浙江農林大學校園外來入侵植物及其入侵風險等級評估

胡沁沁，周穎，華春霞，龐博文，潘晨航，金水虎

摘要：隨著學校規模的擴大和景觀建設要求的提升，校園外來植物入侵風險逐漸增加。以浙江農林大學校園外來入侵植物為研究對象，調查其入侵危害現狀、評估其入侵風險，為科學防控提供依據。在全面踏查的基礎上，按不同植被類型設置樣方，調查外來入侵植物種類及其危害現狀，并運用層次分析法對危害現狀、擴散潛力、在全省的危害程度及其各級指標進行綜合分析，評估各外來入侵植物的入侵風險等級。結果表明，浙江農林大學校園共有外來入侵植物14科22屬32種（含種下等級），其中菊科（Asteraceae）種類最多，達13種，占外來入侵植物總種數的40.63%;生活型以一年生草本為主，達18種，占56.25%;來自美洲的外來入侵植物達30種，占93.75%。層次分析結果表明，具Ⅰ級入侵風險的外來入侵植物有8種，Ⅱ級風險3種，Ⅲ級風險8種，Ⅳ級風險7種，Ⅴ級風險6種。浙江農林大學外來植物入侵現狀與校園獨特的人文自然環境密切相關，建議加強對校園草叢、農田果園等重點入侵區域的管理，重點防控喜旱蓮子草、加拿大一枝黃花等入侵風險等級較高的種類;開展外來入侵植物動態監測與評估，確保校園生態安全。

關鍵詞：外來入侵植物;浙江農林大學;校園;危害現狀;風險評估;入侵風險

中圖分類號：X173文獻標志碼：A文章編號：1003-935X（2021）02-0028-08

Investigation and Risk Assessment of Alien Invasive Plants

in the Campus of Zhejiang Agriculture and Forestry UniversityHU Qinqin，ZHOU Ying，HUA Chunxia，PANG Bowen，PAN Chenhang，JIN Shuihu

（College of Forestry and Biotechnology，Zhejiang A & F University，Linan 311300，China）Abstract：With the expansion of school buildings and landscape，the risk of alien plant invasion on campus is increasing. Taking the campus of Zhejiang A & F University as the object，this study carried out the investigation and assessment of the damage status of alien plant invasion to provide the basis for scientific prevention and control. On the basis of comprehensive inspection，quadrats were set according to different vegetation types to investigate the species of alien invasive plants and their damage status;their risk level was evaluated using an analytic hierarchy process （AHP）. A total of 32 invasive plant species （including the subspecies rank） belonging to 14 families and 22 genera were identified at Zhejiang A & F University. These invasive species were dominantly found in Asteraceae （13 species），

accounting for 41% of the total number of alien invasive plants. There were 17 species of annual herbs，accounting for 53%. There were 30 alien invasive plants from America，accounting for 94%. According to the AHP analysis，8，3，8，7 and 6 species were in the first，second，third，fourth，and fifth levels of invasive risk，respectively. The current situation of alien plant invasion at Zhejiang A&F University is closely related to the unique humanistic natural environment. It is recommended to strengthen the management of campus grass，farmland，orchards and other areas，focus on prevention and control of Alternanthera philoxeroides，Solidago canadensis and other high-risk species，and carry out dynamic monitoring and evaluation of invasive alien plants to ensure campus ecological safety.

Key words：alien invasive plants;Zhejiang Agriculture and Forestry University;campus;invasion status;risk assessment

外來入侵植物是由于自然或人為因素，由一個特定地域的生態系統傳播進入另一個生態環境中定居、繁殖和擴散，并對傳入地生態環境或本土物種構成一定威脅的植物[1]。入侵植物可以通過競爭或占據本地物種生態位排擠本地物種，從而使本地物種的種類和數量減少，最終導致生態系統單一退化，改變或破壞當地的自然景觀，造成無法估量的環境、社會、生態損失[2-4]。

我國高校校園除了具有傳統意義的教學科研功能之外，其建設優美生態環境，為民眾提供休閑觀光、科普學習和文化傳承的功能也越來越受到重視。隨著高校校園建設規模的不斷擴大，校園內大量基礎設施及植物景觀建設活動日趨頻繁，為外來植物的入侵提供了便利。開展外來入侵植物風險等級評估能夠成為早期預警和決策措施的重要工具[5]。目前，多地已構建基于調查的風險評估體系，其中多項外來入侵植物風險等級評估采用層次分析法或在層次分析法基礎上進行改進[6-9]，而專門針對校園環境的外來入侵植物調查研究還較為缺乏。全面調查校園外來入侵植物現狀，評估其入侵風險等級，對科學防控入侵植物、建設生態校園具有現實意義[10]。

