黑龍江小北湖國家級自然保護區外來入侵植物研究

項鳳影，孫繼旭，關艷輝，郭世賢，夏本志，穆立薔

(1.黑龍江小北湖國家級自然保護區管理局，黑龍江牡丹江157499；2.東北林業大學，黑龍江哈爾濱 150040)

世界經濟一體化的加速以及全球氣候的變化，使物種跨地域傳播的可能性大大提高，目前世界范圍內入侵植物種數共計6 075種，廣泛分布于中國、美國及其他國家境內。外來入侵植物易引發生物同質化[1]，嚴重威脅著全球生物多樣性，對入侵地自然生態、經濟環境及人類健康[2]造成了嚴重損害，已經成為21世紀最難解決的環境問題之一[3]。

我國對生態安全的研究從20世紀末起步并逐漸為人們所重視。我國外來入侵植物種數由最初1998年監測統計的58種[4]上升到515種[5]，入侵種數持續上升。黑龍江省也由早期監測的25種上升到105種[6-7]。由此可見，無論是國家還是省層面，外來入侵植物種數都呈持續增加趨勢。

生物入侵一旦開始，入侵的代價在很大程度上是自我延續的。查閱文獻可知[8-11]，許多外來入侵物種已經侵入自然保護區，并對保護區內的生態系統及重點保護的珍稀瀕危物種構成了較大威脅。因此，了解保護區外來入侵植物的入侵動態，是制訂保護策略重點考慮的問題。筆者對黑龍江小北湖國家級自然保護區外來入侵植物進行了調查，旨在為該轄區生態安全、生物多樣性的有效保護和科學管理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究地概況黑龍江小北湖國家級自然保護區(以下簡稱“小北湖保護區”)，面積20 834 hm2，位于黑龍江省寧安市境內，地處長白山北部支脈張廣才嶺中段，地理坐標為128°33′07″～128°45′48″E，44°03′16″～44°18′59″N。地勢西高東低，海拔在360～1 260 m，平均海拔高度810 m，屬中低山丘陵區。小北湖保護區地處溫帶大陸性季風氣候區，因受海洋暖濕氣流和西伯利亞冷空氣的雙重影響，四季氣候變化明顯。年均氣溫在2.5 ℃左右，年降水量在650 mm左右，主要集中在7—8月，無霜期90～100 d。在植被分區上，擁有森林、灌叢、草甸、沼澤和草塘共5個自然植被類型，森林覆蓋率95.7%[12]。近年來，保護區周邊貿易、交通及旅游業發展迅速。小北湖保護區優越的地理條件和氣候環境為外來植物的入侵提供了便利條件。

1.2 研究方法于2017年6月至2021年10月，通過查閱文獻、標本館查閱、專家咨詢與野外調查相結合的方式調查小北湖保護區外來入侵植物。根據《中國入侵植物名錄》[13]、中國外來入侵物種信息系統、中國植物物種信息數據庫、Global Invasive Species Database等，結合相關文獻[14-16]查詢小北湖保護區外來入侵植物的原產地、生活型、引入方式等相關信息，整理出小北湖保護區外來入侵植物名錄，并將其作為進一步研究、科普和管理的重要參考資料。

2 結果與分析

2.1 種類組成根據調查可知，小北湖保護區共有外來入侵植物23種，隸屬9科17屬，占黑龍江省外來入侵植物總種數的21.90%，占全國外來入侵植物總種數的4.47%。小北湖保護區外來入侵植物均為被子植物，其中雙子葉植物21種，單子葉植物2種。從生活型來看，小北湖保護區外來入侵植物均為草本植物，其中一、二年生草本植物21種，多年生草本植物2種。從科的構成來看，種數最多的是菊科，有9種，占外來入侵植物總種數的39.12%，其次是豆科，共4種(占17.38%)，莧科、錦葵科、禾本科均含2種(各占8.70%)，其余4科均僅含1種(各占4.35%)。從各科所含屬數來看，菊科含6屬，豆科、錦葵科和禾本科均含2屬，其余各科均含1屬(表1)。從各屬所含種數來看，莧屬、草木樨屬、車軸草屬、豚草屬、鬼針草屬和飛蓬屬均含2種，其余各屬均含1種。

由于草本植物具有適應性廣、繁殖力強、易于擴散等特點，外來植物入侵后，競爭、占據本地物種生態位，進而造成生態環境破壞等災害。因此，必須定期監測外來入侵草本植物的種類分布及數量，掌握動態變化，尤其是豚草、三裂葉豚草等有害檢疫雜草。

2.2 入侵等級劃分根據外來入侵植物入侵等級劃分[13]，小北湖保護區1級惡性入侵類8種，占總入侵種數的34.78%，2級嚴重入侵類6種(占26.09%)，3級局部入侵類1種(占4.35%)，4級一般入侵類7種(占30.43%)，5級有待觀察類1種(占4.35%)(表2)。

表1 小北湖自然保護區外來入侵植物種類組成Table 1 The species composition of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

表2 小北湖自然保護區外來入侵植物名錄Table 2 List of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

