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        廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物的種類調(diào)查與危害評(píng)估

        2011-07-05 03:43:40岳茂峰樊蓓莉田興山周先葉李偉華廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所廣東廣州50640華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院廣東廣州5063
        生物安全學(xué)報(bào) 2011年2期
        關(guān)鍵詞:物種危害植物

        岳茂峰,樊蓓莉,,田興山,馮 莉,周先葉,李偉華廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,廣東廣州 50640;華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,廣東廣州 5063

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、交通系統(tǒng)的高速發(fā)展以及出入境人員的增加,外來(lái)入侵生物種類不斷增多,對(duì)我國(guó)農(nóng)林牧業(yè)等領(lǐng)域造成的危害日趨嚴(yán)重(丁暉等,2009),每年經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1000億美元(顧忠盈等,2006)。南方沿海地區(qū)是我國(guó)生物入侵危害最嚴(yán)重的地區(qū)(萬(wàn)方浩等,2009)。廣東便是其中之一,入侵物種數(shù)量超過(guò)200種,入侵植物超過(guò)90種(萬(wàn)方浩等,2009;王芳等,2009)。

        農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的外來(lái)種入侵是指外來(lái)種在自然分布區(qū)以外的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中存活、繁殖及建立可持續(xù)種群,并直接或間接為害作物生產(chǎn)的生物學(xué)現(xiàn)象(強(qiáng)勝等,2010)。目前,雖然許多學(xué)者對(duì)廣東省的外來(lái)入侵植物進(jìn)行了研究,但多數(shù)是對(duì)局部(曾憲鋒,2003;嚴(yán)岳鴻等,2004)和單一物種(周先葉等,2003;劉周全,2009;曹洪麟等,2004)的調(diào)查。有關(guān)廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物的種類、現(xiàn)狀等基本資料十分欠缺。本研究通過(guò)對(duì)廣東省21市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物進(jìn)行全面調(diào)查,為外來(lái)入侵植物的防控提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 外來(lái)入侵植物名錄擬定

        外來(lái)入侵植物的確定主要參照我國(guó)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的外來(lái)入侵物種名單。同時(shí)參考了《中國(guó)外來(lái)入侵種》(李振宇和解焱,2002)、《中國(guó)外來(lái)入侵物種編目》(徐海根和強(qiáng)勝,2004)、《重要農(nóng)林外來(lái)入侵物種的生物學(xué)與控制》(萬(wàn)方浩等,2005)、《中國(guó)外來(lái)雜草原色圖鑒》(車晉滇,2010)等有關(guān)植物入侵的數(shù)據(jù)資料,并根據(jù)目前廣東省外來(lái)入侵植物的實(shí)際情況,去除錯(cuò)誤和重復(fù)的記錄。

        1.2 調(diào)查方法與路線

        野外調(diào)查主要采取定點(diǎn)調(diào)查與線路調(diào)查相結(jié)合的方法,記錄和統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)的外來(lái)入侵植物的種類、分布狀況及其伴生植物。定點(diǎn)調(diào)查是在廣東省政區(qū)圖上用30 km×30 km網(wǎng)格做圖,調(diào)查地點(diǎn)確定在網(wǎng)格交點(diǎn)附近,根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)況分別取農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中不同生境(農(nóng)田、荒地、丟荒地、果園、菜地、苗圃、道路、河流、溝渠,水塘等)的樣地進(jìn)行調(diào)查。線路調(diào)查是針對(duì)外來(lái)入侵植物的傳播路線進(jìn)行的重點(diǎn)調(diào)查,即公路(高速公路、國(guó)道、省道及其他主要道路)、鐵路(車站、貨場(chǎng))、河流(河堤、河漫灘)、海岸、灘涂以及碼頭等。在調(diào)查期間,根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦巍⒔煌窙r及外來(lái)入侵植物危害狀況適當(dāng)調(diào)整調(diào)查路線及樣點(diǎn)數(shù)量。調(diào)查樣點(diǎn)共計(jì)205個(gè)。

        1.3 外來(lái)入侵植物危害評(píng)價(jià)

        根據(jù)外來(lái)入侵植物在其入侵分布點(diǎn)或群落中的多度級(jí)進(jìn)行賦值(林正眉等,2005)。優(yōu)勢(shì)、豐盛、常見(jiàn)、偶見(jiàn)和稀少等5個(gè)等級(jí)分別賦值100、60、30、20和10分,再根據(jù)每個(gè)多度級(jí)出現(xiàn)的頻度確定其平均多度分值(丁莉等,2006)。

