浙江西溪湿地外来种子植物引种研究

浙江西溪湿地外来种子植物引种研究

外来植物或非本地植物。狭义的外来植物是指由于人类有意或无意被带到了其自然演化区域以外的植物,该定义强调植物被人为移动或引进,因此,不包括自然入侵的种类和基因工程得到的种或变种。广义的外来植物,认为只要是进入一个生态系统的新植物就是外来物种,包括自然入侵、引种及人工培育等途径得到的物种(吴彤等,2007;张国良等,2008)。2000年,世界自然保护联盟(IUCN)物种生存委员会(SSC)将外来物种定义为:指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或种以下分类单元,包括所有可能存活继而繁殖的部分、配子或繁殖体;可以泛指非本地原产的各种外域物种。按世界自然保护联盟物种生存委员会对外来物种的定义,在本文中,西溪湿地外来植物是指通过人的活动或别的途径进入并定居西溪湿地,在野外自然条件下能自我更新和繁殖,有明显扩散趋势或已扩散到西溪湿地自然生态系统中的植物物种。1湿地自然旅游西溪湿地位于浙江省杭州市城区西部,是我国被列入国际重要湿地名录的37块湿地之一。地理坐标30°15′~30°17′N,120°02′~120°16′E。西溪湿地区内水网密布、曲水回环,大小河溪总长30km,洲岛800多个,总面积约20km2。西溪湿地是第4纪地质作用的产物,地势略呈南高北低,以鱼塘为主、并由大面积的河港湖漾水网及狭窄的塘基和面积较大的洲渚相间构成的次生湿地地貌景观。全区属亚热带北缘季风气候,季风交替明显,夏季多偏南风,冬季多偏北风。年平均气温16.2℃,冬天最低温度0℃左右,夏日最高温度38℃,年无霜期250d以上,年平均降水量约1400mm,以春雨、梅雨、台风降水为主,是历史上洪涝灾害较为严重的区域。土壤类型主要有红壤、岩性土和水稻土(陈运生,1999);自然植被的乔木群落包括南川柳群落、枫杨群落、构树群落等,湿生植物群落主要有荻群落、芦苇群落等(傅承新等,2007)。2003年,西溪湿地核心区域规划建设我国第一个国家湿地公园,到2009年公园建成面积11.5km2,区内原有生产生活性功能全部废止,以生态修复的理念,最大限度恢复西溪湿地自然景观和生态功能。2学习方法2.1外来物种的特点调查植物种类调查采用经典分类方法,即:野外观察记录,标本采集、拍照,完成标本制作和鉴定。群落调查采用样方和样线法相结合的方法,重点调查外来物种在西溪国家湿地公园的分布范围、物种丰富度、入侵强度。外来入侵植物的界定主要依据《中国外来入侵种》(李振宇等,2002)以及《中国外来入侵物种编目》(徐海根等,2004),并根据作者的观测和他人的研究成果将部分种类进行了重新界定。2.2生态研究目录论文所涉的外来物种是在野外调查的基础上,收集和整理“西溪湿地植物园引种目录”、“杭州西溪湿地生物资源及生态研究”(1)以及发表的相关文章。生态型、植被类型的划分依《中国湿地植被》(郎惠卿等,1999)和《浙江林业自然资源》(湿地卷)(陈征海,2002)。3外来植物种类的搜索和分析3.1dna各品种可分为5种西溪湿地现有外来种子植物97科234属328种,其中裸子植物6科14属17种,双子叶植物74科164属233种,单子叶植物17科56属78种。西溪湿地外来植物由以下14科占主导地位:菊科(含25属35种,即25/35,下同)、禾本科(23/27)、蔷薇科(10/20)、豆科(10/11)、百合科(7/10)、十字花科(5/6)、鸢尾科(4/11)、锦葵科(4/7)、大戟科(4/6)、旋花科(4/6)、苋科(3/8)、木兰科(3/7)、木犀科(3/7)和茄科(3/6)。菊科、禾本科占绝对优势,前者以草本花卉、外来杂草为主,后者主要包括一些外来杂草、观赏竹类和作物。西溪湿地菊科外来种既包括有重要经济价值的物种,如观赏、食用、药用和经济植物等,也有给生产和环境造成严重危害的恶性杂草。