徐鴻雁，王 海，孫 奎，李孝繁

(青海大學農(nóng)林科學院，青海 西寧 810016)

生物入侵造成的生態(tài)干擾已被確認為對全球可持續(xù)發(fā)展的日益威脅，而外來物種(alien plant species，APS)的掠奪式入侵會嚴重威脅到本地生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務性、環(huán)境質(zhì)量等，一直被認為是導致生物多樣性喪失的主要驅(qū)動力之一[1]。外來物種在入侵時具有極強的潛伏性和爆發(fā)性，入侵一旦成功，就會瘋狂掠奪本地生物的生存空間，迅速擴散生長并形成單一優(yōu)勢群落，進而改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，影響生態(tài)穩(wěn)定[2]。據(jù)報道，中國每年因外來生物的入侵造成經(jīng)濟損失1.50×1010美元[3]。分析研究外來入侵植物的主要內(nèi)容包括：調(diào)查、分析外來入侵植物的物種組成、分布區(qū)域、危害性；結(jié)合入侵地環(huán)境及實際發(fā)展情況，提出合理的防控措施以及科學的管理利用建議[4]。近年來，青海省經(jīng)濟得到迅速發(fā)展，交通密度、人口密度等有所增加，導致人類有意或無意引入外來物種的頻率也有所增加。目前，對于青海省林業(yè)究竟有多少外來物種，造成哪些損失，仍不太清楚。鑒于此，本研究通過對青海省全省林業(yè)外來物種的種類組成、分布現(xiàn)狀進行調(diào)查分析，明晰青海省林業(yè)外來物種名錄，對其入侵風險進行評價，以期為我省林業(yè)外來物種防治措施的制定提供理論數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域

于2018年5月-2020年10月，實地考察了青海省西寧市、海東市2個地級市，玉樹藏族自治州、海西蒙古族自治州、海北藏族自治州、海南藏族自治州、黃南藏族自治州、果洛藏族自治州5個民族自治州的林業(yè)外來物種，搜尋并整理當?shù)亓謽I(yè)外來物種資料，記錄青海省林業(yè)外來植物的物種組成、分布情況、海拔高度、生長習性、繁殖情況等。

1.2 調(diào)查方法

參考植物科、屬分布區(qū)類型的研究資料，對外來植物的生活型、原產(chǎn)地等進行分析[5-8]。青海省94種外來物種入侵風險評價研究參考中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所的報道[9]，并根據(jù)特爾斐法對生態(tài)適應性、繁殖擴散能力、危害性以及真實價值等指標進行權重分級[10]。之后依據(jù)栽培用途的不同，對城市園林綠化、生態(tài)防護、自然保護區(qū)等不同栽培方式的外來樹種進行綜合評價排序分級。

2 結(jié)果與分析

2.1 青海省林業(yè)外來物種種類

通過野外調(diào)查及文獻資料整理分析，青海省林業(yè)外來物種初步可確定種類共計94種，分屬于41科，82屬(表1)。其中，菊科(20種)是青海省林業(yè)外來植物中種類最多的，占比21.2%；其次是薔薇科(7種)和豆科(7種)，占比均為7.4%；之后是木犀科(4種)和唇形科(4種)，占比均為4.2%；車前科、禾本科、虎耳草科、花荵科、堇菜科、景天科、藜科、馬鞭草科、牻牛兒苗科、槭樹科、茄科、忍冬科、莧科、玄參科、榆科、鳶尾科各有2種；松科、柏科、百合科、蝶形花科、鳳仙花科、胡頹子科、夾竹桃科、錦葵科、桔?？?、毛茛科、漆樹科、山柑科、十字花科、石竹科、罌粟科、紫茉莉科、千屈菜科、葡萄科、秋海棠科、紫草科等20科均為單種科。

表1 青海省林業(yè)外來物種名錄

2.2 青海省林業(yè)外來物種生活型

青海省林業(yè)外來物種的生活型可劃分為喬木(15種)、灌木(15種)、藤本(2種)和草本(62種)(包括一年生草本、二年生草本、多年生草本)4種類型，其中草本植物種類數(shù)量最多，占比65.9%；喬木和灌木次之，各占比15.9%；灌木藤本植物最少。由此可見草本植物占據(jù)了青海省林業(yè)外來物種的主體，其次為一些小灌木以及喬木，這可能與草本植物在高原的強適應性以及人為引種種植養(yǎng)護有關。

