2017, Vol. 25
2. 中国科学院大学, 北京 100049;
3. 广东工业大学环境科学与工程学院, 广州 510006
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. School of Environmental Science and Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
外来入侵植物(Alien invasive plants, AIPs)是指从其原生地，借助人为或自然力进入新栖息地，并在新栖息地失去控制而爆发性扩散，造成农林牧业减产，生物多样性下降，生态系统稳定性下降等危害现象的外来植物[1]。另外，对于已经对本地生态系统造成较大危害、但其来源为本地或亚洲其他地区的入侵植物，如葛麻姆(Pueraria montana var. lobata)、葎草(Humulus scandens)等，本文将一并作为入侵植物进行分析。
外来入侵植物的传入途径主要有人为有意引进、无意引入和自然扩散3种。人为有意引进的物种主要以养殖、饲料、药用、种植、花卉等为目的的引种及以生物防治、绿化、水土保持、环境保护等为目的的引进。无意引入主要有随航空、陆路、水路运输工具和压舱水，随进出口粮食、蔬菜种子、引种苗木混入，旅客无意引入等。自然扩散是指在没有人为干扰下，外来入侵植物的种子或其他繁殖体可能借助风力、水流，或通过动物(鸟类、牛羊等)进行传播扩散[2]。
植物入侵已经成为人类共同关注的重大问题, 进入20世纪以来，外来入侵植物对各国经济造成了严重影响，对生物多样性和人类生存环境造成了严重的危害，并成为各国可持续发展面临的共同问题，也是国际贸易绿色技术壁垒以及实现国家生态安全战略目标的主要障碍[3]。中国是遭受外来植物入侵最严重的国家之一，据《中国外来入侵植物调研报告》记载，截止2012年，入侵我国的外来植物共有94科450属806种[4]。在国际自然保护联盟公布的全球100种最具威胁的外来生物名录中，水生和陆生植物共有36种；我国分布有28种，但其中一些种类为本地物种、仅为园林观赏或尚没有形成入侵，如号角树(Cecropia peltata)、白千层(Melaleuca quinquenervia)和虎杖(Fallopia japonica)等；在广州地区包含于此名录中的外来入侵植物有凤眼蓝(Eichhornia crassipes)、仙人掌(Opuntia stricta)、马缨丹(Lantana camara)、银合欢(Leucaena leucocephala)、薇甘菊(Mikania micrantha)、飞机草(Chromolaena odorata)、南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)和产于亚洲的葛麻姆这8种植物[5]。
广州市地处中国大陆南部，是华南地区政治、经济、文化、科技和交通中心，是我国著名的沿海开放城市，对外交流以及地区和国际间的进出口贸易比较频繁，素有中国“南大门”之称。由于这些特殊的自然地理条件、城市发展历史及环境状况，使得外来入侵植物的问题尤为严重，近年对广州市外来入侵植物调查发现外来入侵植物呈快速增长趋势[6-7]。为了保护广州的生态安全，减少因植物入侵对本市经济可持续发展造成的严重影响，有必要加强对广州市外来入侵植物的调查和监控。本文根据近年来对广州市外来入侵植物的调查结果，分析了外来植物的种类和数量变化，并对其入侵现状、原因及威胁程度进行了比较，为广州市野生动植物保护部门及时开展综合防控提供数据支撑，也为我国植物资源管理、发展和可持续利用研究提供科学指导。
1 自然地理概况广州市(22°26′~23°56′ N，112°57′~114°03′ E)地处广东省中部，北回归线从中部穿过，总面积7434.4 km2。广州地区地形复杂，地势由北向南降低，北依南岭，南濒南海珠江入海口，东北部为中低山区，中部为丘陵盆地，南部是沿海冲积平原, 系珠江三角洲的组成部分，根据土地垂直地带可划分为中低山地、丘陵、岗台地、冲积平原和滩涂。气候特征为南亚热带典型的季风海洋气候，具有温暖多雨、光热充足、温差较小、夏季长、霜期短等气候特征。年平均温度21.4℃~21.8℃，年降雨量1689.3~1876.5 mm，无霜期北部290 d，南部346 d[8]。受南亚热带季风海洋性气候影响，广州市的植被无论是组成成分和分布，还是群落特征，既表现出一定的热带性，又体现出一定的过渡性，广州市的地被性植被为南亚热带季风常绿阔叶林，在低海拔地区及沟谷分布有不连续的低地常绿季雨林，植物种类丰富多样，群落结构复杂。广州市特殊的地理位置及环境状况，给热带和亚热带植物的生长提供了有利条件[9]。