西溪湿地菊科外来植物不仅种类较多、在外来种中所占比例大,且危害较大。西溪湿地菊科外来植物种数占中国菊科外来植物种数的23.65%(朱世新等,2005),入侵种数占62.07%(表1)。3.2外植物的起源分析3.2.1常见蔬菜种类原住民有意种植及逸为野生的果树、蔬菜及其他经济作物。如杨梅Myricarubra、柿树Diospyroskaki、桑Morusalba、紫苜蓿Medicagosativa、蓖麻Ricinuscommunis、油桐Verniciafordii、豌豆Pisumsativum、阔叶箬竹Indocalamuslatifolius、玉米Zeamays等,以及苋Amaranthustricolor、胡萝卜Daucuscarotavar.sativa、莴苣Lactucasativa、慈菇Sagittariatrifolia等常见蔬菜。3.2.2speciosa,u3000聚合物主要为近年来西溪国家湿地公园绿化及景观改造引入,以及少量改造前保留下来的风景树。如鹅掌楸Liriodendronchinensis、广玉兰Mognolia.grandiflora、披针叶茴香Illiciumlanceolatum、紫叶小檗Berberisthunbergii、阔叶十大功劳Mahoniabealei、金丝桃Hypericummonogynum、海滨木槿Hibiscushamabo、西洋杜鹃Rhododendronhybridum、贴梗海棠Chaenomelesspeciosa、日本晚樱Prunusserrulata等,以及紫茉莉Mirabilisjalapa、肥皂草Saponariaofficinalis、醉蝶花Cratevaviscosa、八宝景天Sedumspectabile、美丽月见草Oenotheraspeciosa、红花酢浆草Oxalisbowieana、紫露草Tradescantiaohiensis、水葱Scirpusvalidus、金盏菊Calendulaofficinalis、美丽飞蓬Erigeonspeciosus、宿根天人菊Gaillardiaaristata、蒲苇Cortaderiaselloana、马尼拉草Zoysiamatrella、梭鱼草Pontederiacordata、葱莲Zephyranthescandida等。3.2.3roicae品种的选择该类植物以水生植物为主,主要种植在湿地植物园园区内,引种栽培的主要目的为水湿生植物多样性展示及科普教育、珍稀水湿生植物迁地保护、经济植物种质资源收集保存。如水蕨Ceratopteristhalictroides、中华水韭Isoetessinensis、莲Nelumbonucifera及荷花的不同品种,以及中华萍蓬草Nupharsinensis、白睡莲Nymphaeaalba、红睡莲Nymphaearubra、水盾草Cabombacaroliniana、水罂粟Hydrocleysnymphoides、金线蒲Acorusgramineus、花叶菖蒲Acrousgramineus、海芋Alocasiamacrorrhiza、水烛Typhaangustifolia、黄菖蒲Irisgandavensis、德国鸢尾Iris.germanica、溪荪Iris.sanguinea等。3.2.4论土壤virga如看麦娘Alopecurusclavat、北美独行菜Lepidiumvirginium、一年蓬Erigeronannuus、野老鹳草Geraniumcarolinianum、波斯婆婆纳Veronicapersica及豚草Artemisiaartimisiifolia等。4外来植物包括对农林业造成一定危害的物种外来入侵物种是指那些原自然分布区属于其他地区,但由于某种原因传入本地或引入当地后逸为野生,并对当地生物多样性构成一定威胁和对农林业造成一定危害的物种(李振宇等,2002;徐海根等,2004;Roseetal,2004)。