植物入侵,跟你有什么关系?
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随着全球联系的日益紧密,不同区域间的交流频率也大大提高。为了丰富绿化植物的种类,营造更好的人居环境等,相当一部分的外来植物常常以观赏植物的身份,从原产地不断被引入到不同的地方,并且这部分的植物引种在国际物种交换和迁移中还占有一定的比重。
加拿大一枝黄花,便是凭借着饱和度拉满的金黄色调,再加上花量极大,一举斩获国外观赏植物的名额后来到了中国。但事实上,它也已经被钉在了中国第二批外来入侵物种名单之中。
究其原因,是这种植物除了能用种子繁殖外,还能以发达的根状茎进行繁殖,且繁殖力极强、传播速度极快,从山坡林地到沼泽地带都能适应得了。最终导致其不断侵入各类生态系统,消耗土壤肥力,排挤当地物种,形势不容乐观。
那对于植物入侵,想要知道它跟我们有什么关系,还需要从以下几个方面去了解。
◆ 藿香蓟,能产生和释放多种化感物质,抑制本土植物的生长 ◆
一提到外来植物,可能有些朋友会觉得,它们都是不好的,都会对我国的生态系统造成严重的破坏。但这其实是把外来植物和入侵植物的概念相混淆了,它俩实际上是包含与被包含的关系。
通常我们所说的外来植物,又叫引入植物。即域外的、非本地的植物在经过人为或自然因素离开原产地后,进入到其他新的领域,并能够正常生存延续的植物。也就是说,它是相对于一定区域内的本土植物而言的,类似于户籍人口和外来人口的区别。
◆ 微甘菊,能迅速覆盖植物,使其因光合作用受阻而窒息死亡 ◆
根据林秦文等: 中国外来植物数据集的最新统计显示,中国外来植物共有283科3233属14710个类群(含13401原种332杂交种2嵌合体458亚种503变种14变型),而截至2021年12月31日,中国境内本土有维管植物为37464个类群。
换言之,外来植物已在中国的植物种类构成中占据了高达28.19%的比例。即你在中国范围内,平均每看到10种植物,就约有3种属于外来植物。
◆ 五爪金龙,作妖手段跟微甘菊类似 ◆
那外来植物是否都会对本地生态环境和系统造成破坏呢?答案是否定的,因为外来植物在进入新的区域后,根据其生长状态又可分为4类:
1.栽培植物
即外来植物经过人工栽培后,具有一定生产价值或经济性状、遗传性稳定、能适合人类需要的植物。它们几乎只能依赖人类才能够繁衍和生存下去,比如绝大部分作物。
其中粮食作物,如:马铃薯、番薯、玉米等;纤维作物,如:棉花、胡麻等;油料作物,如:花生、芝麻等;大多数果树,如:苹果、石榴、核桃等;蔬菜作物,如:茄子、菠菜、西红柿等;还有各种观赏花卉,如:朱顶红、鸳鸯茉莉、松红梅等。
不过由于我国地域辽阔,气候类型复杂多样,有些植物可以在南方地区露地栽培、归化甚至入侵,但在北方地区则多半只能在温室、花圃或者田间等小环境中生存。
2.逃逸植物
即外来植物被引种到新的区域后,在人工栽培的过程中,其通过各种自然因素如强风、洪水、滑坡或不当的人为因素等,导致脱离栽培环境以及人类的护理和培育,成为临时的流浪汉,或形成短时间的稳定野生种群的植物。但是这类植物对周围环境没有什么影响。
3.归化植物
即外来植物通过各种途径进入到新的区域后,能够在自然条件下正常繁衍后代并延续下去的植物。它们能够独立生存多年,并进入其他类似或者相近的环境,就跟本土的植物一样,但不会造成大的不良影响。
4.入侵植物
入侵植物是外来植物中归化的植物类型。它与一般归化植物的区别主要表现在:大部分外来植物在成功入侵后,其长势均难以控制,而且还会通过压制或排挤本土植物,逐渐形成单一优势植物种群,危及本土生态环境,最终造成经济、社会以及生态系统的损失。
◆ 马缨丹,常形成密集单优群落,严重妨碍并排挤其他植物 ◆
在所有外来植物类群中, 栽培植物种类最多, 占比超过90%。毫无疑问,大部分外来植物是有益的。而入侵植物种类最少,只有大约2%-3%的比例,但这个数量还是有数百种之多,绝对不容轻视。
