外来入侵物种

2021-12-17 04:39
科学大观园 2021年24期
关键词:物种加拿大植物

近期,多地联合“围剿”外来入侵物种“加拿大一枝黄花”引发社会广泛关注。

外来入侵物种会给我国生态安全造成何种威胁?除自然传播外哪些因素加剧了外来入侵物种蔓延?如何提升治理效能、斩断传播链条?记者就此展开调查。

外来户“加拿大一枝黄花” 

“这里有‘加拿大一枝黄花,快过来。”近日,武汉生物工程学院园林园艺学院发起一场保护生态环境公益行动,学校师生追踪校园内外零星散发的“加拿大一枝黄花”,共发现20余株,并全部铲除殆尽。

一枝黄花属在植物界算是个大家族,全球有120余种,其中大部分生活在美洲地区。而在中国,据《中国植物志》记录现存有4个种,分别是“毛果一枝黄花”“一枝黄花”“钝苞一枝黄花”以及“加拿大一枝黄花”。

从名字就能看出来,与前3个本地种不同,“加拿大一枝黄花”是个外来户。据文献报道,这种原产北美的物种最早于1913年被作为观赏植物引入中国,随后于1930年代开始在上海、江浙地区作为庭院植物开始大面积栽培。

但未承曾想,这个舶来品一落地很快便露出了他的“凶狠”面目,疯狂繁殖,与环境中的其他植物争阳光、争空间、争养分、争水分,逼得其他植物没有活路,一旦定植几乎其它植物全部绝迹,真正做到了“黄花开后百花杀”。

湖北省农科院植保土肥所副研究员褚世海告诉记者,“加拿大一枝黄花”繁殖力极强,传播速度快,生态适应性强,目前在我国没有天敌制約,并可产生化感物质,抑制其他植物的生长,很快就能形成单一种群。有资料显示,“加拿大一枝黄花”的入侵已经造成上海30多种本土物种消失 。

不到50年时间,“加拿大一枝黄花”已经遍布我国的大江南北,河滩、荒地、路边、农田,随处可以见到它标志性的黄花,原本用作观赏的花卉变成了无处不在的恶性杂草,严重破坏本土植物的多样性和生态平衡,成了名副其实的“生态杀手”。

据华中师范大学植物学专家刘胜祥介绍,“加拿大一枝黄花”并非仅危害湖北武汉一地,在荆州、襄阳、黄冈等地都有分布,且近年蔓延势头明显。近期,他获悉在从无分布记录的十堰也发现“加拿大一枝黄花”的踪迹。

2010年环保部发布《中国外来入侵物种名单(第二批)》将其纳为重点防范目标。不只危害中国,在欧洲、亚洲、大洋洲以及非洲南部,“加拿大一枝黄花”都成功入围当地入侵物种危害榜单Top10,成了“生态杀手界”炙手可热的植物。

人们正铲除“加拿大一枝黄花”。图片|新华社

加拿大一支黄花的主要形态特征。图片|地震三点通

生态杀手的“杀手锏”

就像李寻欢的“小李飞刀”和叶孤城的“天外飞仙”一样,要想在自然界这片险恶江湖中混出个杀手名声,没点真本事是不行的。而“加拿大一枝黄花”的本事可真是不小。

绝技一,惊人的生存能力和繁殖力。“加拿大一枝黄花”对于生存环境的要求非常低,只要是中性偏酸、通气良好、低盐的土壤环境,给点儿阳光,它就能灿烂。在全年气候 20℃~30℃的温度范围内最适宜于定居和扩散。耐荫、耐旱以及耐瘠薄的习性,使它具有广泛的生态适应性。

“加拿大一枝黄花”的繁殖方式有两种:种子和地下根状茎繁殖。果实成熟时,一棵植株一年至少可形成2万多粒种子,在自然状态下的萌发率约为30%,由于种子极为细小且数量巨大,因此极易通过风媒和虫媒进行远距离传播扩散。

更绝的是,它的根状茎会以植株为中心向四周辐射状伸展生长, 根状茎长一般为5cm~12cm,最长可达1m, 其上形成多个顶端有芽的分株。一株当年长成的“加拿大一枝黄花”,在第二年就能通过根状茎形成一丛或一小片植株群。而这种快速的成簇生长,在没有天敌的情况下,使其能轻易实现对周围其他物种的空间挤占和光照掠夺,再配合地下发达的根茎掠夺土壤养分,“百花杀”就此完成。

绝技二,根系化感作用和共生菌根的双加持。研究表明,“加拿大一枝黄花”发达的根系不仅能够高效地掠取土壤养分和水分,还能够向体外分泌代谢的化学物质,而对其他的物种产生化感作用。所谓化感作用就是植物通过释放某些化学物质到环境中,而对其他种属植物(包括微生物)产生直接或间接的有害影响。

大量研究表明,化感作用是外来植物成功入侵的重要机制之一,通过这一手段,“加拿大一枝黄花”可以有效抑制周围其他植物的生长,使自身在资源竞争中取得优势。

作为一种菌根依赖性较强的植物,“加拿大一枝黄花”的根系还能和土壤中的微生物群落共生形成丛枝菌根,大幅提高加拿大一枝黄花的生物量、光合效率及营养供给效率等,以此来提高它对于环境不利因素(如干旱、低温等)的适应能力。

