（植物學(xué)專業(yè)論文）江浙滬地區(qū)外來植物入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的構(gòu)建.pdf

e s t a b l i s h m e n to fr i s k a ss e ss m e n t s y s t e mf o r a l i e n p l a n t si n j i a n g s u ，z h e j i a n ga n d sh a n g h a i a d i s s e r t a t i o ni np l a n ts c i e n c e u n d e rt h es u p e r v i s i o no f p r o f e s s o r g u o s h u i l i a n g b y l im i n g l i z h e ji a n gn o r m a l u n i v e r s i t y j i n h u a ，z h e ji a n g ，c h i n a a p r i l ，2 010 董 | 謝忱 本項(xiàng)工作得到上海市教委創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目“外來植物入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的理論與方法創(chuàng)新 以長江三角洲地區(qū)為例( i o z z 8 1 ) 、上海市教委技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)“外來入侵植物控制 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究( 0 7 d z 0 5 0 2 0 ) ”、國際質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目“我國外來植物入侵性風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估體系的建立和實(shí)踐( 科研專項(xiàng)0 8 0 3 ) 和“植物有害生物診斷國際標(biāo)準(zhǔn)的研究和 制定( 2 0 0 8 1 0 7 8 7 ) 的經(jīng)費(fèi)的資助。 ，-一 江浙滬地區(qū)外來植物入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的構(gòu)建 摘要 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及各種對(duì)外交流的發(fā)展，外來植物入侵風(fēng)險(xiǎn)逐漸增加。江 浙滬地區(qū)作為我國的對(duì)外交流、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易中心，外來入侵植物的數(shù)量急劇增加，因此必 須建立適應(yīng)本區(qū)域的外來植物入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。本文主要以江蘇、浙江和上海為研 究區(qū)域，進(jìn)行草本植物的生態(tài)學(xué)調(diào)查，通過對(duì)植物性狀與入侵性，植物分布與環(huán)境因子 等關(guān)系的研究，找出構(gòu)建本區(qū)域外來植物入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的指標(biāo)，構(gòu)建相應(yīng)的入侵 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。主要研究結(jié)果如下： 1 江浙滬地區(qū)共調(diào)查有1 7 1 種外來植物，隸屬3 8 科7 4 屬。本區(qū)域的外來植物種類 種類豐富，優(yōu)勢(shì)科現(xiàn)象明顯，菊科最多( 4 7 種) ，其次是禾本科( 2 9 ) 、豆科( 1 3 ) 和莧 科( 1 0 ) ；該地區(qū)外來植物地理分布類型中熱帶分布占大多數(shù)，區(qū)系特點(diǎn)是比較年輕的， 主要來自美洲( 5 6 ) 和歐洲( 2 9 ) ，因此在引種時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這些原產(chǎn)地物種的控制。 2 通過對(duì)江浙滬地區(qū)植物的生態(tài)調(diào)查，以4 9 8 個(gè)樣地，4 3 1 種植物的生態(tài)重要值為 基礎(chǔ)，計(jì)測(cè)其生態(tài)位寬度發(fā)現(xiàn)，豬殃殃、野塘蒿、小飛蓬、加拿大一枝黃花、一年蓬出 現(xiàn)的頻率最高，在調(diào)查區(qū)域有廣泛的分布；4 9 8 個(gè)樣地中總的生態(tài)重要值最高的分別是 加拿大一枝黃花( 2 3 0 9 9 ) 、豬殃殃( 2 0 8 0 2 ) 、大巢菜( 1 6 8 6 5 ) 、蓰草( 1 6 6 3 5 ) 、野老 鸛草( 1 1 6 4 2 ) 、野塘蒿( 1 1 4 4 7 ) 等，這些都是危害大、入侵性強(qiáng)的植物；生態(tài)位寬度 最大的分別是豬殃殃( 5 1 9 3 ) 、野塘蒿( 5 0 4 4 ) 、加拿大一枝黃花( 4 8 0 4 ) 、小飛蓬( 4 8 1 7 ) 、 一年蓬( 4 5 4 2 ) 和鉆形紫菀( 4 0 4 1 ) ，這些植物都具有更強(qiáng)的入侵能力，更能夠適應(yīng)多 樣化的生境。因此，植物的生境多樣化程度可以作為構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的一個(gè)指標(biāo)，分 布于多樣化生境的，應(yīng)賦予較大的權(quán)值。 