我翻看过许多关于入侵植物的文献和资料,可能受调查的年份、调查的范围、物种之间的划分、入侵植物的控制、人为的主观因素,以及其他一些误差等影响,这些文献和资料都很难有一个相对统一的数据,有的说是391种,有的说是402种,也有的说是515种。
但不管具体的数字是多少,我们都需要时刻警惕它们的传入、定居、繁衍,以及危害。否则这个数量只会多不会少。
◆ 三裂叶豚草,遮盖和压制作物生长,影响作物产量 ◆
在目前已知的数百种入侵植物中,我们根据其入侵特性和危害程度,划分了不同的入侵等级。虽然不同的文献标准不尽相同,但基本包含有恶性入侵类、严重入侵类、局部入侵类、一般入侵类、有待观察类等。
中国环境保护部就先后在2003年、2010年、2014年、2016年,先后发布了4批共40种恶性入侵类的入侵植物名单。具体如下:
通常来说,一些外来植物能够成长为入侵植物,不外乎以下几个原因,比如其自身的适应力和竞争力强、生态幅广;繁殖后代的效能高;资源利用率高;缺乏天敌和竞争对手等。以至于入侵植物往往表现出铺天盖地、死亡缠绕、生化危机、唯我独尊等现象。
目前,我们在研究入侵植物之所以能够成功入侵到新的区域,主要聚焦在三个方面。一是研究这个物种有哪些厉害之处,也就是其自身的竞争力;二是研究被入侵的区域有哪些薄弱之处,也就是环境的可入侵性;三是研究入侵植物和被入侵区域这两者的关系及其所产生的作用。
◆ 垂序商陆,全株有毒,对人和牲畜有毒害作用 ◆
在此基础上,提出了各种各样的假说,比如天敌逃逸假说、资源机遇假说、增强竞争力进化假说、化学武器假说等。简单举几个例子:
1.天敌逃逸假说
即入侵植物由于脱离了原产地的捕食者、竞争者等的控制,且本地竞争者的天敌又没有发生寄主转移,或本地广食性天敌对入侵植物的影响远小于对本地植物的影响,从而导致入侵植物分布范围的逐渐扩大。
2.资源机遇假说
即新的环境中一旦具有入侵植物所必需的生态资源,比如光照、水分、土壤等营养,且这些生态资源也大多没有被本地植物有效利用时,便为入侵植物的入侵提供了可能的空间。
3.增强竞争力进化假说
即由于在新的区域缺乏天敌的控制,入侵植物原本用于防御的资源投资就可以转移到自身的生长发育上,使其在新生境中更具竞争力。这其实就是把原本用来防御的技能点,全部点在了生长上面。
4.化学武器假说
即入侵植物与本地植物之间往往存在着相互抑制的作用,这类作用通常是由于入侵植物根系分泌物可以抑制其他植物的种子萌发和植株生长,也就是化感作用。这个化感作用不仅可以排挤本地植物,还可以通过延迟发育、拒食和毒性等作用减少植食性昆虫、大型动物及其他天敌对它们的取食,从而占据竞争优势,成功入侵。
以上只是其中的一些假说,实际上植物入侵本身就是一个非常复杂的过程。已有的假说虽然一定程度上解释了它们的入侵规律,但也存在不少局限性。想要真正弄明白植物入侵的机制,需要联合多种相互关联的假说在一起才行。
入侵植物进入我国,无非就两个途径:人为引进和自然入侵。
1.人为引进
人为引进又分为有意引进和无意引进两种形式。
其中有意引进主要是鉴于被引进植物起初通常具有一定的经济价值或环境效益,也就是出于观赏、饲料、药用、绿化等目的而引进的,如充当牲畜饲料、防治水土流失、用于园林绿化等。这些都是很正常的现象,只不过由于缺乏全面综合的风险评估,以及后期管理存在漏洞,导致新引进的植物泛滥成灾。
如空心莲子草、凤眼莲、大薸等都在上世纪50年代作为猪饲料推广栽培,此后逸生导致灾害;如马缨丹、加拿大一枝黄花、圆叶牵牛等都作为观赏花卉而广泛引种栽培,后逃逸成灾;如垂序商陆等作为观赏植物或药用植物引种栽培,后广泛逸生……
◆ 空心莲子草和凤眼莲正在激烈厮杀中 ◆
至于无意引进,尽管种类不算特别多,但通常具有杂草性、隐蔽性、偶然性等特点。