2.3 青海省林業(yè)外來物種的原產(chǎn)地分布

94種林業(yè)外來物種中，原產(chǎn)于美洲的種類有51種，占青海省林業(yè)外來物種總數(shù)的54.2%；其次是歐洲的28種，占總數(shù)的29.7%；非洲8種，占比8.5%；亞洲的6種，占總數(shù)的6.4%。資料統(tǒng)計顯示，入侵中國的林業(yè)外來物種中源自美洲的植物占比最大，其中許多植物物種的生態(tài)適應性較強、且適應范圍較廣泛[11]。青海省地域面積7.21×105km2、氣候多變，本地高原冷涼小環(huán)境使美洲分布的部分植物容易適應我省生態(tài)環(huán)境，導致美洲植物成為我省外來入侵種的可能性最大。

2.4 青海省林業(yè)外來物種的區(qū)系特征

參考吳征鎰等[5]的植物科級別分布區(qū)類型系統(tǒng)，此次調(diào)查記錄的青海省林業(yè)外來物種可統(tǒng)計共有41科，隸屬劃分為世界廣布、泛熱帶分布、東亞及熱帶南美間斷分布、北溫帶及北溫帶和南溫帶間斷分布5個分布區(qū)類型(表2)。其中，53.6%的林業(yè)外來物種屬于世界廣布類型，共有22科；其次是泛熱帶(熱帶廣布)類型及北溫帶和南溫帶間斷分布類型，各7科，每種類型占比17.1%；分布類型較少的是北溫帶、東亞(熱帶、亞熱帶)及熱帶南美間斷類型，分別占入侵植物科數(shù)的7.3%和4.8%。按種子植物屬的分布區(qū)類型系統(tǒng)[6]，青海省林業(yè)外來物種共有82屬，共劃分為14類分布類型(表2)。其中，北溫帶分布類型是青海省林業(yè)外來物種的主體，共有25屬，占總?cè)肭种参飳贁?shù)的30.4%；其次是東亞及北美間斷分布有12屬，占比14.6%；世界廣布、東亞及熱帶南美間斷、舊世界溫帶類型占比均為10.5%，各有7屬。

2.5 林業(yè)外來草種入侵風險綜合評價

青海地區(qū)已栽培99種外來入侵植物，其中62種為草本植物，包括一年生、二年生及多年生草本植物。草本植物多以種子、根、莖自然更新，由于生長周期較短，草本植物在短時間即可迅速擴大其群體規(guī)模。因此，開展草本植物風險評價顯得尤為重要。對62種外來草本植物進行安全評價，并對其按照城市綠化用途、生態(tài)保護林用途、自然保護區(qū)用途的3種栽培模式進行綜合評價指數(shù)與分級排序，結(jié)果表明：10種外來草本植物在城市園林綠化中綜合評價指數(shù)較高，分別為腎形草、花菱草、貧花鵝觀草、金雞菊、胭脂紅景天、玻璃苣、百日菊、勛章菊、天鵝絨紅彩葉草、藍羊茅，綜合指數(shù)排名靠后的3種分別為天竺葵、金娃娃萱草、繡球小冠花；生態(tài)防護林栽培方式中，角堇、藍羊茅、天鵝絨紅彩葉草、三色堇、福祿考、非洲鳳仙、花煙草、紫茉莉、一串紅、北美毛車前綜合評價指數(shù)排名前10位；自然保護區(qū)栽培方式中，角堇、三色堇、非洲鳳仙、福祿考、一串紅、藍羊茅、花煙草、紫茉莉、天鵝絨紅彩葉草、白車軸草綜合評價指數(shù)排名前10位，綜合指數(shù)排名靠后的3種分別為藜麥、歐蓍、繡球小冠花(表3)。就綜合評價結(jié)果而言，生態(tài)林栽培模式與自然保護區(qū)栽培方式相似度較高，而城市園林綠化栽培方式與其它二者差別較大。造成這種差異的原因是評價賦值分級時候采用的權重比例是基于物種使用目的，如在城市園林綠化栽培方式中，由于發(fā)揮外來樹種使用價值，設其權重a為0.8，b為0.2，導致綜合評價指數(shù)較高的樹種具有較高真實價值指數(shù)，而其生態(tài)影響指數(shù)則偏低。在3種栽培模式中，天鵝絨紅彩葉草的風險等級為Ⅱ級或Ⅲ級，表明該物種生態(tài)風險低、實用真實價值高，建議在建立引種檔案的前提下對其引進或多次引進。繡球小冠花在3種栽培模式中，金娃娃萱草在2種栽培模式中，綜合評價指數(shù)排名均在倒數(shù)，這說明二者擁有低經(jīng)濟價值或高生態(tài)風險值，建議在限制栽植區(qū)域面積的前提下只作為科學研究引進。