3 基于4 9 8 個(gè)樣地植物的野外調(diào)查，建立樣地環(huán)境因子數(shù)據(jù)矩陣，運(yùn)用s p s s1 3 0 中的b i v a r i a f e 相關(guān)性分析模塊，計(jì)算生態(tài)重要值和人為干擾度之間的相關(guān)系數(shù)，探討 這種相關(guān)性與植物雜草性( 入侵性) 之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)調(diào)查區(qū)域內(nèi)生態(tài)重要值與人為干 擾度間相關(guān)系數(shù)最大的分別是狗尾草( 0 3 1 3 ) 、牛筋草( 0 2 6 5 ) 、馬唐( 0 2 5 1 ) 、加拿大 枝黃花( o 2 2 7 ) 、鉆形紫菀( 0 2 2 2 ) 和蒼耳( 0 2 1 3 ) 等，這些植物均為雜草或重要的 外來入侵植物；最不適于生活在人為干擾環(huán)境的植物有三脈葉馬蘭( - 0 2 5 0 ) 、魚腥草 ( 0 2 3 9 ) 、野大豆( 0 2 3 8 ) 、過路黃( 0 2 3 5 ) 、漸尖毛蕨( 0 2 2 5 ) 、絞股藍(lán)( - 0 2 2 5 ) 等，結(jié)合文獻(xiàn)資料和野外觀察，表明生態(tài)重要值與人為干擾強(qiáng)度間的相關(guān)系數(shù)越大，植 物的入侵能力也越強(qiáng)，此相關(guān)系數(shù)可以作為植物對(duì)人為干擾環(huán)境的一種入侵能力，再進(jìn) 一步分析這種相關(guān)系數(shù)( 即入侵能力) 與植物學(xué)性狀間的關(guān)系。 4 計(jì)測(cè)了4 2 1 種被子植物2 6 個(gè)植物學(xué)性狀，統(tǒng)計(jì)分析了這些性狀和入侵性之間的 關(guān)系。發(fā)現(xiàn)該地區(qū)具有入侵傾向的植物多數(shù)具有以下性狀：一、二年生生活型、沒有營 養(yǎng)繁殖器官如塊根、塊莖等、花部呈輻射對(duì)稱、兩性花、傳播體( 果實(shí)或種子) 小、種 子數(shù)量多、生活在陽生生境中、植株直立、風(fēng)媒傳粉、果實(shí)或種子無刺、植株有毒等。 5 文獻(xiàn)檢索表明，具有入侵性的植物一般都具有較小的d n a c 值，染色體倍性高， 種子具有休眠且萌發(fā)不整齊，通過釋放化感物質(zhì)抑制土著植物的種子萌發(fā)和幼苗生長。 針對(duì)前人在植物入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)中存在的不足，結(jié)合本文的研究結(jié)果，結(jié)合文獻(xiàn)檢索 資料，提出了江浙滬地區(qū)外來植物入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。該體系共包括5 個(gè)一級(jí)指標(biāo)， 2 7 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，各指標(biāo)的加權(quán)值即是最終的評(píng)估分?jǐn)?shù)，得分0 2 9 的，可以接受，允許 其引進(jìn)；得分3 0 5 9 的，有一定的風(fēng)險(xiǎn)，引入后采取一定的措施嚴(yán)格控制其逃逸和擴(kuò)散； 得分6 0 1 0 0 的，入侵風(fēng)險(xiǎn)高，不可接受，必須禁止引進(jìn)。最后選取本地區(qū)有分布的5 4 種外來植物對(duì)該評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，確認(rèn)了這一系統(tǒng)的合理性。 關(guān)鍵詞：外來植物；性狀；干擾；入侵性；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)；江浙滬地區(qū) i i o e s t a b l i s h m e n to fr i s ka s s e s s m e n ts y s t e m f o ra l i e n p l a n t si nj i a n g s u ，z h e j i a n g a n ds h a n g h a i a bs t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m i c ，s o c i a la n df o r e i g ne x c h a i l g e ，a l i e n p l a n t1 n v a s l o r l sb e c o m em o r ea n dm o r ee v i d e n t a sf o r e i g ne x c h a n g e ，e c o n o m i ca i l dn 謝e c e n t e ro fc h i n a , t h en u m b e ro fa l i e ni n v a s i v e p l a n t si nj i a n g s u ，z h e j i a n ga n ds h a n g h a l 1 n c r e a s e dd r a m a t i c a l l y , s oar i s ka s s e s s m e n ts y s t e mf o re x o t i cp l a n t si nt h i sa r e as h o u l db e e s t a b l i s h e dt op r e v e n tp l a n ti n v a s i o n se f f e c t i v e l y b a s e do nt h ec u r r e n tt h e o r yo fi n v a s i 嘰 e c o l o g y , t h ei n v e s t i g a t i o no fh e r b si n j i a n g s u ，z h e j i a n ga n ds h a n g h a i ，t h er e l m i o n s h i p b e t w e e na t t r i b u t e so f p l a