象山港互花米草治理與長效管控機制研究

蒙寬宏 何叢穎 劉奎 李璠

（寧波海洋研究院，浙江 寧波 315832）

互 花 米 草（Spartina alterniflora）于1979年引入我國之后，憑借強大的擴繁能力成為中國沿海灘涂分布面積最廣的鹽沼植物，對中國大部分沿海灘涂濕地的生物多樣性維持及生態安全構成嚴重威脅[1-4]。由于互花米草具有較強的耐鹽、耐淹和對生境的極強適應性，迅速侵占濱海濕地本土鹽沼物種的生態位，導致濱海濕地生態系統植物種類趨于單一化，對蘆葦、海三棱藨草、紅樹林等本土植物產生了嚴重影響。互花米草群落的促淤作用造成灘涂機制的變化，破壞了底棲生物的生境，導致海產品自然產量的降低，甚至導致某些珍貴、高經濟價值底棲動物類群的毀滅性消失；并對漁業生產、航運安全等生產生活產生嚴重危害。

2003年互花米草作為唯一的海岸鹽沼植物位列16種外來入侵種名單。為科學防治互花米草，生態環境部發布了《外來物種環境風險評估技術導則》，為開展互花米草環境風險評估提供了技術標準。通過十多年的研究，對互花米草的治理主要形成了物理防治、化學防治、生物防治、生物替代防治、綜合防治等幾類主要措施，物理防治以刈割[5-7]、翻耕[8,9]、水淹[10-12]、火燒[13-15]等方法為主，化學防治以施用草甘膦、米草凈、灘涂互花米草除控劑[16-18]等除草劑進行防治，生物防治以利用光蟬（Prokelisia marginata）和玉黍螺（Littoraia spp.）等食葉昆蟲進行防治[19,20]，生物替代防治以秋茄（Kandelia candel）、無瓣海桑（Sonneratia apetala）等紅樹植物以及蘆葦（Phragmites australis）、海三棱藨草（Scirpus mariqueter）等草本植物為建群種重建濱海濕地生態系統[21-26]，綜合防治[27-29]則是將多種方法進行綜合應用。

1 試驗區概況

選擇在象山港內互花米草侵占較為嚴重的灘涂開展相關試驗。象山港位于寧波市東南部、穿山半島與象山半島之間，是一個由東北向西南深入內陸的狹長型半封閉型海灣，全港縱深60km，港灣內有西滬港、黃墩港和鐵港三個支港。截至2019年底象山港內共有互花米草面積約2187hm2，其中分布面積最大、侵占灘涂最嚴重的區域為位于象山港中部的西滬港，互花米草總面積約1263hm2。共在象山港內設置3處試驗區，2處分別位于象山港中部的西滬港的東、西兩側，1處位于象山港底部的黃墩港。試驗時間從2020年9月開始，至2021年12月結束，分別采取機械翻耕、機械碾壓等治理措施，配合實施人工除草、栽植替代植物等管護措施。

2 試驗設計與分析方法

2.1 互花米草治理與管護措施

（1）西滬港東側試驗區

該試驗區位于象山縣墻頭鎮洋北村西北側灘涂，總面積20hm2，于2019年9月進行互花米草治理，治理方式為采用水挖機對互花米草群落地上植株進行清除，并向下翻耕至1.0m，利用抓斗對地下根系進行碎根破壞后進行深埋處理，并平整涂面。

為保障互花米草治理效果，以人工除草方式作為長效管護措施，于2020、2021年春秋季分別進行一次人工除草。

（2）西滬港西側試驗區

該試驗區位于象山縣墻頭鎮下沙村東側灘涂，該灘涂總面積超過380hm2，試驗區總面積為200hm2，共分為3個措施區，分別實施翻耕1.0m、翻耕0.5m以及刈割+掩埋的治理方式，于2020年8月實施治理。

翻耕1.0m治理方式與西滬港東側試驗區相同，翻耕0.5m治理方式的不同之處在于翻耕深度控制在0.5m內；刈割+掩埋的方式主要利用水挖機抓斗對植株地上部分進行刈割、鏟除，并就地掩埋到灘涂淤泥中。

