广州市白云区林业外来入侵植物调查
作者: 苏钟琪 罗艳玲 温秀军
摘要 为了解外来入侵植物在广州市白云区的危害发生情况,以初步掌握的外来入侵物种为基础,摸清广州市白云区外来入侵植物的种类数量、原产地、发生类型、危害程度等情况,采用踏查和标准地调查相结合的方法进行研究。通过调查发现,白云区外来入侵植物数量共49种,隶属17科35属。其中危害范围大,程度较为严重的入侵植物有5种,分别为白花鬼针草、微甘菊、五爪金龙、南美蟛蜞菊、马缨丹。
关键词 外来入侵植物;入侵植物名录;白云区
中图分类号 Q 948 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2024)12-0108-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.023
Survey of Invasive Alien Plants in Forestry in Baiyun District, Guangzhou
SU Zhong-qi, LUO Yan-ling,WEN Xiu-jun
(College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642)
Abstract In order to understand the occurrence of invasive alien plants in Baiyun District, Guangzhou City, based on the preliminary mastery of invasive alien species, the number of invasive alien plant species, origin, type of occurrence, the degree of harm, etc., were studied using a combination of foot and standard land survey. Through the survey, we found that the number of invasive alien plants in Baiyun District is 49 species, belonging to 17 families and 35 genera. Among them, there are five kinds of invasive plants with a large scope and serious degree of harm, namely, Bidens alba, Mikaniamicrantha, Ipomoea cairica, Wedelia trilobata and Lantana camara.
Key words Invasive exotic plants;Invasive plant list;Baiyun District
作者简介 苏钟琪(1998—),男,四川成都人,硕士研究生,研究方向:林业有害生物治理。
*通信作者,教授,博士,从事森林昆虫学、城市昆虫学、昆虫化学生态研究。
收稿日期 2023-07-12
生物入侵(biological invasion)这一现象最早由Darwin在The Origin of Species一书中提出,但他并未对其进行定义解释[1]。在1958年英国动物生态学家Elton最早对生物入侵这一现象作出定义:非本地生物物种由于人为因素有意或无意进入新的区域建立其种群并可持续生存,且进一步扩散到其他区域的现象[2]。入侵生物一般具有较强的繁殖能力,适应环境能力和扩散能力,而且在新入侵区域缺乏天敌,因而生长扩展迅速,从而影响本地物种的生存[3]。
外来入侵物种通常被认为是陆地和海洋特有的生物多样性,以及农业和粮食安全的基本威胁;被认为是对特有生物多样性的根本威胁;被认为是保护生物学中的种群“恶棍”[4-6],它们在新环境被引入并生长,经常被描述为生物入侵。外来入侵物种对生物多样性构成严重威胁,因为它们可能通过竞争、捕食或病原体的传播导致本地物种的减少或灭绝,并可能严重退化或从根本上改变生态系统。决定外来入侵物种在其发生范围内的入侵性是入侵生物学中的主要问题[7],关于外来入侵物种对生物多样性的负面影响存在着普遍和广泛的共识。此外,它们可能对人类(以及本地动植物物种)传播有害疾病,并可能对人类社区造成生计损失和其他负面的经济影响,尽管有全面的国际监管,入侵物种仍然对许多受威胁的物种和生态系统造成严重破坏,并产生严重的经济影响[8]。
林业有害生物主要是危害森林、林木和林木种子等正常生长发育并造成经济损失的病害、害虫、杂草等有害生物[9]。我国对林业有害生物造成的林业经济损失达数百亿元,外加生态系统功能的损失造成的直接和间接损失高达近千亿元,这是一个不容忽视且迫在眉睫的问题,造成这一现象的原因主要是科技水平及林业防治效果还有待提高,森林质量不高,抵御林业有害生物入侵的能力不强;我国特有的异常气候破坏了林业有害生物的防控规律,造成了难以统计的严重损失[10]。笔者调查了广州市白云区林业外来入侵植物,以期为维护广州市生态系统安全,加强外来入侵有害生物防控管理决策提供科学依据。
1 研究现状
在21世纪这个经济一体化发展、国际贸易出口、跨国旅游等行业迅速发展的背景下,外来生物入侵已经成为全球性的问题,对各国家的生态环境、农业发展造成了较为严重的负面影响,被认作是 21 世纪五大全球性环境问题之一,对于开展外来生物入侵的防控是各国政府长时间共同关注的主要环境问题和工作重心之一[11-14]。