1調查地概況

浙江農林大學位于浙江省杭州市臨安區，地處亞熱帶季風性氣候區。據近年統計，臨安區全年平均氣溫16. 6 ℃，四季平均氣溫為春季? 15.8 ℃、夏季26.6 ℃、秋季17.7 ℃、冬季? 5.4 ℃，年均降水量1 600 mm，年均無霜期在 230 d 以上，氣候溫暖濕潤，光照充足，雨量充沛，四季分明;海拔在20～50 m之間，地貌類型以低丘為主，土壤以紅壤為主，還有少量菜園土，pH值為5.5～6.5[11-13]。

浙江農林大學以“崇尚自然、優化環境，因地制宜、特色鮮明，以人為本、天人合一”為理念，將校園與植物園“兩園合一”進行規劃建設，占地面積133余hm2，植被類型多樣且以人工植被為主，植物種類豐富，已收集蕨類植物、裸子植物和被子植物3 200余種（含種下等級），景觀設計與建設新穎，目前已建成集教學、科研、物種育保、科普教育等功能為一體的校園植物園，也是具有代表性的現代化生態高校校園，被譽為“浙江省高校校園建設的一張亮麗名片”，被教育部、國家林業和草原局等單位授予“國家生態文明教育基地”，致力于將生態育人理念貫徹到人才培養與文化校園建設各環節[14]。

2調查研究方法

2.1校園外來入侵植物名錄確定與實地調查

查閱有關外來入侵植物研究文獻資料，主要參考《中國外來入侵物植物目錄》《浙江林學院植物園名錄》和《浙江省外來入侵植物名錄》，結合《中國植物志》《浙江植物志》等研究成果[13-18]，在2019—2020年不同物候期于全校范圍內開展全面踏查，核查確定校園外來入侵植物調查種類、生活型以及原產地，按恩格勒系統匯編校園外來入侵植物名錄，部分種類學名參考中國植物志Flora of China（FOC）修訂。

校園內植被類型多樣，鑒于所確定的校園外來入侵植物種類均為草本植物，在植被類型相對一致的樣地按照不同面積，隨機布設數量不等的 2 m×2 m的草本樣方，在針闊混交林、落葉闊葉林、常綠闊葉林、落葉闊葉常綠闊葉混交林、疏林、竹林、灌叢、灌草叢、草叢、水生草叢、路面鋪磚草叢、草坪和農田果園等類型中分別設置了5～15個不等數量的樣方，總計87個。調查記錄樣方的基本信息和樣方內各植物的數量、蓋度、物候期等內容，拍攝樣方照片。根據樣方調查結果，計算各外來入侵植物的重要值作為重要評估指標之一。重要值=（相對蓋度+相對多度+相對頻度）/3。

2.2外來植物入侵危害程度評估

在完成外來入侵植物危害現狀調查的基礎上，運用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）構建校園外來植物入侵風險評估系統[6]，確定3個一級指標，下設7個二級指標和28個具體的三級指標;建立各層級指標判斷矩陣，計算相應的指標權重值，并經一致性檢驗，將設定的風險評估體系總分100分賦值到各層級指標，統計各外來入侵植物三級指標的得分總和，評估其入侵等級[19] （表1）。

3結果與分析

3.1外來入侵植物物種組成

經調查統計，校園內共有外來入侵植物32種（含種下等級），隸屬于14科22屬（表2）。種類最多的菊科達13種，占外來入侵植物總種數的40.63%;旋花科4種，占12.50%;莧科3種，占938%;傘形科2種，占6.25%;其余蕁麻科、商陸科等10科均為1種。菊科植物具有種類多、分布廣的特點，其種實量大，體積小且擁有鉤、刺、毛等利于傳播的特殊構造[20]，易于遠距離、大面積入侵;此外部分菊科植物如加拿大一枝黃花、一年蓬等能夠產生強烈的化感作用，抑制本土植物生長，并使本土植物的抗脅迫能力降低[21-22]，這些都可能是造成其占比較大的原因。