表3 青海省林業(yè)外來物種綜合評價指數(shù)與分級排序表

2.6 外來樹種植物入侵風險評價

與草本植物不同，樹種植物大多屬于長生活周期物種，繁殖更新的速度弱于草本植物。比如，喬木類樹種因容易控制而表現(xiàn)出弱入侵性；灌木類、小喬木類樹種入侵性相對強于喬木類樹種，但弱于草本植物、昆蟲等。林木新品種選育的基礎在于林木遺傳資源，由于人類活動及自然環(huán)境的破壞，野生型林木資源隨著人類活動及其對自然環(huán)境的改變，資源量不斷減少，這加劇了林木育種工作中的遺傳侵蝕。因此，為本地引入優(yōu)良林木樹種資源之前，開展林木樹種入侵綜合評價是提升林木遺傳資源的前提。對我省包括藤本、灌木以及喬木在內(nèi)的32種外來樹種進行綜合評價，結(jié)果表明：園林綠化栽培用途中，綜合評價指數(shù)較高的10種外來樹種分別為歐丁香、香茶藨子、洋白蠟、匈牙利丁香、歐洲李、藍粉云杉(科羅拉多藍杉)、美國紅楓、火炬樹、香花槐、銀姬小蠟(花葉女貞)，綜合指數(shù)較低的3種分別為萼距花、紅花槐(毛洋槐)、紫穗槐；生態(tài)林栽培用途中，綜合評價指排名前10的外來樹種分別為洋白蠟、歐丁香、匈牙利丁香、銀姬小蠟、歐洲李、香茶藨子、紅王子錦帶、多花紫藤、日本櫻花、萼距花，綜合指數(shù)較低的3種分別為紫穗槐、火炬樹、紅花槐；在自然保護區(qū)外來樹種中，綜合評價指數(shù)較高的10種外來樹種分別為萼距花、紅王子錦帶、洋白蠟、歐丁香、匈牙利丁香、銀姬小蠟、日本櫻花、多花紫藤、金葉風箱果、歐洲李，綜合指數(shù)較低的3種分別為圓冠榆、北美海棠、紅花槐(表3)。

與草本植物入侵風險評價指數(shù)類似，外來樹種用于生態(tài)林栽培和自然保護區(qū)栽培的綜合評價結(jié)果相似度較高，而城市園林綠化栽培用途外來樹種的評價結(jié)果與其它兩種栽培方式結(jié)果差別較大。比如萼距花的生態(tài)影響指數(shù)和自然區(qū)栽培評級較高，但由于具有實用價值較低、經(jīng)濟價值低，最終在城市園林綠化模式中也獲得了排名倒數(shù)的綜合評價指數(shù)，而在自然保護區(qū)和生態(tài)林栽培用途中其結(jié)果恰好相反。此外，紅花槐的綜合評價指數(shù)排名均在倒數(shù)，這說明此外來樹種經(jīng)濟價值低且生態(tài)風險高，導致綜合評價指數(shù)低，建議只將其作為科學研究引進或適當限制栽植區(qū)域、面積，且加強監(jiān)控管理。