2 研究方法通过查阅地方植物志、文献[10-14]和《中国入侵植物名录》[15]，对有关广州市及其周边地区的外来入侵植物或入侵现象进行收集整理，结合全国范围内的调查名录，以及收集的资料、查阅的库存标本及专家的访问记录，整理出基本的广州市外来入侵植物名录。以本课题组2008年工作[7]为基础, 2014-2016年再次进行了实地考察。野外调查方法包括访问、标本采集、拍摄照片、GPS定位等，收集整理物种信息，包含名称、原产地、入侵途径、危害等级(附表Ⅰ)。
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附表Ⅰ 广州市外来入侵植物名录 Appendix1 Checklist of alien invasive plants in Guangzhou |
野外调查范围为广州市行政管理区划地区，即花都区、白云区、增城区、萝岗区、天河区、越秀区、荔湾区、海珠区、黄埔区、番禺区、南沙区和从化区。采集及引证标本均保存于中国科学院华南植物园标本馆(IBSC)。
在全国评估危害等级的基础上[15]，根据外来入侵植物在广州地区的分布面积、入侵本地生态系统的程度和物种本身的生物学特性等指标，将广州市外来入侵植物的危害等级划分为5级(附表Ⅰ)，1级：恶性入侵类，已经对经济或生态效益造成巨大损失与严重影响的物种；2级：严重入侵类，对经济和生态效益造成较大损失和影响的物种；3级：局部入侵类，造成局部危害，但是没有造成大规模危害的物种；4级：一般入侵类，根据其生物学特性已经确定其危害性不明显，并且难以形成新的发展趋势的物种；5级：有待观察类，指主要是了解不深，或者是出现时间短、最新报道的、目前了解不详细而无法确定未来发展趋势的物种[16]。
3 结果和分析 3.1 入侵植物组成变化2016年共采集到广州市外来入侵植物38科112属144种，较2008年(27科59属73种)[7]分别增加了11科53属和71种，分别增加了40.7%、89.8%和97.3%。增加的71种外来入侵植物为：豆科14种、菊科13种、旋花科6种、禾本科6种、茜草科5种、茄科(Solanaceae)、苋科(Amaranthaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)各3种、莎草科(Cyperaceae)、爵床科(Acanthaceae)、椴树科(Tiliaceae)、柳叶菜科(Onagraceae)各2种、马齿苋科(Portulacaceae)、锦葵科(Malvaceae)、落葵科(Basellaceae)、玄参科(Scrophulariaceae)、小二仙草科(Haloragaceae)、远志科(Polygalaceae)、葫芦科(Cucurbitaceae)、千屈菜科(Lythraceae)、大麻科(Cannabaceae)、裸子蕨科(Hemionitidaceae)各1种。
3.2 入侵植物来源地变化广州市外来入侵植物主要来源于美洲、亚洲和非洲。其中来自美洲的种类最多，从2008年的61种增加到2016年的104种，分别占当年外来入侵植物总数的83.6%和72.2%；来自亚洲的外来入侵植物总数从4种增加到21种，分别占当年总数的5.5%和14.6%；来自非洲的外来入侵植物从5种增加到12种，分别占当年总数的6.8%和8.3%；来自欧洲的外来入侵植物从2种增加到4种，分别占当年总数的2.7%和2.8%；来自大洋洲的外来入侵植物从1种增加到3种，分别占当年总数的1.4%和2.1%。
3.3 入侵植物生活型变化广州市外来入侵植物主要是陆生植物，占入侵植物总数的95%以上。在5种植物生活型(草本、灌木、乔木、藤本、蕨类)中，以草本居多，约占入侵植物总数的75% (表 1)，其中陆生草本种类约占70%。在2008-2016年新增的71种外来入侵植物生活型统计中，陆生草本为54种，占新增入侵植物总数的76.1%，陆生藤本为9种，占12.7%，陆生灌木为4种，占5.6%，水生草本为2种，占2.8%，陆生蕨类、陆生灌木或小乔木各1种，分别占1.4%。因此，外来入侵植物中陆生草本具有很强的侵入能力。