        某種多度級(jí)的頻度=該種多度級(jí)出現(xiàn)的樣點(diǎn)數(shù)/該種在該空間單位出現(xiàn)的總樣點(diǎn)數(shù);

        平均多度分值=∑(某多度級(jí)分值×某多度級(jí)的頻度);

        外來(lái)入侵植物的分布頻度分值由該植物在空間單位出現(xiàn)的頻度來(lái)確定。然后,計(jì)算某種外來(lái)入侵植物的危害分值(H)。

        分布頻度分值=100×該種出現(xiàn)的地區(qū)數(shù)/廣東省總地區(qū)數(shù);

        H=0.5×平均多度分值+0.5×分布頻度分值。

        式中,H越高,則危害程度越嚴(yán)重;0.5代表平均多度分值與分布頻度分值所占的權(quán)重(丁莉等,2006)。

        最后,根據(jù)不同空間單位入侵植物危害分值的大小,確定危害等級(jí)。小于30分的植物定義為輕度危害(Ⅰ級(jí));30~60分的植物定義為中度危害(Ⅱ級(jí));大于60分的植物定義為高度危害(Ⅲ級(jí))。

        1.4 分布類型劃分

        在調(diào)查的基礎(chǔ)上,根據(jù)入侵植物分布區(qū)域的大小分為4個(gè)等級(jí):(1)全域分布種,分布于廣東全境,即21個(gè)市都有分布的外來(lái)入侵植物;(2)廣域分布種,分布于廣東省1/2以上地區(qū)的外來(lái)入侵植物;(3)局域分布種,分布于廣東省1/2以下、1/5以上的地區(qū),即在4~9個(gè)市有分布的外來(lái)入侵植物;(4)窄域分布種,分布于廣東省1/5以下的地區(qū),即在1~3個(gè)市有分布的外來(lái)入侵植物(王芳等,2009)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 外來(lái)入侵植物的種類構(gòu)成及危害水平

        根據(jù)調(diào)查,初步確定廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的外來(lái)入侵植物共有90種,隸屬于28科(表1)。其中,菊科最多,有27種,占總數(shù)的30.00%;其次為禾本科(14種)、莧科(9種)、茄科(6種)、含羞草科(5種)和旋花科(4種),分別占總數(shù)的 15.56%、10.00%、6.67%、5.56% 和 4.44%;蓖麻科等 19 科僅有1種。從危害情況來(lái)看,處于重度危害水平的入侵植物有22種,占總數(shù)的24.44%;處于中度危害水平的植物有15種,占總數(shù)的16.67%;處于輕度危害水平的植物有53種,占總數(shù)的58.89%。

        2.2 外來(lái)入侵植物的生活型

        廣東農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物的生活型分為喬木、灌木、藤本、草本等4種類型。其中,草本數(shù)量最多,有71種,占總數(shù)的78.89%;其次為灌木,有9種,占10.00%;藤本和喬木分別為7和3種(表1)。

        2.3 外來(lái)入侵植物的原產(chǎn)地

        廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物原產(chǎn)地包括南北美洲、非洲、歐洲、亞洲等地區(qū)。其中,原產(chǎn)于美洲的入侵植物71種,占總數(shù)的78.89%;原產(chǎn)于非洲的入侵植物8種,占總數(shù)的8.89%;原產(chǎn)于歐洲和亞洲的入侵植物各6種,分別占總數(shù)的6.67%;原產(chǎn)于大洋洲的入侵植物最少,為1種,占總數(shù)的 1.11%(表 1)。

        表1 廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物名錄Table 1 List of exotic invasive plants recorded in agricultural ecosystem of Guangdong Province,China

        續(xù)表1

        2.4 外來(lái)入侵植物的分布類型

        廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物的廣域分布種最多,為40種,占總數(shù)的44.44%;窄域分布種次之,為25種,占總數(shù)的27.78%;局域分布種為18種,占總數(shù)的20.00%;全域分布種最少,僅有7種,占總數(shù)的7.78%(表2)。其中,廣域分布種薇甘菊在珠三角地區(qū)危害較重,且有向北擴(kuò)散的趨勢(shì);飛機(jī)草、白花鬼針草等在粵西地區(qū)分布較普遍。局域分布種豚草在粵北和粵西大范圍暴發(fā)。窄域分布種假高粱在韶關(guān)局部地區(qū)大量發(fā)生;加拿大一枝黃花在廣州地區(qū)偶見(jiàn);互花米草主要分布于陽(yáng)江、珠海等沿海灘涂。