3.2原產地分析

校園外來入侵植物中來自美洲的種類占絕大多數，達30種，占總種數的93.75%;原產于亞洲的2種，占總種數的6.25%;原產于非洲的1種，占總種數的3.13%（由于婆婆針原產地為東亞和北美洲，因此在美洲和亞洲中重復統計）。在世界植物區系范圍內，美洲和東亞植物區系間斷分布非常普遍，美洲大陸上積累了許多可能擴散分布的植物種類，隨著各國交流的日趨頻繁，地理隔離被打破，這些種類獲得了入侵其他大陸生境的機會[23-24]。浙江省氣候溫暖濕潤，為亞熱帶季風氣候，這與許多來自美洲的入侵植物原產地具有氣候相似性，為其提供了較為適宜的生長環境條件，使得它們更容易定居與擴散[25]。

3.3生活型分析

校園外來入侵植物均為草本植物（部分草質藤本按草本計），根據生活型可分為一年生草本18種（56.25%），多年生草本10種（31.25%），二年生草本4種（12.50%）（圖1）。相較于木本植物，短周期的草本植物種子數量大、質量輕，傳播性更強;生長發育快、成熟早，在進入異地后有較多的生存機會[26]，適應性更強，因此在校園內更占生存優勢。

3.4入侵不同植被類型情況分析

在校園各植被類型中，占外來入侵植物總數一半以上的有草叢、灌草叢以及農田果園，3種植被類型共有外來入侵植物25種（表2）。其中，草叢共有外來入侵植物22種，占校園外來入侵植物總種數的68.75%，如加拿大一枝黃花、大狼把草等;農田果園共有外來入侵植物12種，占總種數的37.50%，如阿拉伯婆婆納、藿香薊等;灌草叢共有外來入侵植物11種，占總種數的34.38%，如瘤梗甘薯、北美車前等。另竹林中有8種，疏林中有8種，常綠闊葉林中有7種，落葉闊葉林中有6種，草坪中有6種，常綠闊葉落葉闊葉混交林中有5種，針闊混交林中有5種，水生草叢中有4種，路面鋪磚草叢中有4種，灌叢中有2種。調查發現，在校園的各種植被類型中，草叢、灌草叢以及農田果園最易遭到入侵，需要重點關注與防控。校園內草叢及灌草叢范圍較廣較難管理，容易成為防治漏洞，且各物種間的關系相對較松散，天敵數量少，抑制干擾能力較低，外來植物易生存，種群易擴增[27]。農田、果園生態系統與人類活動關系最為密切，也容易遭受入侵植物的影響[28]。

各入侵植物中，喜旱蓮子草入侵各種植被類型程度最高，共入侵11種植被類型，占植被類型總數量的84.6%，一年蓬次之，入侵10種，占769%;藿香薊入侵6種，占46.2%;垂序商陸、瘤梗甘薯、三裂葉薯、加拿大一枝黃花各入侵5種，占385%。以上外來入侵植物顯示出強勁的入侵能力與較廣的入侵范圍，應當加強重視和日常管理。

3.5入侵植物入侵風險等級評估

校園外來入侵植物風險評估得分統計結果為13.0～40.5分，根據得分高低將入侵風險劃分為5個等級（表3）。Ⅰ級風險外來入侵植物有喜旱蓮子草、南美天胡荽等8種，在校園分布廣泛且已對校園景觀和生態安全造成較嚴重影響，或局部造成嚴重影響。Ⅱ級風險外來入侵植物有細葉旱芹、北美車前等3種，在校園分布較廣，對校園景觀和生態安全造成較大影響。Ⅲ級風險外來入侵植物有反枝莧、大狼杷草等8種，在校園局部分布，對校園景觀和生態安全造成一定影響，或分布較廣，是僅具潛在危害的外來入侵植物。Ⅳ級風險外來入侵植物有斑地錦、香絲草等7種，在校園局部分布，對校園景觀和生態安全尚未造成明顯的影響，且難以形成新的入侵發展趨勢。Ⅴ級風險外來入侵植物有繁穗莧、圓葉牽牛等6種，在校園偶有分布，基本不影響校園景觀和生態安全。

4結論與討論

4.1校園外來入侵植物危害現狀

外來入侵植物有別于外來植物。經實地調查，校園內作為觀賞植物引入的鳳仙花、馬纓丹、雞冠花等外來植物未表現出入侵性，危害性有待觀察，鱧腸、蒼耳等有報道其為入侵植物，但屬我國原產[15]，因此均不列入本次調查對象。

浙江農林大學外來入侵植物現狀與校園獨特的人文自然環境有著密不可分的關系。校園景觀建設配植了大量的觀賞植物，在引種過程中會有意無意地帶入外來物種，外來入侵植物的種實等繁殖體可能隨土壤等攜進帶入校園[29];學校師生來自全國各地及美洲、歐洲和非洲等地，開放性校園加大了人口流動性，增加了外來植物種實無意傳入的可能性;校園周邊的外來入侵植物種子和果實可通過風、水等途徑進入校園，校園內的外來入侵植物也同樣以這種方式入侵周邊環境。