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表 1 2008-2016年广州市外来入侵植物的生活型 Table 1 Life form of AIPs in Guangzhou from 2008 to 2016 |
从入侵途径来看，2008年和2016年广州市外来植物的入侵途径方式均为有意引进 > 无意引入 > 自然扩散，其中，有意引进占外来入侵植物的一半以上，在2008-2016年间，有意引进的外来入侵植物数量增加了约1倍；无意引入和自然扩散约占45%，数量增长了91.2% (表 2)。
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表 2 2008-2016年广州市外来入侵植物主要入侵途径的变化 Table 2 Changes in invasive pathway of AIPs in Guangzhou from 2008 to 2016 |
自2008年至2016年广州市新增的71种外来入侵植物中，危害等级为1级的植物有8种，2级有8种，3级有22种，4级有7种，5级有26种，分别占新增入侵植物总数的11.3%、11.3%、31.0%、9.8%和36.6% (表 3)。恶意入侵与严重入侵共16种，占新增入侵植物总数的22.6%，局部入侵类与有待观察类共48种，占了新增入侵植物总数的67.6%，说明大多数入侵物种在短期内是可控的，需要动态监控，及时采取措施，以防止进一步扩散。无论是2008年还是2016年，恶意入侵类与严重入侵类仍占有较大比例，说明广州市外来植物入侵形势依然严峻，需要加大力度重点采取措施。
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表 3 2008-2016年广州市外来入侵植物的危害等级 Table 3 Harmful degree of alien invasive plants in Guangzhou from 2008 to 2016 |
从外来入侵物种的构成可以看出，2008年广州市外来入侵植物主要有菊科(19种)、禾本科(8)、豆科(7)、苋科(7)、旋花科(4)、茄科(4)，占总数的67.1%；2016年广州市外来入侵植物主要有菊科(32种)、豆科(21)、禾本科(14)、旋花科(10)、苋科(10)、茄科(7)、茜草科(6)、大戟科(5)，占总数的72.9%。菊科、豆科和禾本科的适应性较强，适应范围广，生活型大多是一年生草本，构成了广州市外来入侵植物的主体。菊科植物的种子具有数量大、生有冠毛、易于被风传播等特点，分布范围最广，产生的危害也最大，如薇甘菊、藿香蓟(Ageratum conyzoides)、假臭草(Praxelis clematidea)等已经成为我国南方地区危害最为严重的杂草。
在这些入侵植物中，薇甘菊、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、豚草(Ambrosia arte-misiifolia)、飞机草、凤眼蓝和假高粱(Sorghum halepense)属于环境保护部公布的首批外来入侵植物[17]，马缨丹、大薸(Pistia stratiotes)、蒺藜草(Cen-chrus echinatus)、银胶菊(Parthenium hysteronphorus)、土荆芥(Chenopodium ambrosioides)、刺苋(Amaran-thus spinosus)、落葵薯(Anredera cordifolia)等属于环境保护部公布的第二批外来入侵植物[18]，钻形紫菀(Aster subulatus)、鬼针草(Bidens pilosa)、小蓬草(Conyza canadensis)、苏门白酒草(C. sumatrensis)、一年蓬(Erigeron annuus)、假臭草和圆叶牵牛(Ipomoea purpurea)等属于环境保护部公布的第三批外来入侵植物[19]。
从广州市外来入侵植物来源地来看，来自美洲地区的种类所占比例要远远高于来自欧洲、亚洲和大洋洲，其中大多数来源于热带美洲。这可能一方面是从美洲有意引种的物种较多，另一方面可能是由于广州地处亚洲热带北缘，属南亚热带海洋性季风气候区，与来自欧洲、亚洲喜好温凉气候的植物[20-22]和来自大洋洲复杂多气候类型的植物相比，广州的地理气候条件为来自热带美洲、非洲等热带或亚热带地区的植物提供了更适宜的生长条件。