n t sa n di n v a s i v e n e s s ，d i s t r i b u t i o no fp l a n t sa n de n v i r o n m e n t a if a c t o r s t h ei n d i c e si nr e l a t i o nt op l a n ti n v a s i v e n e s sw e r e i d e n t i f i e d ，t h u sar i s ka s s e s s m e n ts v s m e n tf o r e x o t i cp l a n t si nj i a n g s u ，z h e j i a n ga n d s h a n g h a iw e r ee s t a b l i s h e d t h em a i nr e s u l t sa r e ： 1 t h es p e c i e so fa l i e np l a n t si nj i a n g s u ，z h e j i a n ga n ds h a n g h a iw e r es u r v e y e d w i t ht h e s q u a r ep l o tm e t h o di nd i f f e r e n th a b i t a t s b a s e do no u r i n v e s t i g a t i o n ，t o g e t h e rw i t ht h el i t e r 咖r e 171a l i e np l a n ts p e c i e s ，b e l o n g i n gt o 7 4g e n e r aa n d38f a m i l i e s ，、e r e c o 刖；i 肌e d a 盤o n g t h e m ，c o m p o s i t a e ( 4 7s p e c i e s ) ，g r a m i n e a e ( 2 9 ) ，l e g u m i n o s a e ( 13 ) ，m a r a l l t l l a c e a e ( 1 0 ) a r et h e d o m i n a n tf a m i l i e s i nt h i sr e g i o n ，t h ep r o p o r t i o no f t r o p i c a ld i s t r i b u t i o no f t h e s e1 7 1a l i e n p l 羽n s p e c i e sw a sh i g h e r ，f l o r i s t i cc h a r a c t e r i s t i cw a sy o u n g e n t o t a l l ya b o u t8 5 o ft h ea l i e np l a n t s o n g i n a t ef r o ma m e r i c a ( 5 6 ) a n de u r o p e ( 2 9 ) ，s oa p p r o p r i a t em e a s u r e st oc o n t r o l t h e i n t r o d u c t i o no ft h ep l a n t sf r o ma m e r i c aa n d e u r o p ea r ee s s e n t i a l 2 b a s e do nt h ee c o l o g i c a li m p o r t a n tv a l u eo f4 3 1p l a n t si n4 9 8s i t e s ，t h e i rn i c h eb r e a d t h w a sc a l c u l a t e db a s e do nt h es h a n n o n e q u a t i o n g a l i u ma p a r i n ev a r t e ，z p ，z l 廳z ，c d 以1 ，c z 口 6 d 聊招瑚趣c o n y z ac a n a d e n s i s ，s o l i d a g oc a n a d e n s & a n de r i g e r o n 口玎 甜淞h a dt l l eh i g h e s t 1 j r e q u e n c ya n dab r o a dd i s t r i b u t i o n ；s o l i d a g oc a n a d e n s i s ，g a l i u m a p a r i n pv 躚胞，z p ，| “所，矽蝕脅 刪v 口，h u m u l u ss c a n d e n s ， g e r a n i u mc a r o l i n i a n u ma n dc o n y z a b o n a r i e n s i s ，h a d 也el a r g e s t t o t a ll m p o r t a n tv a l u e s ，b e i n g2 3 0 9 9 ，2 0 8 0 2 ，1 6 8 6 5 ，1 6 6 3 5 ，1 1 6 4 2a n d 1 1 4 4 7 ，r e s p e c t i v e i y ： i i i g a l i u ma p a r i n ev a t t e n e r u m ，c o n y z ab o n a r i e n s 括，s o l i d a g oc a n a d e n s i s ，c o n y z ac a n a d e n s & ， e r i g e r o na n n u u sa n da s t e rs u b u l a t u sh a d t h el a r g e s tn i c h eb r e a d t h ，b e i n g5 1 9 3 ，5 0 4 4 ，4 8 0 4 ， 4 817 ，4 5 4 2 ，4 0 41 ，r e s p e c t i v e l y , w h i c hm e a n st h a tt h e s ep