黑龙江小北湖国家级自然保护区外来入侵植物研究

项凤影，孙继旭，关艳辉，郭世贤，夏本志，穆立蔷

(1.黑龙江小北湖国家级自然保护区管理局，黑龙江牡丹江157499；2.东北林业大学，黑龙江哈尔滨 150040)

世界经济一体化的加速以及全球气候的变化，使物种跨地域传播的可能性大大提高，目前世界范围内入侵植物种数共计6 075种，广泛分布于中国、美国及其他国家境内。外来入侵植物易引发生物同质化[1]，严重威胁着全球生物多样性，对入侵地自然生态、经济环境及人类健康[2]造成了严重损害，已经成为21世纪最难解决的环境问题之一[3]。

我国对生态安全的研究从20世纪末起步并逐渐为人们所重视。我国外来入侵植物种数由最初1998年监测统计的58种[4]上升到515种[5]，入侵种数持续上升。黑龙江省也由早期监测的25种上升到105种[6-7]。由此可见，无论是国家还是省层面，外来入侵植物种数都呈持续增加趋势。

生物入侵一旦开始，入侵的代价在很大程度上是自我延续的。查阅文献可知[8-11]，许多外来入侵物种已经侵入自然保护区，并对保护区内的生态系统及重点保护的珍稀濒危物种构成了较大威胁。因此，了解保护区外来入侵植物的入侵动态，是制订保护策略重点考虑的问题。笔者对黑龙江小北湖国家级自然保护区外来入侵植物进行了调查，旨在为该辖区生态安全、生物多样性的有效保护和科学管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况黑龙江小北湖国家级自然保护区(以下简称“小北湖保护区”)，面积20 834 hm2，位于黑龙江省宁安市境内，地处长白山北部支脉张广才岭中段，地理坐标为128°33′07″～128°45′48″E，44°03′16″～44°18′59″N。地势西高东低，海拔在360～1 260 m，平均海拔高度810 m，属中低山丘陵区。小北湖保护区地处温带大陆性季风气候区，因受海洋暖湿气流和西伯利亚冷空气的双重影响，四季气候变化明显。年均气温在2.5 ℃左右，年降水量在650 mm左右，主要集中在7—8月，无霜期90～100 d。在植被分区上，拥有森林、灌丛、草甸、沼泽和草塘共5个自然植被类型，森林覆盖率95.7%[12]。近年来，保护区周边贸易、交通及旅游业发展迅速。小北湖保护区优越的地理条件和气候环境为外来植物的入侵提供了便利条件。

1.2 研究方法于2017年6月至2021年10月，通过查阅文献、标本馆查阅、专家咨询与野外调查相结合的方式调查小北湖保护区外来入侵植物。根据《中国入侵植物名录》[13]、中国外来入侵物种信息系统、中国植物物种信息数据库、Global Invasive Species Database等，结合相关文献[14-16]查询小北湖保护区外来入侵植物的原产地、生活型、引入方式等相关信息，整理出小北湖保护区外来入侵植物名录，并将其作为进一步研究、科普和管理的重要参考资料。

2 结果与分析

2.1 种类组成根据调查可知，小北湖保护区共有外来入侵植物23种，隶属9科17属，占黑龙江省外来入侵植物总种数的21.90%，占全国外来入侵植物总种数的4.47%。小北湖保护区外来入侵植物均为被子植物，其中双子叶植物21种，单子叶植物2种。从生活型来看，小北湖保护区外来入侵植物均为草本植物，其中一、二年生草本植物21种，多年生草本植物2种。从科的构成来看，种数最多的是菊科，有9种，占外来入侵植物总种数的39.12%，其次是豆科，共4种(占17.38%)，苋科、锦葵科、禾本科均含2种(各占8.70%)，其余4科均仅含1种(各占4.35%)。从各科所含属数来看，菊科含6属，豆科、锦葵科和禾本科均含2属，其余各科均含1属(表1)。从各属所含种数来看，苋属、草木樨属、车轴草属、豚草属、鬼针草属和飞蓬属均含2种，其余各属均含1种。

由于草本植物具有适应性广、繁殖力强、易于扩散等特点，外来植物入侵后，竞争、占据本地物种生态位，进而造成生态环境破坏等灾害。因此，必须定期监测外来入侵草本植物的种类分布及数量，掌握动态变化，尤其是豚草、三裂叶豚草等有害检疫杂草。

2.2 入侵等级划分根据外来入侵植物入侵等级划分[13]，小北湖保护区1级恶性入侵类8种，占总入侵种数的34.78%，2级严重入侵类6种(占26.09%)，3级局部入侵类1种(占4.35%)，4级一般入侵类7种(占30.43%)，5级有待观察类1种(占4.35%)(表2)。

表1 小北湖自然保护区外来入侵植物种类组成Table 1 The species composition of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

表2 小北湖自然保护区外来入侵植物名录Table 2 List of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