这些特点集中体现在入侵植物多以草本植物为主,其产生的种子和瘦果数量多、个体小、可以吸附或黏在入境人员身上,如刺苍耳、豚草、飞机草等;也有通过混入进口粮食作物等贸易品中传入的,如毒麦、石茅、三叶鬼针草等。
◆ 飞机草,能产生化感物质抑制植物生长,还能使昆虫拒食 ◆
2.自然入侵
自然入侵就是指通过大自然的力量,如风力、水力、鸟兽虫鱼的力量等,让入侵植物发生空间转移的情况。
如紫茎泽兰、一年蓬、钻叶紫菀、黄花刺茄等的种子非常轻便,风力、水力都能把它们的种子带到很远的地方。又如野燕麦、三裂叶豚草等,又可以通过鸟类啄食后异地扩散。
◆ 紫茎泽兰,每株可年产瘦果1万粒左右,藉冠毛随风传播 ◆
当然,植物入侵还有很强的地域性特征。一般来说,入侵植物的多少,与经济发展的快慢、交通网络的疏密、人口数量的多少等呈正相关。此外,其还与纬度的高低呈负相关,即气候越温暖湿润,则越有利于入侵植物的生长。
资料来源:《中国外来入侵植物的等级划分与地理分布格局分析》——闫小玲等
如南美蟛蜞菊,其产自南美洲,喜欢温暖湿润的气候,所以在华南地区已经成为一种入侵植物,但其在北方地区却难以越冬存活,对当地的生态环境暂未构成太大的威胁。所以由此可以推断,我国的南方地区,是入侵植物的泛滥区。
◆ 南美蟛蜞菊,具有强烈的化感作用,排斥异种 ◆
入侵植物有什么危害?
笼统地讲,入侵植物会对我国区域生态系统、植物栖息地造成难以挽回破坏,严重威胁我国的生物多样性和生态安全,这样的损失是不可估量的,并且每年还给我国造成巨额的经济损失。所以,你觉得植物入侵跟你有什么关系?
以空心莲子草为例,这种原产自南美洲的多年生草本,在繁殖策略上完全抛弃了有性生殖这条路,而是一门心思把“无性生殖”的技能点满。它的每一段茎枝,都能在节处生出根来,继而成长为新的植株。以至于它的所到之处,几乎遍及我国黄河流域以南的地区。
而这些被它肆虐的地方,主要表现为几个方面:覆盖水域,堵塞航道,阻碍经济活动;危害农田,破坏品质,降低作物产量;入侵绿地,毁坏景观,加大养护成本;滋生蚊蝇,附着害虫,危害人畜健康;排挤植物,破坏生态,影响群落稳定等。
◆ 空心莲子草,几乎遍及我国黄河流域以南地区 ◆
又如光荚含羞草,其原产热带美洲,在上世纪50年代由广东中山旅美华侨引入。其常常生于村落及溪流边、果园及荒地中,适应性强且生长迅速,能够在短时间内形成单一优势群落。虽然它的茎枝可充当薪柴焚烧,头状花序亦洁白美丽,但关键是排挤本地物种,造成严重的生态或经济损失。
◆ 光荚含羞草,能在短时间内形成单优群落,排挤本地物种 ◆
另有一些入侵植物还是诸多害虫的宿主,还会危害诸多作物的生长。如小蓬草是棉铃虫和棉蝽象的中间宿主;一年蓬是地老虎的宿主。
◆ 一年蓬,常入侵山坡湿草地、旷野、路旁等,排挤本土植物 ◆
入侵植物怎么去防治?
由于全球联系越来越紧密,特别是改革开放以来的这几十年,不管是对外贸易、跨境旅游,还是交通工具的发展,都给外来入侵植物在我国的扩散提供了相当大的便利。就目前而言,我们对入侵植物主要采取检疫、人工、生物、化学等手段,以及将这些手段结合起来综合治理。但我觉得这多数时候已经是在入侵植物发展到一定程度后,国家和政府层面去做的事情了。
真正去做好防治工作,我的想法是:加强科普宣传工作。中国人口数量庞大,对植物入侵的危害不甚了解,在引种和玩弄奇花异草的同时,疏于管理或随意丢弃,都有可能引发新一轮的植物入侵。而只有让更多的人认识和了解它们,才能够意识到植物入侵问题的严重性和紧迫性,进而共同来防治外来植物的入侵,确保最大限度做好这项工作。
最后,顺便提一下,本文所说的入侵植物,是以国家这个行政单位去讨论的。但实际上外来入侵植物的划分并不能以是否来自国外作为唯一标准。毕竟我们国家实在是太大了,不同地理区域间的国产植物相互入侵也是一种正常且常见的现象,但同样不容忽视。
讲完。
「往期精彩」
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