本次調查評估的32種外來入侵植物中，30種在浙江省外來入侵植物研究的相關文獻中有記載[16]。種類最多的為菊科植物，這與其種實量大、質輕，且生長周期短等特性有著密切的關系;一年生草本是校園外來入侵植物的主體，借助發育快、成熟早、個體小、結實率高且易擴散等優勢，能夠快速廣泛地進行繁殖，在校園中與其他生活型植物相比更具競爭性[30];原產于美洲的外來植物構成了校園外來入侵植物主體，相似的氣候條件使其更易在校園成功“落戶”，與杭州市及浙江省的外來入侵植物情況基本一致[16，31]。

入侵風險等級評估結果顯示，校園內Ⅰ級風險與Ⅱ級風險的種類共11種，占34.38%，8種Ⅰ級風險外來入侵植物中有5種在浙江省危害程度等級和中國外來入侵植物等級中同樣評估為最高等級，分別為喜旱蓮子草、藿香薊、鉆形紫菀、一年蓬、加拿大一枝黃花[15-16]。

4.2重點防控區域與重點防控種類

調查發現，在校園的各種植被類型中，草叢、灌草叢以及農田果園最易遭到入侵，共出現了8種Ⅰ級與Ⅱ級風險植物，占Ⅰ級和Ⅱ級風險入侵植物總種數的72.73%，是校園外來入侵植物的重點防控區域[32]。草叢、灌草叢群落層次結構簡單，且臨近道路系統，容易給外來入侵植物創造機會。同時作為農林類高校，浙江農林大學有著較大面積的農田果園作為試驗、實習基地，人為活動頻繁，同樣易遭到外來植物的入侵，須要加強防控以保障教學科研活動的順利進行。水生草叢雖然所含外來入侵植物種類較少，但鳳眼藍、粉綠狐尾草、喜旱蓮子草、南美天胡荽4種外來入侵植物均屬于Ⅰ級風險，也是管理與防控中不容忽視的區域。

在校園外來入侵植物防控中，須重點關注Ⅰ級風險與Ⅱ級風險的種類。位列入侵風險等級評估榜首的喜旱蓮子草為水陸兩棲草本植物，其極強的適應能力[33] 及發達的營養器官，為迅速擴散、形成單優種群提供了有利條件[34]，對校園地被景觀以及部分水域已造成較為嚴重的影響;水生草叢中鳳眼藍和粉綠狐尾藻雖然在校園中僅局部分布，但調查發現它在入侵區域內密度極大，種群優勢突出，不論是對水域生態環境及物種多樣性，還是對水體景觀均造成嚴重影響，為校園水域需要特別關注的對象。菊科植物不論是在校園外來入侵植物總種數，還是在Ⅰ級風險與Ⅱ級風險種類中均占據較大比例，須引起重視，加強管理，在種實成熟前定期清除。

4.3校園外來入侵植物防控建議

基于校園外來入侵植物的入侵現狀及其風險評價結果，結合校園特點，建議加強對高風險入侵種類植物的生物特性研究與防控，加強對校園荒地、空曠草叢、水塘河道等易受入侵危害重點區域的管理;開展與臨安區及其周邊區域的聯防聯控。

在校園景觀配植外來植物前期，需做好入侵危害風險評估與防控工作預案，提倡結合地方及校園特色更多地應用鄉土物種[35]。針對外來植物入侵危害過程，建議開展入侵危害動態監測與風險評估，做好入侵植物數據庫建設，不斷完善數據信息的完整性和正確性，全面掌握校園外來入侵植物的入侵危害現狀，動態更新其入侵風險等級評估體系，有效防控外來入侵植物的危害[36-38]。

結合農林傳統特色的生態教育、社團和各類課程實習活動，開展入侵生物知識普及，發放外來入侵植物危害及科學防控的宣傳小冊子，在需重點防控外來植物的入侵區域設置科普牌[39]，讓全校師生員工更多地了解外來入侵植物，樹立自覺的防范意識，主動參與校園外來入侵植物防控，確保校園景觀和生態安全。

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收稿日期：2021-02-24

基金項目：2015年度科技基礎性工作專項（編號：2015FY110200）。

作者簡介：胡沁沁（1999—），女，浙江紹興人，主要從事植物資源研究。E-mail：2231735939@qq.com。

通信作者：金水虎，碩士，教授，主要從事植物分類和植物資源研究。E-mail：jsh501@163.com。