊Opisthopappus taihangensis、独根草Oresitrophe rupifraga等[4]。区域内有维管植物153科,690属,1 716种(含变种、亚种和变型)。其中,蕨类植物23科、53属、116种(含种下等级),裸子植物5科、6属、10种(含种下等级),被子植物125科、631属、1590 种(含种下等级)[5]。
2 研究方法
根据外来入侵植物的生物学和生态学特性,选择在其营养生长期或花果期时进行踏查。踏查路线分别在核心区、缓冲区、试验区选择具有代表性的生境设计样线、样方。踏查路线的设置主要以地形走向和现有的道路为主,重点调查自然保护区受人为和自然干扰严重的林地生态系统和人类活动频繁地区。在外来入侵植物发生季节,不少于2次踏查。结合统计年鉴、本底调查报告等文献资料,初步确定外来入侵植物的种类及分布范围。调查方法依据《全国森林、草原、湿地生态系统外来入侵物种普查技术规程》(办护字〔2021〕123号),文献主要参考《中国外来入侵植物调查报告》《中国外来入侵植物志》[6]。
3 结果与分析
3.1 入侵植物的组成及分布
太行山保护区外来入侵植物共48种,隶属于19科30属。其中,菊科最多,有11种,占保护区外来入侵植物总种数的22.92%;其次为苋科,共8种,占保护区外来入侵植物总种数的16.67%;最后为豆科,共5种,占保护区外来入侵植物总种数的10.42%。
根据调查结果,保护区外来入侵植物分布的生境主要在路旁、房前屋后、农田等人类活动频繁的区域。48种外来入侵植物在试验区均有分布,其中39种分布于缓冲区,23种分布于核心区。在3个功能区中,试验区人类活动最为频繁,缓冲区次之,核心区人为干扰相对较少。外来入侵植物的分布与人为活动正相关,核心区森林生态系统完整度和物种多样性较高,对外来入侵植物的抵御能力相对较强。
3.2 入侵植物的原产地与传入途径
太行山保护区的48种外来入侵植物,原产于美洲的有32种,占总种数的66.67%,原产于欧洲的有10种,占总种数的20.83%。基于此,在今后的引种栽培中,要特别留意原产地为美洲和欧洲的植物,引种前应进行隔离试种试验[7]。
在48种外来入侵植物中,无意引入的有42种,垂序商陆、火炬树、五叶地锦、黑麦草、多花黑麦草、硬直黑麦草6种为试验区栽培后逸生。
3.3 入侵植物的生活型与繁殖方式
太行山保护区外来入侵植物的生活型有一二年生和多年生的草本、乔(灌)木、木质藤本。其中一二年生草本种类占总种数的83.33%,生长速度快、适应性强,大都具有化感作用,排斥其他草本植物,能较快建立优势种群并扩大分布范围。
繁殖方式主要为种子繁殖,某些种类兼有种子繁殖与无性繁殖,如喜旱莲子草,主茎可无限延长,茎节上产生不定根及腋芽的能力极强,其根和茎呈网状密布于入侵地。加拿大一枝黄花的根系发达,多条根状茎生长在地下,以根茎为中心向四周辐射伸展,在受到外界胁迫作用时,可利用发达的根状茎产生无性繁殖体以维持种群的存活。菊科的入侵植物可产生大量瘦果,其中飞蓬属的果实具冠毛(图2),鬼针草属的果实具芒刺(图1),可以借水流、风和人畜在方式进行传播。以上物种的生物学和生态学特性决定了其具有较强的入侵性。
3.4 入侵植物的发生区域与危害程度
在48种入侵植物中,球序卷耳Cerastium glomeratum、
北美苋Amaranthus blitoides、凹头苋Amaranthus blitum、
绿穗苋Amaranthus hybridus、合被苋Amaranthus poly-
gonoides、反枝苋Amaranthus retroflexus、刺苋Amaranthus
spinosus、皱果苋 Amaranthus viridis、草木樨Melilotus officinalis、印度草木樨Melilotus indicus、白花草木樨
Melilotus albus、紫苜蓿Medicago sativa、野老鹳草Geranium carolinianum、小花山桃草Gaura parviflora、野莴苣Lactuca serriola、花叶滇苦菜Sonchus asper、钻叶紫菀Aster subulatus、一年蓬Erigeron annuus、小蓬草Erigeron canadensis、香丝草Erigeron bonariensis、牛膝菊Galinsoga parviflora、婆婆针Bidens bipinnata、白花鬼针草Bidens alba共23种植物在核心区、缓冲区、试验区均有分布,并形成优势种群。喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides、南苜蓿Medicago polymorpha、野胡萝卜Daucus carota、牵牛Ipomoea nil、圆叶牵牛Ipomoea purpurea、野燕麦Avena fatua共6种入侵植物在缓冲区、试验区广泛分布,并形成优势种群,核心区尚未发现;臭荠Coronopus didymus、北美独行菜Lepidium virginicum、斑地锦Euphorbia maculata、土荆芥Dysphania ambrosioides、五叶地锦Parthenocissus quinquefolia、曼陀罗Datura stramonium、毛曼陀罗Datura inoxia、阿拉伯婆婆纳Veronica persica、婆婆纳Veronica polita、北美车前Plantago virginica、黑麦草Lolium perenne、多花黑麦草Lolium multiflorum、硬直黑麦草Lolium rigidum共13种入侵植物在缓冲区与试验区局部扩散,并建立稳定的种群。大麻Cannabis sativa、垂序商陆Phytolacca americana、火炬树Rhus typhina、加拿大一枝黄花Solidago canadensis、大狼杷草Bidens frondosa、月见草Oenothera biennis共6种在试验区有零星分布,尚未形成种群。以上48种入侵植物中,分布广泛并建立单优种群的种占总种数的60.42%,是监测控制的重点。
综合入侵植物的繁殖能力、适应能力、扩散能力、造成影响等分析,按照外来入侵植物风险等级划分方法,在此次调查的48种入侵植物中,合被苋、刺苋、小花山桃草、钻叶紫菀、一年蓬、小蓬草、香丝草、牛膝菊、喜旱莲子草(图3)、土荆芥、火炬树、加拿大一枝黄花12种入侵植物发生量大,极易扩散,多数具化感作用,对区域生物多样性危害大,属于高风险等级的入侵植物,应及时清除,同时密切监控周边是否有逸生的情况。其他为中、低风险等级的入侵植物,对区域生态系统有一定的影响,需要进一步监测。在低风险等级的入侵植物中,黑麦草(图4)、多花黑麦草、硬直黑麦草作为优良牧草引入,虽对生态系统尚未造成较大影响,但已逸生至缓冲区或核心区,基于此,今后引入相关植物时,应在远离自然保护区的区域种植。
4 入侵植物的防控对策与建议
4.1 分区域防控
按照现行的自然保护区分区管控要求,核心区内要将定位观测活动对生态环境的干扰降至最低[8]。缓冲区内设置固定标准样线和永久监测标准样地,定期对外来入侵植物进行调查。试验区因风景名胜区较多,人类活动较密集频繁,应进一步加强外来物种防控队伍的建设和技术培训,每年对外来入侵生物进行专项调查,对已种植并造成逸生的植物应尽快采取合理措施防除。
4.2 制定检疫制度
制定科学、合理的检疫制度,对调入保护区的种子、苗木和其他繁殖材料实行严格检疫,降低人为活动带入有害生物的风险。对可能造成入侵潜在风险的种苗,在划定区域内进行必要的隔离试种,并进一步加强观察和监测。同时,今后在规划景观植物中应谨慎考虑可能造成的入侵风险,优先配置乡土植物。
4.3 信息化建设
通过构建自然资源监测数据信息化管理平台,将自然资源本底数据和样地样线监测、巡护监测、物候监测、外来物种监测等数据录入生物资源监测数据库,定期进行分析,编制生物监测报告,为评估保护区生物多样性状况和保护成效提供科学依据。
4.4 强化科普宣传
在世界野生动植物日、环境日等重要宣传节点,持续深入开展科普活动,使公众对外来入侵物种有全面的认识和了解,并广泛参与防控外来入侵生物的行动。
5 结束语
外来入侵物种防控是一项长期性、系统性的工作,在自然保护区深入开展外来入侵物种调查研究,构建外来入侵物种信息数据库、物种数据库和监测预报信息管理平台,这对研判全市外来入侵扩散趋势、科学防控外来物种入侵具有重要意义。
参考文献
[1] 马金双.中国外来入侵植物志[M].上海:上海交通大学出版社,2020.
[2] 陆浩磊.外来入侵生物福寿螺分子鉴定及其与环境互作效应研究[D].上海:上海海洋大学,2023.
[3] 王秦.河南省太行山区鸟兽多样性调查[D].新乡:河南师范大学,2020.
[4] 吴征镒,孙航,周浙昆,等.中国种子植物区系地理[M].北京:科学出版社,2019.
[5] 叶永忠,路纪琪,赵立新.河南太行山猕猴国家级自然保护区(焦作段)科学考察集[M].郑州:河南科学技术出版社,2015.
[6] 马金双.中国外来入侵植物调查报告[M].北京:高等教育出版社,2014.
[7] 寿海洋,闫小玲,叶康,等.江苏省外来入侵植物的初步研究[J].植物分类与资源学报,2014,36(6):793-807.
[8] 王学文,孙世飞,高七十九,等.维纳河自然保护区建设条件论证[J].内蒙古林业调查设计,2012,35(4):93-94,97.