2009年,舒美英等报道西溪湿地外来入侵植物20科45种,认为该地外来入侵植物的发展趋势具有不确定性。参考他人的研究成果(刘胜祥等,2004;单家林等,2006;杨坚等,2009)及根据作者近年的观测,我们将西溪湿地外来入侵植物种类进行了重新整理。4.1外来植物属种情况对比西溪湿地外来入侵植物计有27科55属71种(表2),其中菊科13属18种,苋科和禾本科各6种,蝶形花科和大戟科各4种,旋花科、茄科和伞形科各3种,锦葵科、十字花科、云实科、菟丝子科和玄参科各2种,其余14科各1属1种(表3)。对比整个杭州市的外来入侵植物,西溪湿地外来入侵植物属种所占比例非常高。目前已知杭州市有外来入侵植物30科63属72种(王嫩仙,2008;徐正浩等,2008),西溪湿地与之科、属、种的相似性系数分别为70.97%、55.26%、43.69%。4.2原产地和国内健全品种多,原产地和在亚洲西溪湿地外来入侵植物的原产地主要为美洲(包括北美洲、中美洲和南美洲),有48种占总种数的67.61%。原产地为欧洲的有9种,占12.68%,原产地为亚洲的有7种,占9.86%,原产地为非洲和大洋洲的分别有5种、2种,占7.04%和2.82%。结果表明,西溪湿地外来入侵植物主要为一年生或二年生草本,有52种,占总种数的73.24%,其次为多年生草本,共16种,占22.54%,常绿、半常绿灌木2种(2.82%),落叶灌木仅1种,即紫穗槐,占1.41%(表4)。4.3生态环境质量西溪湿地外来入侵植物中,除了水盾草、大薸、凤眼莲、再力花和黄菖蒲这5种为水生植物,南美天胡荽、喜旱莲子草为水旱多适应种之外,其余均为陆生植物,陆生植物占所有入侵物种的90.14%以上。西溪湿地的水生入侵植物均是人为引入,由于几乎没有天敌的存在,给当地的生态环境造成了严重的影响,尤其以凤眼莲、喜旱莲子草的危害最为严重。凤眼莲具有超强的繁殖能力,能迅速生长覆盖整个水面,影响水中其它植物以及藻类的光合作用,使水中其它生物得不到充分的氧气与食物,从而严重破坏水中的生态平衡。美丽飞蓬、南美天胡荽、再力花和黄菖蒲目前未被列为入侵植物(李振宇等,2002;徐海根等,2004;张国良等,2008),但根据作者多年观察,此4种外来植物具有较强的入侵性(缪丽华等,2010)。陆生植物中,斑地锦、反枝苋、钻形紫菀、大狼把草、野塘蒿、小飞蓬、一年蓬、牛筋草、美洲商陆等繁殖能力非常强,能够迅速占领生态位,抑制其他植物的生长。这些植物由于适应自然气候条件,在西溪湿地没有或少有天敌,具备很强的竞争能力,对当地的生态环境影响极大。除此之外,南方菟丝子和日本菟丝子则通过寄生在其他植物上生存,侵占寄主植物的生存空间,危害非常严重。5外来植物在湿地公园景观改造和湿地植物园生长中的情况外来植物对西溪湿地景观和生态修复总体效果是正面的,绝大多数的外来植物丰富了西溪湿地植物多样性,增加了西溪湿地景观效果。但也有少数种类外来植物不适应区域气候环境,增加了养护成本或仍无法适应,如地涌金莲Musellalasiocarpa。西溪湿地广阔的地域面积、适宜的气候条件,为各种植物生存和发展提供了可能。相对开放的对外空间和较频繁的旅游,园林绿化、环境治理和景观改造,以及作为物种引种驯化和保育基地的西溪湿地植物园的建立等,也为外来植物的进入创造了条件。野外调查发现,美丽飞蓬、南美天胡荽、再力花和黄菖蒲等4种外来观赏植物表现出较强的入侵倾向,应及时预警监控,避免可能给西溪湿地生态保护及国家湿地公园的建设造成的负面影响,建议将上述4种外来植物列入中国外来入侵植物名录。西溪湿地外来植物编目管理建议:区域生态系统外来物种组成的调查和编目是认识外来物种入侵的基础(万慧霖等,2008)。因此,在全面调查的基础上,对西溪湿地外来植物,特别是外来入侵植物编目,从种类组成、生物学和生态学特性、原生地等方面进行全面分析、监测和数字化管