l a n t sa r eh i g h e ri n v a s i v eb e c a u s eo f t h e i ra b i l i t yt oa d a p tt od i v e r s eh a b i t a t s t h e r e f o r , t h ed e g r e eo fd i v e r s eh a b i t a t sf o raa p e c i e s c o u l db eu s e da sa l li n d i c a t o rt ob u i l dr i s ka s s e s s m e n ts y s t e m 3 p e a r s o nc o r r e l a t i o n sb e t w e e nt h ee c o l o g i c a li m p o r t a n tv a l u ea n dt h ed i s t u r b a n c e i n t e n s i t yw e r ec a l c u l a t e dt oe l u c i d a t et h ea b i l i t yt oa d a p tt h ed i s t u r b e de n v i r o n m e n tf o ra s p e c i e s t h er e s u l t ss h o w e d ：s e t a r i av 咖i d i s ，e l e u s i n ei n d i c a ，d i g i t a r i as a n g u i n a l i s ，s o l i d a g o c a n a d e n s i s ，a s t e rs u b u l a t u s ，x a n t h i u ms i b i r i c u mh a dt h el a r g e s tc o r r e l m i o nc o e f f i c i e n t s ，b e i n g 0 3 1 3 ，0 2 6 5 ，0 2 5 1 ，0 2 2 7 ，0 2 2 2a n d0 2 1 3 ，r e s p e c t i v e l y ；w h i l ea s t e ra g e r a t o i d e sa s t e r a g e r a t o i d e s ( - o 2 5 0 ) ，h o u 仃u y n i ac o r d a t a ( 一0 2 3 9 ) ，g l y e i n es o j a ( - 0 2 3 8 ) ，l y s i m a c h i a c h r i s t i n a e ( - 0 2 3 5 ) ，c y c l o s o r u sa c u m i n a t u s ( 一0 2 2 5 ) a n dg y n o s t e m m a p e n t a p h y l l u m ( 一0 2 2 5 ) + h a dt h el a r g e s tn e g e c t i v ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t s ，b e i n gl e s st h a n 一0 2 2 5 a c c o r d i n gt ot h e i n v e s t i g a t i o ni nt h ef i e l d ，a sw e l la st h ec h e c ko fr e l a t e dl i t e r a t u r e ，t h el a r g e rt h ec o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n tw a s ，t h em o r es u i t a b l ef o ras p e c i e st og r o wi nt h ed i s t u r b e de b v i r o n m e n t ，a n dt h u s t h ep l a n th a d l a e g e ri n v a s i v e n e s s 4 at o t a lo f 2 6c h a r a c t e r so f 4 2 1p l a n t si nj i a n g s u ，z h e j i a n ga n ds h a n g h a iw e r er e c o r d e d ， a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e s ec h a r a c t e r s 謝t l lt h e i ri n v a s i v e n e s s ( n a m e l yt h ec o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n tb e t w e e nt h ee c o l o g i c a li m p o r t a n tv a l u ea n dt h ed i s t u r b a n c ei n t e n s i t yf o ras p e c i e s ) w e r ea n a l y z e d o u rr e s u l t ss h o w e dt h a tt h ei n v a s i v ep l a n t st e n dt oh a v ea n n u a lo rb i e n n i a ll i f e f o r m ，t o x i c t h e s ep l a n t sa l s oa d a p t e dt ox e r i co rs u u n yh a b i t a t s t h e ya r el i k e l yt oh a v ew i n d p o l l i n a t e db i e e s u a lf l o w e r s ，a c t i n o m o r p h i cf l o w e r sa n dp r o d u c em a n ys m a