广州市外来入侵植物以草本最多，藤本和灌木其次，乔木最少。草本植物具有寿命短、繁殖快、种子量大且体积小易传播等特征，使其在与本地物种竞争时具有明显优势，这也与其强入侵性紧密相关[23-24]。此外草本植物体积较小，易于携带，作为观赏、饲料植物等用途引种时易于存活，这些都可能是其易被人类引种到其他地区并成功入侵的原因[7]。同时草本外来入侵植物也通过各种方式(如假臭草通过化感作用)抑制、排挤本地植物[25]占据更多的生态位。
人类活动是外来入侵植物的主要传播方式。目前记录到的危害最大的入侵种，绝大多数是近十几年、几十年间有意或无意引入的。人类为了追逐经济利益，盲目引进外来物种是造成外来物种泛滥成灾的最主要原因。广州市大约50%的外来入侵植物是作为牧草或饲料、观赏植物、药用植物、养殖、草坪植物等具有一定经济效益的物种而引进的[22]。对外来物种只重引进、疏于管理，也可能导致外来物种逃逸到自然环境中，造成潜在的环境灾害。经济贸易的发展和对外频繁交流使得人口流动量变大，交通工具的发达及旅游事业的发展为外来入侵植物的无意引入创造了条件。此外，由于检疫方面也存在很多薄弱环节，有约40%的外来入侵植物由于检查不严随贸易物品、交通工具或国际农产品和货物的输入裹挟带入或由船只压舱水带入，或者随植物引种带入等途径传入我国。因此，我国既要加强检疫工作，又要对外来物种的有意引进进行严格管理，实行外来物种引进的风险评估制度[2]。
对广州市造成重大危害和损失的物种主要包括白花鬼针草(Bidens alba)、鬼针草、马缨丹、五爪金龙(Ipomoea cairica)、假臭草、凤眼蓝、钻形紫菀、三裂叶薯(Ipomoea triloba)、空心莲子草、薇甘菊、刺苋、青葙(Celosia argenta)、银胶菊、南美蟛蜞菊、翼茎阔苞菊(Pluchea sagittalis)、大黍(Panicum maximum)、草胡椒(Peperomia pellucida)、少花龙葵(Solanum americanum)、小叶冷水花(Pilea micro-phylla)、金钟藤(Merremia boisiana)和光荚含羞草(Mimosa bimucronata)等物种。其中大黍、草胡椒、少花龙葵、小叶冷水花、南美蟛蜞菊、翼茎阔苞菊、三裂叶薯和金钟藤在全国范围来看危害并不是很严重，但在广州市这几种植物已经造成重大生态危害，因此提高了其危害等级。其中金钟藤2005年由陈炳辉在广东省广州市龙眼洞林场首次发现以来，目前已在广州的许多地区大面积覆盖次生林, 造成严重危害[26]。翼茎阔苞菊从2010年首次在南沙发现后[27]，近几年已经蔓延整个广州市，侵占了大片的弃耕地。南美蟛蜞菊和三裂叶薯也在广州地区侵占了大片荒地，危害本地物种的生长。大黍自引种栽培以来，逸生于广州，在公路，水渠，荒地成片生长，严重排挤本地植物[28]。小叶冷水花由于适应我国南方，如广州地区阴凉潮湿的环境，于是在逐渐成为优势物种的同时，严重侵犯了当地阴湿植物的空间[29]。因此，将以上植物的危害级别分别提高。而豚草、飞机草、落葵薯、假高粱等几种外来入侵植物，在《中国外来入侵植物调研报告》被列入一级入侵类植物，在实际调查中尚未发现严重危害，故降低了这些植物的危害等级。值得注意的是，世界性的恶性杂草——豚草的花粉会引发“枯草热”，严重危害人畜健康[30]，其目前已经从广州北部的花都区扩散到了从化区的西部和东部山地附近，并形成了区域性的优势种群，大有继续向南部地区入侵之势，这需要引起政府相关部门的高度警惕并及早做出相应的防治措施[31]。
针对广州市日益严峻的外来植物入侵形势，建议相关部门立即启动对外来入侵物种的长期监测研究，并建立外来入侵植物动态变化情况数据库, 同时开展对外来入侵植物综合利用和防治的应用性基础研究，以使它们能最大程度上为人类所利用，如野茼蒿(Crassocephalum crepidioides)可以用作蔬菜，薇甘菊可以制造生物农药等。此外，也要全面加强对外来植物入侵源头的控制，重视边境口岸、货轮码头和自贸区等关键区域检验检疫工作, 提高专业检查和检测的技术水平，尽可能杜绝外来有害植物的种子随人口流动或货物运输导致的无意引入。还有，政府部门也应利用广泛的媒体资源，在木材进口、花卉入境、动物贸易等重点企业开展外来植物入侵危害的宣教活动，提高公众防范意识，形成群防群治的良好氛围[6, 32]，从而降低外来入侵植物对人类健康、社会发展和生态安全造成的威胁，实现创建森林城市、创造宜居环境的城市建设发展目标，为实施绿色发展永续战略、推动生态文明建设做出努力。
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