（3）黃墩港試驗區

該試驗區位于寧海縣大佳何鎮西北側灘涂，該灘涂總面積超過200hm2，試驗區面積為4hm2，劃分為3個試驗小區分別實施不同深度的機械翻耕（0.5m和1.0m），機械翻耕措施與西滬港兩處試驗區相同。翻耕后每個試驗小區進一步分為挖溝起壟區和機械碾壓區實施二次措施。

挖溝起壟區的措施為：實施翻耕后，進一步利用水挖機進行微地形改造，通過開挖寬1m、深1m、方向與潮汐方向呈45°或135°夾角的潮溝，將平整的灘涂分隔為數條寬度為6m的地壟。

機械碾壓區的措施為：實施翻耕后利用水挖機的自身重力，在灘涂上實施2遍均勻的碾壓作業。

2021年春秋季分別進行一次人工除草。

表1 試驗區位置及治理措施一覽

圖1 試驗區位置示意圖

2.2 治理效果評估

以互花米草的復發面積作為治理效果的主要評估指標。由于試驗區面積較大，在治理效果的評估主要采用無人機航拍生成正射影像，利用ArcGis影像識別技術進行識別與界定，對互花米草復發面積及密度進行調查。在治理完成的次年5月進行調查評估，在治理次年實施了人工除草維護的西滬港東側及黃墩港試驗區，第三年5月進行了再次的調查。

3 結果與分析

西滬港東側及黃墩港試驗地在治理后次年及第三年5月進行復發率（復發面積與試驗區面積的比例）調查，西滬港西側試驗區在治理后次年5月進行復發率調查。調查結果表明，在不同的治理與管護措施下，復發率有較大差異。

調查數據表明，實施機械翻耕的試驗區，互花米草的復發情況受到較強烈的抑制，治理效果較好；未實施機械翻耕的試驗區，互花米草復發趨勢較為明顯。清除互花米草群落后實施進一步的機械作業，不同程度上加強了對互花米草的治理效果。

3.1 機械翻耕的治理效果

數據表明，機械翻耕的治理方式，次年復發的互花米草群落占試驗區（小區）的面積比例在5%以下，復發狀態以零星復發為主，局部位置出現叢狀復發狀態。翻耕深度對復發面積有較大影響，對復發狀態影響不明顯。

西滬港東側試驗地的復發面積約0.14hm2，占試驗區總面積比例僅為0.70%，總體呈現零星復發狀態；西滬港西側機械翻耕1.0m的小區，互花米草復發面積為2.41hm2，占該試驗小區面積的比例為2.48%，復發狀態呈現總體零星復發，個別位置叢狀復發；機械翻耕0.5m的小區，復發面積為3.32hm2，復發率為4.89%，雖達到了翻耕1.0m試驗區的2倍，西滬港東側試驗區的7倍，但仍處于較低的復發率水平。黃墩港三個試驗小區均呈現零星的復發狀態，未形成叢狀的復發，因此無法統計復發面積，故采用復發密度（株/hm2）作為評估復發情況的指標。調查結果顯示，翻耕1.0m的試驗小區的互花米草復發量極低，翻耕0.5m的試驗小區存在相對較多的復發量，互花米草植株密度達到3500～6000株/hm2，與西滬港東側、西側試驗地相比亦處于較低的水平。

試驗結果表明，翻耕與碎根措施對互花米草治理的有效性，1.0m深度優于0.5m，與其他學者的研究結論相一致。但也有學者提出，0.2m、0.4m和0.6m深度的翻耕與碎根措施之間治理效果沒有顯著性差異的結論[30,31]。這與互花米草根系主要分布在0～0.4m深度，尤其是0～0.2m深度的研究結果相符合[32,33]。翻耕、碎根深度超過0.2m可以破壞大部分的根系，獲得較好的治理效果。但仍有相當一部分根系可以分布到地下0.4～1.0m甚至更深的區域，這些區域的根系在次年春季可以憑借強大的無性繁殖能力快速形成，為獲得較好的治理效果，至少需要保證翻耕深度達到0.5m，有條件的情況下翻耕至1.0m。

