胡冬梅，葉 紅，邱艷霞，侯 靜，白 潔，何廷美，譚迎春，劉明沖，葉 平

(1.四川大學生命科學學院 生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室，成都 610065；2.四川臥龍國家級自然保護區(qū)管理局，汶川，623000)

1 引 言

外來植物(alien plants)即非本地鄉(xiāng)土植物，是由于環(huán)境變遷和人為有意或無意地自國外或國內其他地方引入本地的植物[1].當外來物種因高效多樣的繁殖機制和對環(huán)境因子廣泛適應生長等因素，在短時間內占據(jù)更大的資源空間或土著種不能利用的生態(tài)位時就會成為入侵植物(invasive plants).入侵物種對本地物種的競爭性、抑制能力是其成功入侵、再生及擴展的關鍵所在[2].入侵物種不僅嚴重影響原生境生物多樣性，影響或改變原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及結構和功能，而且造成社會經濟乃至人群健康的巨大損失[3].

外來植物的引入多與人為活動相關[4].隨著經濟建設的發(fā)展，各種基礎建設如交通設施等逐步推進.然而，道路建設對周邊原有環(huán)境產生破壞的同時，也會因人類活動的增加和干擾，加劇原生態(tài)系統(tǒng)的破壞，導致外來物種的入侵，引起經濟損失和生態(tài)災難.

臥龍自然保護區(qū)[5]位于西南山地生物多樣性熱點區(qū)的核心，自然條件復雜，珍稀動植物眾多，生物多樣性豐富，是國家級第三大自然保護區(qū)，同時又是川西地區(qū)與其他地方經濟文化交流的交通樞紐.因此，國道G305修建，滿足了川西地區(qū)交通運輸、旅游的需要，但是也不可忽視公路修建對沿線植物多樣性及外來植物遷入的影響.因此制定外來物種的評價指標體系，對外來物種進行監(jiān)測、風險評估，加強預警和管理，是維護生態(tài)平衡的有效途徑.目前臥龍保護區(qū)內的外來植物相關的研究報道較少[6]，并且尚無對臥龍地區(qū)外來植物的入侵性評價研究.為探究公路修建后外來植物對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的影響，本研究通過對臥龍自然保護區(qū)亞高山公路段(耿達-鄧生段)外來植物(國外植物及非臥龍自然保護區(qū)的中國植物)組成和分布的實地調查，分析外來植物多樣性組成和分布特征，建立適應當?shù)氐耐鈦碇参锶肭诛L險評估體系，評價外來植物的入侵性，當?shù)毓费鼐€外來植物防控、保護生物多樣性、維護生態(tài)平衡和保護區(qū)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義.

2 材料及方法

2.1 研究區(qū)域

為四川省臥龍國家級自然保護區(qū)內國道G305亞高山公路段(耿達—鄧生段公路)沿線，沿垂直于公路方向300 m區(qū)域范圍內開展植物調查.地理坐標為東經102°5′～103°24′，北緯30°45′～31°25′.

2.2 研究方法

2.2.1 調查方法 實地調查集中在春秋兩季進行.采用客觀取樣的樣方法，以公路沿線為中心樣地進行取樣調查，根據(jù)公路沿線實際情況，每隔0.5～1 km設置一個樣地，每個樣地沿垂直于公路方向0 m，150 m，300 m距離分別設置3個投影面積20 m×20 m 的典型樣方，記錄樣方地理位置、海拔、坡度、坡向、植被類型以及喬木層、灌木層的高度與郁閉度，并對樣地內所有喬木層物種的數(shù)量、喬木胸徑、樹高、冠幅等進行測量，其中喬木起測胸徑 5 cm，小于 5 cm 記入灌木層.同時在樣方四角及樣方中心共設置 5個 5 m × 5 m 和 5個 1 m×1 m的小樣方，分別用來調查樣地內灌木、草本生長狀況，詳細記錄灌木的種類、數(shù)量和大于4 cm的植株的胸徑；記錄草本的種類、數(shù)量、高度、蓋度等.

根據(jù)《中國植物志》《四川植物志》等分類學文獻對這些外來植物的生物學特性、原產地、管理現(xiàn)狀等進行整理分析.