l lm u c i l a g i n o u so r a r m e ds e e d s t h e ya r eu n l i k e l yt oh a v et h o r n s ，o rr e p r o d u c ev e g e t a t i v e l y 5 i n v a s i v ep l a n t sa r eg e n e r a l l yc h a r a c t e r i z e db yh a v i n gs m a l l e rd n ac v a l u e s ，d o r m a n c y a n di r r e g u l a rg e r m i n a t i o n s e e d s ；h i g h e rp o l y p l o i d a n da l l e l o c h e m i c a l st oi n h i b i ts e e d g e r m i n a t i o na n ds e e d l i n gg r o w t ho fi n d i g e n o u sp l a n t s s u mu pt h ea b o v e ，ar i s ka s s e s s m e n t s y s t e mw a s e s t a b l i s h e da b o u ti n v a s i v ep l a n t si nj i a n g s u , z h e j i a n ga n ds h a n g h a i t h i ss y s t e m i n c l u d e sf i v eo n e 1 e v e li n d e x e sa n d2 7t w o l e v e li n d e x e s ，t h ew e i g h t e dv a l u eo fe a c hi n d e xi s t h ef i n a la s s e s s m e n ts c o r e s as p e c i e sw h o s ea s s e s s m e n ts c o r e sf r o m0t o2 9i sa c c e p t a b l e ， a l l o w i n gi tt oi n t r o d u c e ，t h o s ef r o m3 0t o5 9i so fc e r t a i nr i s k ，c e r t a i nm e a s u r e ss h o u l d b et a k e n i v a f t e ri n t r o d u c t i o nt oc o n t r o lt h e i re s c a p ea n ds p r e a d ，a n dt h o s ef r o m6 0t o 10 0i so fh i 曲d s k ， a n da r eu n a c c e p t a b l e ，w em u s tp r o h i b i tt h e mf r o mi n t r o d u c t i o n f i n a l l y ，5 4e x o t i c p l a n t si n j i a n g s u , z h e j i a n ga n ds h a n g h a iw e r es e l e c t e dt oa u t h e n t i c a t et h i ss y s t e m k e y w o r d s ：a l i e n p l a n t s ；c h a r a c t e r s ；d i s t u r b a n c e ；i n v a s i v e n e s s ；r i s ka s s e s s m e m s y s t e m ；j i a n g s u ，z h e j i a n ga n ds h a n g h a i v 、 l 一 一 目錄 摘要i a b s t r a c t 一i i i 緒 侖1 1 外來植物入侵研究概況1 1 1 我國外來植物入侵研究概況1 1 2 江浙滬地區(qū)外來植物入侵研究概況2 2 國內(nèi)外入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要方法3 2 1 定性的評(píng)估方法j 3 2 2 定量的評(píng)估方法。4 3 目前已有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)介紹。4 4 本論文的研究意義6 1 江浙滬地區(qū)外來入侵植物區(qū)系地理成分的特點(diǎn)8 1 1 研究方法8 1 1 1 自然概況8 1 1 2 調(diào)查方法8 1 2 結(jié)果與分析。9 1 2 1 外來植物種類組成9 1 2 2 外來植物科屬的組成9 1 2 3 外來植物區(qū)系屬的地理成分1 2 1 2 4 外來入侵植物原產(chǎn)地分析1 4 1 3 討論1 z i 2 江浙滬部分地區(qū)入侵性植物的生態(tài)學(xué)調(diào)查，1 7 2 1 研究方法一。1 7 2 1 1 自然概況1 7 2 1 2 調(diào)查方法1 7 2 1 3 數(shù)據(jù)處理17 2 2 結(jié)果與分析：1 8 2 2 1 植物種類組成18 2 2 2 生態(tài)重要值、生態(tài)位寬度和分布頻度分析1 9 2 3 討 侖1 9 3 植物對(duì)干擾環(huán)境適應(yīng)能力的統(tǒng)計(jì)。