        表2 廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物分布類型Table 2 Distribution types of exotic invasive plants of agricultural ecosystem in Guangdong Province

        3 討論

        3.1 入侵植物種類及危害

        良好的水熱環(huán)境使廣東成為眾多外來(lái)入侵植物的集聚地,生態(tài)安全不容樂(lè)觀。在2003年中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局公布的首批16種外來(lái)入侵物種名單(包含9種入侵植物)中,薇甘菊、空心蓮子草、豚草、互花米草、飛機(jī)草、鳳眼蓮、假高粱等7種存在于廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中,僅紫莖澤蘭和毒麥未在廣東發(fā)現(xiàn)。在2007年農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司發(fā)布的《中華人民共和國(guó)進(jìn)境檢疫性有害生物名錄》(40種植物)中,豚草、蒺藜草、飛機(jī)草、薇甘菊、假高粱等5種出現(xiàn)在本次調(diào)查中。在2010年中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局公布的第二批外來(lái)入侵物種名單(包含10種入侵植物)中,馬纓丹、大薸、加拿大一枝黃花、蒺藜草、銀膠菊、土荊芥、刺莧、落葵薯等8種出現(xiàn)在本次調(diào)查中。

        王芳等(2009)總結(jié)的廣東省外來(lái)入侵植物種類,共計(jì)93種。其中,危害較大的有空心蓮子草、鳳眼蓮、馬纓丹、薇甘菊、簕仔樹(shù)、假臭草、勝紅薊、三葉鬼針草和小飛蓬,與本次調(diào)查結(jié)果比較相似。除飛機(jī)草、薇甘菊等主要危害種(繆紳裕和李冬梅,2003;陳進(jìn)軍等,2005;劉紅衛(wèi)等,2004)之外,此次發(fā)現(xiàn)的白花鬼針草在粵西湛江、茂名等地也是主要入侵危害種之一,對(duì)旱田、果園等危害極大,應(yīng)該引起有關(guān)部門(mén)的注意。

        3.2 入侵植物來(lái)源

        廣東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外來(lái)入侵植物涵蓋了五大洲的植物。其中,來(lái)自美洲的種類最多,與福建、廣西等地區(qū)的統(tǒng)計(jì)資料(唐賽春等,2008;楊堅(jiān)和陳恒彬,2009)相似。這可能與新大陸和舊大陸之間生物區(qū)系隔離時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),由于兩大陸分離時(shí)間較長(zhǎng),致使兩地間生物種類的交流較少,缺乏相互依存、相互制約的生態(tài)關(guān)系(馮士明等,2005)。一旦這些種類獲得了在其他大陸生境生存的機(jī)會(huì)就能良好生長(zhǎng)并蔓延擴(kuò)散(強(qiáng)勝和曹學(xué)章,2000)。因此,在以后的引種中,要特別注意來(lái)源于美洲大陸的植物,應(yīng)對(duì)其在我國(guó)的適生性范圍進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

        3.3 入侵植物分布

        在90種外來(lái)入侵植物中,全域和廣域分布的種類有47種,占總數(shù)的50%以上。雖然全域分布種占入侵植物總數(shù)的比例最低,但這類入侵種已在全省各個(gè)地區(qū)穩(wěn)定分布與繁殖,造成的危害和治理難度均不可估量。在廣域分布的入侵植物中不僅包括了危害嚴(yán)重的薇甘菊等世界性外來(lái)入侵植物,還包括了白花鬼針草等新的外來(lái)入侵植物,對(duì)這些惡性雜草需要加強(qiáng)防控力度,以免其進(jìn)一步蔓延。在局域和窄域分布種中,豚草由北向南擴(kuò)展;而飛機(jī)草則由南向北擴(kuò)展,已經(jīng)到達(dá)粵北的韶關(guān)(陳進(jìn)軍等,2005),有進(jìn)一步入侵湖南的趨勢(shì),因此應(yīng)該在粵北地區(qū)加強(qiáng)對(duì)飛機(jī)草的檢疫工作;假高粱、加拿大一枝黃花等在廣東省內(nèi)雖然分布范圍較小,但并不能忽略其潛在危害,需引起有關(guān)部門(mén)的高度重視。

        曹洪麟,葛學(xué)軍,葉萬(wàn)輝.2004.外來(lái)入侵種飛機(jī)草在廣東的分布與危害.廣東林業(yè)科技,20(2):57-59.

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