《中国入侵植物名录》[13]中给出了对于外来入侵植物的具体管理建议：发现4级(一般入侵类)、5级(有待观察类)入侵植物需记录，以备后续研究；发现3级(局部入侵类)入侵植物须报告或报道，且不鼓励栽培使用；发现2级(严重入侵类)入侵植物要报告或报道，且不允许栽培使用和进口；发现1级(恶性入侵类)入侵植物要在2级管理的基础上必须根除。因此，应将豚草、三裂叶豚草、小蓬草等风险等级为1级的外来入侵植物进行拔除，控制其蔓延。

2.3 原产地分析小北湖保护区外来入侵植物的原产地以美洲(主要为北美洲)最多，共13种，占总入侵种数的56.52%，其次为欧洲，共7种(占30.43%)；亚洲4种(占17.39%)；非洲2种(占8.70%)(表2)。

小北湖保护区外来入侵植物原产地以美洲和欧洲占绝对优势，这与郑宝江等[16]对黑龙江省外来入侵植物的研究结果相同。依据大陆漂移学说的内容，北美及东亚植物拥有相似的遗传背景，由于地理隔离，积累了大量可以在该区域传播扩散的种类。此外，小北湖保护区与欧洲很多地区的气候相近，植物区系存在温带性质成分，导致欧洲的外来植物更易入侵。因此，要特别注意防范来自美洲和欧洲的外来植物，对其进行系统的风险评估，慎重引种利用。

2.4 传入途径传入途径分为有意引入、无意引入和自然扩散3类。小北湖保护区外来入侵植物有意引进类有9种，其中有作为观赏、药用植物的圆叶牵牛、月见草等，有作为牧草引进的红车轴草、白花草木樨、草木樨等，有用于制作麻类织物引进的苘麻。无意引入类有12种，随国际农产品、货物、旅客、交通工具等方式带入，如杂配藜、豚草、三裂叶豚草等。自然扩散类有2种，其利用种实的特性，借助气流、水流等自然扩散方式传播，如一年蓬、小蓬草(表2)。小北湖保护区外来入侵植物主要是人类活动(有意引入和无意引入)引入的。因此，加大巡护力度，控制人类活动应作为外来入侵植物管理规划中主要考虑问题。

事实上，外来植物可能是通过多途径传入，且多次输入。因此，小北湖保护区应定期根据监测数据做好合理规划。

2.5 区系分析根据吴征镒等[17]《世界种子植物科的分布区类型系统》进行分析，小北湖保护区外来入侵植物科的分布区类型以世界分布最多，共8科，兼有泛热带分布1科。根据吴征镒[18]《中国种子植物属的分布区类型》进行分析，小北湖保护区外来入侵植物属的分布区类型以世界分布最多，共8属，兼有泛热带分布4属，北温带分布3属，热带亚洲和热带美洲间断分布1属，旧世界温带分布1属。从科、属层面的分布区类型来看，小北湖保护区外来入侵植物以世界分布为主，其次是泛热带分布和北温带分布(表3)。

表3 小北湖自然保护区外来入侵植物的分布区类型Table 3 Distribution types of alien invasive plants in Xiaobeihu Nature Reserve

3 管理与防治对策

小北湖保护区是我国北方温带森林生态系统保存较完整的地区，也是我国北方生态环境建设中极具潜力和价值的地区之一。保护区缓冲区有通往地下森林景区的公路，旅游高峰期人流量较大，与此同时，保护区优越的地理条件和气候环境也为外来植物的侵入提供了有利条件。为了有效减少外来入侵植物对小北湖保护区的威胁，建议采取如下措施：

(1)加强外来入侵植物危害性的宣传教育，提高保护区周边群众和游客对其危害性的认识；加强对保护区旅游公路等区域环境的巡护管理，对进入保护区的车辆实行管控，限制外地车辆进入保护区。与动植物检验检疫等多部门联动，从源头做起，加强外来植物管控。慎重引种利用，植树造林、退耕还林及园林绿化时尽量选用本地物种。

(2)建立包括分类地位、生活型、起源、引入途径、植物图片、分布现状和生态影响等信息的小北湖保护区外来入侵植物数据库。定期监测，掌握外来入侵植物的种群动态，并及时采取有效的防治措施。如对反枝苋、豚草、小蓬草等入侵等级为1级的外来入侵植物进行拔除，控制其蔓延。尽量做到早发现早管控，争取把对保护区生物多样性和生态环境的影响降至最低。

(3)加强与科研单位合作，对保护区外来入侵植物进行深入研究，建立具有特色的外来入侵植物风险评估与预警体系，如可将区系成分、原产地等作为评估内容加入外来入侵植物风险评估体系中。

(4)组织人员培训。加强对外来入侵植物识别、风险评估技术及防治管理措施的培训。

(5)进行保护地整合优化。根据鲁萍等[19]研究表明，黑龙江省具有保护区面积大的地区受到外来入侵植物影响较小的规律，由此可知，建立保护区对于控制外来植物入侵具有重要意义，可以更有效地保护植物多样性和生态系统的完整。因此，建议在现有基础上合理增加保护区面积，或将距离较近的保护区进行整合，可以更好地抵御外来植物的入侵。