2 6 3 1 研究方法2 6 v l “k 3 1 1 區(qū)域概況2 6 3 12 野外調(diào)查方法2 6 3 1 3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法2 6 3 2 結(jié)果與分析2 7 3 ，3 討論3 3 4 影響植物入侵能力的性狀分析3 5 4 1 研究方法3 5 4 1 1 數(shù)據(jù)來源3 5 4 1 2 統(tǒng)計(jì)方法3 6 4 2 結(jié)果與分析3 7 4 3 討論3 7 5 江浙滬地區(qū)外來植物入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的構(gòu)建及驗(yàn)證4 0 5 1 其它相關(guān)指標(biāo)在入侵性評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值探討4 0 5 1 1d n a c 值對(duì)評(píng)估植物入侵性的應(yīng)用價(jià)值4 0 5 1 2 多倍性對(duì)評(píng)估植物入侵性的應(yīng)用4 1 5 1 3 化感作用對(duì)植物入侵性評(píng)估的應(yīng)用4 2 5 1 4 種子萌發(fā)在植物入侵性評(píng)估中的應(yīng)用4 2 5 1 5 對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響及其在入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用4 3 5 2 江浙滬地區(qū)外來植物入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的構(gòu)建4 5 5 3 江浙滬地區(qū)5 4 種外來植物的入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果4 7 5 4 討論4 9 6 總結(jié)51 參考文獻(xiàn)5 2 附錄6 4 附錄1 論文中出現(xiàn)所有植物的名錄一6 4 附錄22 6 個(gè)性狀在4 2 1 種植物中的分布6 9 附錄34 9 8 個(gè)樣地的環(huán)境情況簡介7 8 附錄42 7 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)在5 4 種植物中的分布8 3 致謝8 5 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄8 6 學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明一8 7 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明8 7 v i l 和q ，l 緒論 中國是世界上遭受外來生物入侵最嚴(yán)重的國家之一【l 2 】，外來植物是生物入侵問題的 主要研究對(duì)象【3 】。近年來，隨著我國對(duì)外交流的迅速發(fā)展，新的外來植物入侵的風(fēng)險(xiǎn)在 增加1 4 , 5 o 】，如鳳眼蓮1 7 1 ( 本文出現(xiàn)的所有植物名稱的拉丁文見附錄1 ) 、加拿大一枝黃 花【8 1 、紫莖澤蘭【9 】、空心蓮子草【1 0 】等。 江浙滬地區(qū)作為我國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易中心，外來人員活動(dòng)頻繁，隨之而來的外來植物的種 類也在增加。外來入侵植物不僅打破了入侵區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的平衡，影響生態(tài)系統(tǒng)的承載 力，而且對(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)以及人類健康，造成了無法估量的損失。因此，掌握外來 入侵植物的擴(kuò)散模式以及與外來植物入侵性相關(guān)的性狀特點(diǎn)，建立有效的外來植物入侵 性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，對(duì)于有效防止和防制外來植物入侵具有重大的意義。 1 外來植物入侵研究概況 外來入侵植物是指在非原生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化出來的植物，由于自然或人為因素被引入新 環(huán)境并對(duì)新環(huán)境及其物種構(gòu)成威脅的種類【1 1 , 1 2 1 。植物入侵是指一種植物在人為活動(dòng)的影 響下，從原產(chǎn)地進(jìn)入到一個(gè)新的棲息地，并通過定居、建群和擴(kuò)散而逐漸占領(lǐng)該棲息地， 從而對(duì)當(dāng)?shù)赝林N群和生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響的生態(tài)現(xiàn)象【1 3 1 。雜草則是指在任何特定地 區(qū)，種群完全或主要生長在被人明顯干擾了的環(huán)境，而本身又不是有意栽培的植物類群 【1 4 j 。因此，雜草與外來入侵植物在適應(yīng)人為干擾環(huán)境的特點(diǎn)上具有本質(zhì)上相同的生物學(xué) 特點(diǎn)。 1 1 我國外來植物入侵研究概況 我國對(duì)外來入侵植物種類的調(diào)查開始于2 0 世紀(jì)9 0 年代中期【1 5 1 。郭水良等【1 6 1 發(fā)現(xiàn)閩 贛浙滬蘇皖五省一市境內(nèi)分布9 4 種入侵植物，隸屬于2 4 科6 4 屬【1 7 】；丁建清等【1 8 】發(fā)現(xiàn) 至少有5 8 種外來植物對(duì)農(nóng)林業(yè)帶來危害；強(qiáng)勝等【1 9 】發(fā)現(xiàn)在我國境內(nèi)已有入侵植物1 0 8 種，隸屬于2 3 科，7 6 屬，其中被認(rèn)為全國性或地區(qū)性的有1 5 種，它們分布在草原、林 地、水域或濕地，生長在農(nóng)田、荒地或鐵路、公路兩側(cè)等，1 0 8 種入侵植物中，有6 3 種最初是作為有用植物引進(jìn)的 捌。