2.2.2 物種α多樣性測度方法 物種α多樣性反映群落物種水平的綜合數(shù)值.α多樣性主要包括物種重要值(IV)、物種豐富度Margalef指數(shù)(DMg)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)(H)、均勻度Pielou指數(shù)(E)、Simpson指數(shù)(DS)[7-8]等.

1) 物種重要值(IV)=(相對高度+相對蓋度+相對頻度+相對多度)/3，

2) 物種豐富度(DMg)=(S-1)/ln N，

4) 均勻度Pielou指數(shù)(E)=H/lnS，

式中：S—群落中的物種總數(shù)；N—觀察到的個體總數(shù)；Pi—物種i的重要值.群落的物種多樣性分析采用Excel軟件和Graphpad軟件處理.

2.2.3 外來物種入侵風險評估體系建立 結合相關文獻[6，9]，篩選出研究區(qū)內的外來植物.同時實地對篩選出的外來植物的分布現(xiàn)狀、危害情況、防治情況等進行觀察記錄.根據(jù)實地調查的外來植物生長繁殖特征以及對生境的影響，并參考相關文獻[10]，設立了4個一級及14個二級風險評估指標.通過專家評分法和層次分析法(AHP)[11-12]，確定其權重值，建立臥龍國家級自然保護區(qū)亞高山公路沿線外來入侵植物入侵風險評估體系(表1).

表1 外來植物入侵風險評估體系Tab.1 Alien plant invasion risk assessment system

(續(xù)表1)

設外來植物的入侵風險指數(shù)為R，入侵風險指數(shù)R在0～3之間.物種的入侵風險指數(shù)R≥2，則為高入侵風險物種；1.5≤R<2；則為中入侵風險物種；1≤R<1.5，則為低入侵風險物種；R<1，則該物種無入侵風險.

3 結果與分析

3.1 外來植物組成特征

圖1 調查區(qū)外來植物的組成特征a：生活型；b：原產地；c：引入途徑.Fig.1 Composition characteristics of alien plants in the survey areaa: Life form; b: place of origin; c: introduction pathways.

通過調查分析，研究區(qū)域共有98科270屬402種植物，其中外來植物35科51屬54種.外來植物中，菊科、禾本科、唇形科、豆科、薔薇科5個科的植物種數(shù)占35.19%.其中以菊科植物種數(shù)最多，這歸結于菊科植物的高繁殖力、高適應性、高傳播力以及化感作用等特性.

3.1.1 外來植物生活型特征 就生活型而言(圖1 a)，研究區(qū)外來植物主要是草本，占62.96%，其中多年生草本最多，有17種，占31.48%；一年生和二年草本分別占25.93%和12.96%.究其原因，草本植物定植能力更強，繁殖速度更快，擴散方式更多，因此外來草本植物更多.外來植物中的喬木植物種占29.63%，主要是人工種植，這些樹種具有利用價值，如日本落葉松、柳杉等為人工造林樹種，加楊用作道路綠化，凹葉厚樸作藥用，李作食用等.外來灌木僅占7.41%，主要是觀賞植物，分布于居民區(qū)附近.

3.1.2 外來植物原產地 54種外來植物(圖1 b)源于亞洲(不含臥龍自然保護區(qū))有35種，占64.81%，其中，有13種來自中國以外的亞洲地區(qū)，占24.07%，而來自非臥龍自然保護區(qū)的中國植物達22種，占40.74%.原產美洲的有12種，占22.22%，其中北美和南美分別為6種和5種.原產歐洲有10種，占18.52%.2種植物原產于非洲，占3.70%.由于保護區(qū)生境具多樣性，使得非鄉(xiāng)土植物能快速占據(jù)和適應不同生態(tài)位，加上對國內其他地方植物的把控力度不如國外植物嚴格，因此引入種數(shù)最多.來自國外的植物，由于其原產地氣候與研究區(qū)生態(tài)氣候相似性較高，同時保護區(qū)地處成都平原與青藏高原的過渡帶和交通紐帶，因此亞洲其它地區(qū)的外來植物也較容易進入保護區(qū).