3 討論與結(jié)論

青海省調(diào)查到的入侵植物有41科94種，占比數(shù)量排名前三位的是菊科、薔薇科和豆科，占調(diào)查總?cè)肭种参飻?shù)量的36.2%。菊科是種子植物中的第一大科，以草本為主，種類繁多、頭狀花序等觀賞價值以及植株抗性強、生產(chǎn)管理粗放等環(huán)境適應性，使得菊科植物在城市園林綠化中占據(jù)了很大的席位[12-13]。薔薇科植物具有適應性強、觀賞價值高等園林引種植物必備的繁殖特性，多被引種作為風景園林綠化工程的觀賞植物和果品植物[13]。我國大部分省市地區(qū)林業(yè)外來物種中，菊科植物一直名列前茅[14-16]。豆科植物具有很強的蓄水保水能力、固氮改善土壤肥力、較好的觀賞價值和食用價值[17]。此次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，青海省林業(yè)外來物種中70%以上的物種被引種用于風景綠化造林，包括觀賞類、果品類、飼用植物。但是調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)，引種植物成活之后的管理暫時僅限于保其成活，對于外來植物在本地的繁殖力度、入侵性以及對本地植物、土壤微生物等生態(tài)環(huán)境的影響并無相關法規(guī)或者管理對策。因此，建議未來在園林綠化引種方面，一是要嚴格控制某些大屬大科植物使用范圍(如菊科)，減少入侵菊科植物群落的形成，降低某一特定植物對本地物種多樣性的影響；二是要高度重視引進植物的引前評估和引后觀測管理工作，基于待引種植物對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性的影響輕重程度，制定相應的引種計劃及管理對策，從“引前預防、引中觀察、引后嚴控”三級策略管控外來物種；三是在風景園林綠化中優(yōu)先考慮本土林業(yè)物種，優(yōu)化本土植物在園林綠化中的表現(xiàn)形式，降低外來物種在本省的比重。

開展外來物種入侵性評價和生態(tài)風險評估，確定我省林業(yè)外來物種的入侵性和風險等級，對我省外來引種管理顯得特別重要[9]。目前來說，青海省94林業(yè)外來物種在城市園林綠化栽培方式中，評價為Ⅲ級的外來草本植物和樹種，適宜作為青海省綠化栽培品種；評價為Ⅱ級且其綜合排序位于前10位的林業(yè)外來物種，入侵性均較低，可作為城市綠化備選樹種，在園林綠化中可多選和應用，以達到豐富城市綠化樹種種類、增加城市人工植物物種多樣性的目的；評價為Ⅱ級且排序靠后的樹種，隨入侵性低但其綜合效能評價差，建議在特定條件下結(jié)合實際情況選用，小范圍引種馴化時加強監(jiān)控；評價為I級的物種，屬于經(jīng)濟價值低或生態(tài)風險高的物種，如金娃娃萱草、繡球小冠花、紅花槐以及紫穗槐，僅可作為科學研究引進，必須限制栽植區(qū)域、面積，同時要加強監(jiān)控管理(表3)。從生態(tài)林栽植角度來說，評價為Ⅲ級、Ⅱ級且其綜合指數(shù)排序位于前10位的外來草本植物和樹種，適宜作為青海省生態(tài)林栽培品種，在生態(tài)林栽植中可以適當栽培選擇和應用，以增加我省人工生態(tài)林植物群落的物種多樣性(表3)。從自然保護區(qū)栽植角度來說，評價為Ⅲ級的物種，屬于經(jīng)濟價值低或生態(tài)風險高的物種，如火炬樹屬于生態(tài)影響指數(shù)最高的物種，但其具有良好抗性、生態(tài)功能和觀賞性，在省內(nèi)部分地區(qū)是作為科學研究引進，同時被限制栽植區(qū)域、面積(表3)。

青海省目前已形成東部、中部和西部三大旅游區(qū)，旅游設施日漸配套，年均接待國內(nèi)外旅客人數(shù)6.0×107人次，巨大的人流和物流會給外來植物的入侵提供通道與便利。因此，主管部門要加強對旅游熱點地區(qū)、物流轉(zhuǎn)運地區(qū)環(huán)境的檢查和管理，制定林業(yè)外來物種檢查管理措施，一旦發(fā)現(xiàn)危害嚴重的林業(yè)外來物種，制定相應的措施策略，以降低其對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境及生物多樣性的影響。此外，在調(diào)查分析中也了解到，青海省絕大多數(shù)外來物種是前期人為引種、管理不到位造成的。因此，大眾媒體及科普部門要加大對生物入侵有關知識的宣傳，提高群眾對生態(tài)安全的重視程度，并逐步完善地方生物安全、生態(tài)保障方面的法律法規(guī)，共同維護我省生態(tài)安全。