《中國入侵植物名錄》[13]中給出了對于外來入侵植物的具體管理建議：發現4級(一般入侵類)、5級(有待觀察類)入侵植物需記錄，以備后續研究；發現3級(局部入侵類)入侵植物須報告或報道，且不鼓勵栽培使用；發現2級(嚴重入侵類)入侵植物要報告或報道，且不允許栽培使用和進口；發現1級(惡性入侵類)入侵植物要在2級管理的基礎上必須根除。因此，應將豚草、三裂葉豚草、小蓬草等風險等級為1級的外來入侵植物進行拔除，控制其蔓延。

2.3 原產地分析小北湖保護區外來入侵植物的原產地以美洲(主要為北美洲)最多，共13種，占總入侵種數的56.52%，其次為歐洲，共7種(占30.43%)；亞洲4種(占17.39%)；非洲2種(占8.70%)(表2)。

小北湖保護區外來入侵植物原產地以美洲和歐洲占絕對優勢，這與鄭寶江等[16]對黑龍江省外來入侵植物的研究結果相同。依據大陸漂移學說的內容，北美及東亞植物擁有相似的遺傳背景，由于地理隔離，積累了大量可以在該區域傳播擴散的種類。此外，小北湖保護區與歐洲很多地區的氣候相近，植物區系存在溫帶性質成分，導致歐洲的外來植物更易入侵。因此，要特別注意防范來自美洲和歐洲的外來植物，對其進行系統的風險評估，慎重引種利用。

2.4 傳入途徑傳入途徑分為有意引入、無意引入和自然擴散3類。小北湖保護區外來入侵植物有意引進類有9種，其中有作為觀賞、藥用植物的圓葉牽牛、月見草等，有作為牧草引進的紅車軸草、白花草木樨、草木樨等，有用于制作麻類織物引進的苘麻。無意引入類有12種，隨國際農產品、貨物、旅客、交通工具等方式帶入，如雜配藜、豚草、三裂葉豚草等。自然擴散類有2種，其利用種實的特性，借助氣流、水流等自然擴散方式傳播，如一年蓬、小蓬草(表2)。小北湖保護區外來入侵植物主要是人類活動(有意引入和無意引入)引入的。因此，加大巡護力度，控制人類活動應作為外來入侵植物管理規劃中主要考慮問題。

事實上，外來植物可能是通過多途徑傳入，且多次輸入。因此，小北湖保護區應定期根據監測數據做好合理規劃。

2.5 區系分析根據吳征鎰等[17]《世界種子植物科的分布區類型系統》進行分析，小北湖保護區外來入侵植物科的分布區類型以世界分布最多，共8科，兼有泛熱帶分布1科。根據吳征鎰[18]《中國種子植物屬的分布區類型》進行分析，小北湖保護區外來入侵植物屬的分布區類型以世界分布最多，共8屬，兼有泛熱帶分布4屬，北溫帶分布3屬，熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布1屬，舊世界溫帶分布1屬。從科、屬層面的分布區類型來看，小北湖保護區外來入侵植物以世界分布為主，其次是泛熱帶分布和北溫帶分布(表3)。

表3 小北湖自然保護區外來入侵植物的分布區類型Table 3 Distribution types of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

3 管理與防治對策

小北湖保護區是我國北方溫帶森林生態系統保存較完整的地區，也是我國北方生態環境建設中極具潛力和價值的地區之一。保護區緩沖區有通往地下森林景區的公路，旅游高峰期人流量較大，與此同時，保護區優越的地理條件和氣候環境也為外來植物的侵入提供了有利條件。為了有效減少外來入侵植物對小北湖保護區的威脅，建議采取如下措施：

(1)加強外來入侵植物危害性的宣傳教育，提高保護區周邊群眾和游客對其危害性的認識；加強對保護區旅游公路等區域環境的巡護管理，對進入保護區的車輛實行管控，限制外地車輛進入保護區。與動植物檢驗檢疫等多部門聯動，從源頭做起，加強外來植物管控。慎重引種利用，植樹造林、退耕還林及園林綠化時盡量選用本地物種。

(2)建立包括分類地位、生活型、起源、引入途徑、植物圖片、分布現狀和生態影響等信息的小北湖保護區外來入侵植物數據庫。定期監測，掌握外來入侵植物的種群動態，并及時采取有效的防治措施。如對反枝莧、豚草、小蓬草等入侵等級為1級的外來入侵植物進行拔除，控制其蔓延。盡量做到早發現早管控，爭取把對保護區生物多樣性和生態環境的影響降至最低。

(3)加強與科研單位合作，對保護區外來入侵植物進行深入研究，建立具有特色的外來入侵植物風險評估與預警體系，如可將區系成分、原產地等作為評估內容加入外來入侵植物風險評估體系中。

(4)組織人員培訓。加強對外來入侵植物識別、風險評估技術及防治管理措施的培訓。

(5)進行保護地整合優化。根據魯萍等[19]研究表明，黑龍江省具有保護區面積大的地區受到外來入侵植物影響較小的規律，由此可知，建立保護區對于控制外來植物入侵具有重要意義，可以更有效地保護植物多樣性和生態系統的完整。因此，建議在現有基礎上合理增加保護區面積，或將距離較近的保護區進行整合，可以更好地抵御外來植物的入侵。