3.2 刈割與掩埋的治理效果

刈割法是互花米草治理的典型物理措施，刈割可以迅速快速清除互花米草群落的地上植株，但對于根系的破壞作用不大，治理后易形成迅速的復發情況[34-36]。在西滬港西側試驗地進行的刈割+掩埋的治理方式，次年5月的調查數據顯示，互花米草存在強烈的復發狀態，調查共統計到18.74hm2的復發面積，復發率達53.53%，是機械翻耕治理區復發率的10倍以上。大面積的復發，表明該措施僅對地上部分植株實現了清除，而未對地下部分的根莖系統形成有效的破壞，互花米草憑借強大的無性繁殖能力迅速產生大量的新植株，重新占領治理區域。

3.3 后續措施的治理效果

在黃墩港試驗區，在實施機械翻耕后進一步采取挖溝起壟和機械碾壓的后續措施，調查數據顯示，采取后續措施的試驗區，互花米草的復發情況呈現極低零星復發的狀態，明顯低于僅實施機械翻耕的西滬港東側、西側試驗區。而挖溝起壟和機械碾壓兩種措施的效果又有較大差異，數據顯示，挖溝起壟試驗小區的互花米草復發密度為3000～4000株/hm2，而機械碾壓區的復發密度則為5500～6000株/hm2。證明了在機械翻耕后，由于實施了挖溝起壟的操作，對互花米草根系起到了進一步的破碎和填埋作用。機械碾壓的操作，其作用力造成灘涂表面一定程度的壓實，對互花米草的治理有較好的作用，研究表明在不采取進一步治理與管護措施的情況下，3年內治理區的互花米草密度未能恢復到未治理區的水平[35,37]，但對于淤泥深處的互花米草根系難以形成進一步的破壞，治理效果有限。

3.4 管護措施實施效果

西滬港東側試驗區、黃墩港試驗區均在治理次年進行了春秋兩次的管護，措施為人工除草，將互花米草植株拔除并將植株與根系破壞后就地掩埋。第三年春季對兩處試驗區的復發情況進行再次調查，調查數據顯示，互花米草的復發情況受到了進一步的抑制，西滬港東側試驗區的復發面積僅為150m2，復發率僅0.08%而黃墩港的試驗區在2021年春季調查存在一定量復發的分區3的2個措施區，本次調查的互花米草復發密度均為1000株/hm2以下，且仍表現為挖溝起壟區效果優于機械碾壓區的狀態，前者復發密度為后者的1/2左右。試驗結果表明，在互花米草復發情況尚未嚴重、復發率（復發密度）較低的情況下，采取操作靈活的人工除草措施可以作為互花米草治理后的長效管護措施。實施的頻率應以互花米草的復發情況而定，春秋兩季各進行一次除草維護是較為適宜的。

4 結 論

試驗結果表明，以物理方法對互花米草群落，尤其是地下根系進行強烈破壞的治理措施是有效的，深層（1.0m）的翻耕和碎根的效果優于淺層（0.5m）的，翻耕時間以8～10月效果最佳。翻耕措施后實施挖溝起壟和機械碾壓的后續措施可以進一步破壞互花米草的根系，使治理效果更佳。挖溝起壟的效果優于機械碾壓。

人工除草的方法具有成本低、操作靈活、對環境破壞程度低以及對植株清理效果徹底（地上植株與地下根系完全拔除）等優點，適宜作為復發程度不高的區域的有效治理措施，每年春季與秋季各進行一次人工拔除即可達到較好的維護效果。

經過試驗示范區實踐以及對互花米草治理項目區的綜合評估，認為目前較為適宜開展的治理措施和長效管護為“機械翻耕+人工維護”的綜合措施，即：前期利用機械翻耕進行一次性治理，后期輔以人工除草作為的治理效果的長效管護措施，管護期應設置為2年以上，以確保獲得較好的治理效果。