近年來，我國的植物區(qū)系中外來入侵植物的比例日趨 厶k 緒論 增多，2 0 0 4 年已達(dá)1 8 8 種【2 0 1 ，外來植物引種后沒有采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右怨芾硎钱a(chǎn)生入 侵性的一個(gè)重要原因，入侵植物黃頂菊2 0 0 2 年在河北省衡水境內(nèi)有少量分布，到2 0 0 6 年已蔓延至河北省4 7 個(gè)縣，分布面積達(dá)2 萬瞄以上口1 , 2 2 1 ；蔣明等【2 3 】在浙江麗水首先 發(fā)現(xiàn)了裂葉月見草，認(rèn)為是通過蔬菜種子調(diào)用無意引入的，研究發(fā)現(xiàn)該種繁殖系數(shù)大， 能夠通過種子和地下宿根繁殖，適應(yīng)性強(qiáng)，具有一定的入侵性；2 0 0 8 年在遼寧省沈陽市 境內(nèi)發(fā)現(xiàn)粗毛牛膝菊，由于管理不善，目前正呈現(xiàn)爆發(fā)式生長態(tài)勢(shì) - 2 4 , 2 5 】。 外來入侵植物已對(duì)作物、草坪、果園、自然環(huán)境生物多樣性產(chǎn)生了嚴(yán)重危害。有關(guān) 外來入侵植物的研究，涉及的種類主要有豚草【2 6 捌、風(fēng)眼蓮 1 8 】、北美車耐2 8 】和睫毛婆婆 納【2 9 】、薇甘菊 3 0 , 3 1 】、紫莖澤蘭【3 2 1 、斑地錦【3 3 】、假高粱【3 4 1 、意大利蒼耳【3 5 1 、銀膠菊【3 6 1 、 粉花月見掣3 7 1 、飛機(jī)草口8 1 等，研究內(nèi)容也主要是它們的植物學(xué)和生態(tài)學(xué)特征、分布、危 害以及防除途徑等；其中對(duì)豚草屬的研究還涉及到他們的染色體核型【3 9 1 、揮發(fā)油成分【4 0 1 、 形態(tài)結(jié)構(gòu)【4 1 1 、化學(xué)他感作用1 4 2 1 ，對(duì)北美車前的染色體核型【4 3 1 、粉花月見草的物候期【3 7 1 、 假高粱的化感作用口4 1 、空心蓮子草的花粉形態(tài)及生活力測(cè)定【刪、光合日變化【4 5 1 、幾丁 質(zhì)酶【4 6 1 ，黃頂菊的化感作用【4 7 1 、生物活性及化學(xué)成分【4 8 】等也有一定的研究。 1 。2 江浙滬地區(qū)外來植物入侵研究概況 ， 上海、江蘇、浙江位于我國東部沿海長江三角洲地區(qū)，作為我國改革開放的門戶， 經(jīng)濟(jì)水平發(fā)達(dá)，人口密集，對(duì)外貿(mào)易等比較頻繁，加之優(yōu)越的自然條件，為外來植物的 入侵提供了理想的條件【4 9 1 。2 0 世紀(jì)9 0 年代以來，像風(fēng)眼蓮、加拿大一枝黃花、空心蓮 子草、互花米草等外來植物入侵事件不斷發(fā)生，對(duì)江浙滬地區(qū)的農(nóng)林經(jīng)濟(jì)、居民生活和 生態(tài)安全造成了巨大的損失【5 0 1 。 外來植物入侵的途徑一般包括自然入侵、偶然傳入或者作為觀賞、藥用植物等引種 栽培歸化，逸為野生等有意引進(jìn)【1 6 1 。北美車前最早見于江蘇市郊，后來在華東地區(qū)呈爆 發(fā)式繁衍趨勢(shì)，可能是由游客無意傳入的 2 8 1 ；浙中地區(qū)的豚草則是隨著機(jī)器設(shè)備引進(jìn)而 帶入的【5 1 】；加拿大一枝黃花最初作為庭院觀賞花卉栽培于上海、南京一科5 2 】；風(fēng)眼蓮最 初作為觀賞植物引入中國大陸，后來在南方各省作為動(dòng)物飼料被推廣種植【5 3 j ；浙江和江 蘇境內(nèi)具有分布的勝紅薊也是被作為觀賞植物被引入的【5 4 1 。近年來，外來植物入侵事件 仍在頻繁發(fā)生，例如黃浦江、錢塘江的水葫蘆仍在瘋狂蔓延，加拿大一枝黃花在江浙滬 大部分地區(qū)繼續(xù)擴(kuò)散，野茼蒿等一些新的外來物種也被列入了外來入侵植物名單。隨著 江浙滬地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，拋荒地增多，日益壯大的建筑行業(yè)也產(chǎn)生了很多空隙荒地， 2 ，_一 和l q ，l 緒論 為外來入侵植物的生存和蔓延提供了有利的空間。長期下去可能會(huì)對(duì)該區(qū)域的生態(tài)環(huán) 境、生物多樣性、農(nóng)林經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和居民日常生活都會(huì)造成巨大的負(fù)面影響【5 5 】。 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)外來入侵植物為旱生陽生植物，如北美車前、豚草等f 2 6 ，3 1 1 。不 同的植物類群在長期的進(jìn)化過程中，形成了不同的生態(tài)適應(yīng)對(duì)策?？招纳徸硬荨⑺懿?、 加拿大一枝黃花、大米草、和薇甘菊、粉花月見草等均是成功的入侵植物，但是，它們 在生活型、繁殖方式、種子大小、生活史等方面存在明顯差異 5 6 , 5 7 , 5 8 】。因此，我們必須 對(duì)該區(qū)域現(xiàn)有植物進(jìn)行分類，了解影響其入侵性的主要植物學(xué)和生態(tài)學(xué)性狀，并在該區(qū) 域開展外來植物的入侵性評(píng)估，構(gòu)建江浙滬外來植物入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，以期有效地 阻止外來植物的入侵。 2 國內(nèi)外入侵性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要方法 外來植物入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是指通過對(duì)影響植物區(qū)域內(nèi)外的植物學(xué)特征及其生態(tài)系統(tǒng) 的調(diào)查，科學(xué)地預(yù)測(cè)外來植物入侵的趨勢(shì)和其可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、成分和功能等各 方面產(chǎn)生的不利影響。在此基礎(chǔ)上，提出降低外來植物入侵的有效方法。目前入侵性主 罅 要是從定性和定量兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。 