1.1 国外生物入侵现状
国外关于外来生物入侵方面的研究起步较早。1872年,俄、法两国为了防止人类无意识引进外来入侵物种,从而颁布相关法律禁止进口,因此便开始了针对有害生物的风险分析研究(PRA),但是目前在国外的外来入侵现象比较常见,如在美国泛滥的亚洲鲤鱼、野猪、澳大利亚的野兔等,政府组织专人清理,每年花费巨大,尚未找到有效方法解决。据估计,自 1970 年以来,与生物入侵相关的损失和支出已使全球经济损失 1.288 万亿美元,并继续增加[15]。在俄罗斯欧洲部分区域植物区系中,约有20% 的物种是入侵的,但是在西伯利亚外来入侵物种却很稀少,这与天气、地理位置和人为活动有密切联系[16]。根据相关研究可知,河岸区比其他生态系统更容易受到外来植物物种的入侵[17],外来植物的栖息地入侵受到环境和景观因素的强烈调节,如外来物种受到生境类型和当前环境背景以及邻近景观生境变化的影响[18]。
对于外来入侵研究分析包括外来植物群的多样性和时间趋势以及生境内多样性、外来入侵物种占主导地位的林区、邻近土地和水域利用多样性对入侵水平的影响[19],利用Maxent模型[20]、生态气候模型法(CLIMEX模型法,由澳大利亚科学家Sutherstd等建立的一种动态模拟模型,多用于物种适生性分析[21])、GARP生态位模型预测方法(Genetic Algorithm for Rulr-set Prediction Modeling System)[22]等来进行外来入侵生物的研究。
1.2 国内生物入侵现状
我国地域广阔,生态环境适合物种生存,是受到外来入侵物种威胁与危害最严重的国家之一[23],目前已经被证实的入侵物种达到660种,每年造成的直接经济损失近2 000亿元。21世纪以来,传入我国的农业与林业外来入侵物种达103 种,每年新发现与突发的有5~6种,是20世纪80年代约10倍以上[24-26]。根据文献资料考察分析,世界上有100种较为严重的外来入侵物种,我国的外来入侵物种就占了32种[27]。
我国外来入侵物种发生地点主要分布于东南沿海地区,其次为西南地区及辽东半岛,这类地区气候适宜动植物生长。其主要入侵手段有3种:①自然入侵,即通过以风力传播、海水漂流、飞禽走兽等为媒介携带到新的生态类型,如豚草(Ambrosia artemisiifolia),这是早年由于修建铁路运输时周围遭到破坏,逐步从朝鲜地区传播至我国;②人类无意识引入,即通过旅游、贸易、运输等方式传入,如红火蚁(Solenopsis invicta Buren),在苗木、花卉根部、货船的携带下引入我国;③人类有意识引入,即由农林牧渔生产、科学研究、恢复与改造生态环境、观赏等目的引入,如马缨丹(Lantana camara),最初用于园林观赏,后以鸟类为媒介再进一步传播。
为防止外来入侵物种进一步扩散,以及保护当地的生物多样性和生态多样性,各发达国家与国际组织都研究并制定了相应的对策,采取多种办法管理外来物种,包括引进新物种的风险管理、监测管理和处置办法等,提出适合本国应对外来物种入侵的一系列防控措施,取得了较好的生态效益和经济效益[14,28-30]。因此,我国还要多借鉴国际经验,并形成“中国特色”的防止手段措施和管理方法。
2 研究方法
利用各地现有外来入侵植物信息,以人工地面调查为主要方式,通过踏查和样地调查,全面系统地获取外来入侵物种的种类数量、分布数据、发生情况等。以无人机调查为辅助,充分利用无人机优点对于不能人工踏查的生态类型用地进行调查。
2.1 研究范围及对象
广州市简称“穗”,别称羊城和花城,位于113°17′E,23°08′N,是广东省省会。地处我国大陆南部亚热带沿海,属海洋性亚热带季风气候,东北部和北部是山区,中部是丘陵与台地,南部是珠江三角洲冲积而形成平原,地势东北高、西南低,年均气温在20~22 ℃,相对湿度在77%,以温暖多雨、阳光充足、夏季长为特征,且雨量充足,有利于植物生长。主要调查地为广州市白云区森林草原湿地生态系统,广州市面积约74.34万hm2,其中白云区总面积66 503.96 hm2,森林面积约17 189.83 hm2,现有林地面积13 667.06 hm2(其中包括不在调查范围内的湿地与自然保护地)。
根据国家林业和草业局颁布的外来入侵植物名录,通过文献与资料的查找以及专家研判和往年研究发现的广州市森林草原湿地生态系统外来有害植物种类,形成广州市外来入侵植物参考清单。以参考清单为主要调查对象,调查广州市白云区外来入侵植物种类、原产地、分布范围、生长型和发生频率等。
2.2 调查方法
踏查前或踏查过程中搜集、整理相关文献资料,通过走访或问卷调查,有目的地访问或咨询当地林业技术员、护林员等方法,明确所调查物种类群及其主要分布地区、发生时间及盛期,准备采集工具、规划调查线路等。在白云区的钟落潭镇、太和镇、江高镇、人和镇、竹料镇、金沙洲街道、石井街道等地,均采用踏查的方式开展调查,踏查面积约6 150 hm2,调查区域包括木材厂4处,林地110处,绿地61处,草地11处,苗圃11处,共设置样地70个。
依据线路踏查,确定外来入侵物种的种类、危害部位及分布范围。踏查前,依据形成的广州市外来入侵物种研究参考清单,查阅当地历史发生档案,收集整理森林资源、地形、道路、河流等状况,了解当地外来入侵物种的种类、分布和发生情况,充分做好研究准备。
踏查路线:根据当地主要森林、草原生态系统分布以及山势、河流、湖泊、铁路、公路等地形地貌,沿着县域内林间道路、林缘等设计踏查路线,覆盖当地典型生境。重点调查森林、自然保护地、重点生态林区,历史上外来入侵物种频发的林地,受人为干扰严重、生物多样性差及生态环境状况不良的林地。