3.1.3 外來植物引入途徑特征 就引入途徑而言(圖1 c)，有意引入外來植物33種，占61.11%，主要是用于人工造林(日本落葉松)、道路和居民區(qū)綠化(一串紅)、藥用(藿香)、飼用(白香草木樨)、食用(芭蕉)等生產和應用目的；無意引入外來植物21種，占38.89%，主要是一些路邊、田間雜草，其中不乏一些為惡性入侵植物如牛膝菊、白車軸草等.保護區(qū)外來植物引入途徑雖有不同(圖1 c)，但公路的發(fā)展為外來植物的引入提供了便利.

3.2 外來植物沿公路沿線的分布特征

圖2 與公路不同距離的外來植物物種多樣性Fig.2 Diversity of alien plant species at different distances from the highway

外來植物隨著距離公路越遠，其Margalef豐富度指數(shù)、shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均為逐漸降低(圖2).這也表明外來植物與公路的建設和使用有著不可忽視的聯(lián)系.一方面，隨著原生境與公路的距離越大，人為干擾也隨之降低，對于外來植物的有意或無意引入可能性逐漸減??；另一方面，由于隨著與公路的距離越遠，植物群落的穩(wěn)定性越強，外來植物擴散的可能性也會越小.

3.3 外來植物的入侵風險評價分析

54種外來植物中(表2)，高入侵風險物種有4種：小飛蓬、牛膝菊、牛筋草、野燕麥.中入侵風險物種有9種：刺莧、一年蓬、黑麥草、聚合草、白車軸草、日本落葉松、繁穗莧、苦苣菜、月見草.低入侵風險物種有婆婆納、酢漿草、白香草木樨、胡桃、旱芹、花椒6種.具入侵風險的19種植物，隸屬于12科18屬，其中菊科最多，有4種，高入侵風險和中入侵風險各2種.

表2 外來植物入侵危害風險評分Tab.2 Risk score of alien plant invasion

4 討 論

公路的修建和使用，為外來植物引入和入侵提供了便利.通過對外來植物隨著距離道路越遠其數(shù)量越低的調查分析，也說明人為活動會直接影響外來植物的分布.因此對交通道路使用人群及居民進行植物多樣性和生態(tài)環(huán)境保護的宣傳，提高對入侵植物的認識，使防治成為社會性的工作，才能有效遏制外來植物人為的引入和蔓延.

目前，臥龍自然保護亞高山公路沿線外來植物達54種，多為經濟目的有意引入栽培.這些植物在發(fā)揮其經濟價值的同時，也不能忽視其對保護區(qū)生境的影響.盲目的引入和無限制的引種都可能影響保護區(qū)內原有的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，與保護區(qū)管理局的相關保護工作背道而馳.因此，本研究綜合考慮外來物種的入侵性、擴散性、危害性以及防治難易性，建立外來物種入侵風險評估體系，客觀、準確地量化外來物種的潛在入侵風險.通過評估，對具有高入侵風險的植物因分布廣，排擠或殺死本地植物，可形成單優(yōu)群落，應該進行及時防治處理，防止危害擴大.同時研究利用鄉(xiāng)土植被的恢復方案，建立以本地物種為主的穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，增強群落對外來入侵植物的抵抗力，達到對入侵有害植物長期控制的目標.對中入侵風險植物，主要分布在路邊、撂荒地，應嚴格控制其傳播途徑，加強監(jiān)控，防止其進一步發(fā)展成高入侵風險植物.對低入侵風險植物，零星分布，對當?shù)厣锒鄻有詴簳r未造成明顯危害，應以預防為主，優(yōu)先考慮發(fā)掘其綜合利用價值，但也應當進行有效地監(jiān)控.對于上述具有入侵風險的植物，人為活動對其傳播擴散有極大的促進作用，對其應加大宣傳力度，提高防控意識.對于外來植物入侵性的不同，采取合理的監(jiān)控力度.

綜上所述，建立并完善防治植物入侵的機構和體系；科學評估并預測外來植物風險性，權衡利弊，制定科學的引種計劃；對具有潛在入侵性的外來植物嚴格管理和監(jiān)控；綜合防治，以確保保護區(qū)的生態(tài)平衡.