2 i 定性的評(píng)估方法 目前，關(guān)于外來植物入侵性的研究，人們注重的是外來植物生物學(xué)基礎(chǔ)的研究。通 過某一區(qū)域入侵種研究，或與近緣種的比較研究 5 9 , 6 0 ，以期獲得入侵性評(píng)估的生物學(xué)指 標(biāo)。眾多的研究表明，外來入侵植物的繁殖能力強(qiáng)【6 n 、單位時(shí)間內(nèi)開花次數(shù)多【6 2 1 、繁殖 體容易傳播【2 8 , 6 3 】、種子發(fā)芽率高、形成幼苗早、幼苗生長快速、表型可塑性大【6 4 , 6 5 】、j a m e s & d r e n o v s k y 6 6 】通過對(duì)1 2 種草本植物的栽培研究表明幼苗生長快速以及生活史短與植物 的入侵性顯著相關(guān)；具有多種繁殖方式等1 6 7 】、s u t h e r l a n d 6 8 】的研究表明入侵植物傾向于 自花傳粉、入侵性強(qiáng)的植物具有相對(duì)較低的熱值【6 9 1 、濕地植物具有高度入侵性【7 0 1 、種子 具有休眠特性，以避免同時(shí)萌發(fā)所帶來的滅絕風(fēng)險(xiǎn)【7 l 】、入侵植物的種子一般數(shù)量多而小， 具有特殊的結(jié)構(gòu)如刺、毛等易于傳播，使植物快速擴(kuò)散【7 2 1 、攀援植物、自由漂浮的水生 植物、寄生植物都傾向于較強(qiáng)的入侵性1 7 3 1 、此外，入侵植物表型可塑性大以適應(yīng)多變的 人工干擾生境，例如，在資源有限的條件下，入侵植物往往會(huì)通過延長葉片壽命和葉質(zhì) 變厚來提高同化效率和資源利用效率【7 4 】等。大部分的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系都是根據(jù)這些指標(biāo)制 緒論 定風(fēng)險(xiǎn)分析程序或框架，采用高、中、低等級(jí)指標(biāo)來定性表述風(fēng)險(xiǎn)值的大小，如澳大利 亞建立的一整套雜草風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)( w e e dr i s ka s s e s s m e n t ，w r a ) 7 5 】、歐洲地中海植 保組織【7 6 1 、夏威夷和太平洋島嶼【7 7 1 ，以及我國開展的入境原木有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析【7 8 】、 外來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建及其原則 7 9 1 等都是利用已經(jīng)建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系， 按照一定的規(guī)則對(duì)有意引進(jìn)的外來植物的各種風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行分析并最終獲得風(fēng)險(xiǎn)值的 大小。 2 2 定量的評(píng)估方法 一些研究表明，植物入侵的不同階段，其某些重要的特征也不同 8 0 1 ，因此有人根據(jù) 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法定量研究物種入侵【8 1 】。我國對(duì)于外來入侵物種的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估尚處于定性的評(píng)估 階段，對(duì)定量的評(píng)估不多，應(yīng)用最多的主要在有害生物可能適應(yīng)的范圍。郭瓊霞等【8 2 】 通過多指標(biāo)綜合評(píng)估方法，建立一、二級(jí)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算模型，對(duì)傳入中國的加拿大一 技黃花進(jìn)行了定量風(fēng)險(xiǎn)研究。s c o t t 等【8 3 】利用多元回歸預(yù)測(cè)從南非引入到澳大利亞的物 種成為雜草的可能性。研究結(jié)果表明，物種的分類和地理分布特征能夠預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)雜草， 但是無法預(yù)測(cè)環(huán)境雜草；b e n n e t te ta 1 t 馴等發(fā)現(xiàn)一些重要的世界性雜草比其它植物具有 更低的核d n ac 值，惡性雜草的核d n ac 值比一般性雜草的要低；r e j m h n e k 8 5 j 對(duì)松 屬( p i n u s ) 研究表明，與非入侵性種相比，具有入侵性的物種具有低的核d n ac 值， 從而使其種子變小，世代縮短，增強(qiáng)了其入侵能力。r e i c h a r d t 8 1 j 對(duì)北美木本植物的研究 利用了判別分析和分類與回歸樹的定量研究方法。w i l l i 鋤s o n 【s 6 】用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)外來種的 入侵分析得出“十分之一 這個(gè)規(guī)律。他認(rèn)為外來種入侵成功需經(jīng)過幾個(gè)階段：引進(jìn)、入 侵、建立和變成有害種；從上一個(gè)階段轉(zhuǎn)變到下一個(gè)階段的成功率為1 0 ，這個(gè)l o 的變動(dòng)范圍是5 2 0 ，這就是“十分之一規(guī)律。對(duì)我國現(xiàn)有的植物外來種統(tǒng)計(jì) 發(fā)現(xiàn)約有6 的外來植物成為有害植物，同這個(gè)規(guī)律相符合【8 ”。 3 目前已有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)介紹 為預(yù)防入侵植物的引進(jìn)，澳大利亞建立了一套雜革風(fēng)險(xiǎn)