同时,形成丛枝菌根后也会改变整个土壤微环境的菌落组成,使对“加拿大一枝黄花”生长有利的微生物成为优势种群,从而间接限制其他植物的根系发育和植株生长。

绝技三,遗传基因多倍化。在植物界,遗传基因的多倍化是实现生物进化中最重要的遗传变异因素之一。南京农业大学杂草研究室最新研究揭示了“加拿大一枝黄花”通过遗传基因多倍化来提高竞争和适应能力的入侵生物学机制。

而这些多倍化的“加拿大一枝黄花”较原产地的二倍体具有更强大根系和根际分泌物合成能力,多倍体通过刺激土壤微生物生物量和增加微生物活性来加速推动根际养分周转过程,从而促进植物养分吸收,提高多倍体“加拿大一枝黄花”的入侵能力。

农林产业受害不浅

发达的根状茎也使得铲除“加拿大一枝黄花”难上加难,传统的化学除草剂和焚烧的方法只能清除地表植株,对深埋地下的根状茎难以破坏。所以,只要生长条件适宜,很快就能“死”而复生,卷土重来。

目前,对于“加拿大一枝黄花”的防治依然是依靠化学药剂和人工铲除。除此以外,尚无良策。依靠人力斩草除根相对比较彻底,但是效率不高,难以大面积使用。而化学药剂虽然可以大面积清除地上植株,但对根状茎是效果不佳。此外,为了达到效果而大量使用化学除草剂既不经济又容易污染环境,这种杀敌一千自损八百的方式实在不划算。

所以,要想有效防治“加拿大一枝黄花”还需要我们继续深入研究它的入侵机制和生物学特性,在此基础上不断探索有效的控制方法。同时,各地也需要出台相关法规,禁止随意出售“加拿大一枝黄花”或者散播其种子和繁殖体。

目前,发生在全球范围的生物入侵绝大多数与贸易、运输和旅游等人类活动有关,而将外来种作为观赏植物进行引种是最主要的引入途径之一。“加拿大一枝黄花”的引入就是我们一个最深刻的教训。

在云南昆明市拍摄的红火蚁。图片|新华社

草地貪夜蛾幼虫(上)和成虫。图片|新华社

除“加拿大一枝黄花”外,“不速之客”还有红火蚁,它是我国农业、林业和进境植物检疫性有害生物,也是全球公认的百种最具危险入侵物种之一。据农业农村部年初监测数据,红火蚁已传播至全国12个省区。

广西壮族自治区植保站植物检疫科科长谭道朝说,红火蚁入侵一个新地点后,可以迅速发展为优势种群,破坏原有生态结构。红火蚁能直接食用农作物的种子、果实、幼芽等,导致农作物减产,还会影响部分动物生长繁殖。同时,红火蚁伤人事件也时有发生。

草地贪夜蛾也是近年我国面临的外来入侵病虫害之一。这种昆虫偏爱玉米,能啃食80多种农作物。在侵入我国后一年内,它就扩散至20多个省份,影响上千万亩农作物安全。

“2019年3月在广西河池发现草地贪夜蛾后,当年就为害广西14个地级市100个县区,影响农作物面积215万亩。”

广西壮族自治区植保站推广研究员王华生说,除玉米主要受害外,受影响的农作物还有甘蔗、花生、水稻等。

松材线虫病则是一种以松墨天牛为传播媒介的植物疫病,可致被感染松树枯死,号称松树“癌症”。国家林草局今年3月发布的公告显示,松材线虫病已经迅速蔓延扩散至全国17个省份。记者了解到,广西桂平市有30余株百年古松树因松材线虫病枯死。

人为因素加剧入侵生物传播

目前,发生在全球范围的生物入侵绝大多数与贸易、运输和旅游等人类活动有关,而将外来种作为观赏植物进行引种是最主要的引入途径之一。“加拿大一枝黄花”的引入就是我们一个最深刻的教训。

我国有关部门历来重视治理外来物种入侵问题,但由于部分基层防控体系薄弱,涉疫产品监管上存有漏洞,治理效果往往不如预期。

记者调查发现,相关问题治理难。一方面,跨境电商和国际快递行业的兴起,使外来物种入侵渠道多样化;另一方面,部分外来物种可用于牟利,因此一些地方还出现人工种养,加剧了传播扩散。

锈色棕榈象属外来高危性检疫性害虫,目前已入侵到广东、广西、海南等多省份。就是这样一种高危外来物种,却被部分养殖户当作具有高营养值的“竹虫”进行大规模人工养殖销售。

记者从广西壮族自治区林业局了解到,2021年广西共排查发现锈色棕榈象养殖户1095家,涉及13个市82个县区,调查存量达3363.22万只。目前,广西有关部门已对人工养殖锈色棕榈象进行了处置。

锈色棕榈象养殖产业链中,农户、合作社、企业都有涉及。一些养殖户在养殖之前甚至不知道这是检疫性害虫。而部分养殖户即便有所了解,仍在高利润诱惑下铤而走险。南宁市一位养殖户告诉记者:“一斤幼虫大概卖40元或50元,养殖成本就几元钱。”

植物检疫条例等规范规定,划入松材线虫病疫区内的松树禁止砍伐售卖。涉疫木材一旦流入市场,将会成为松材线虫病的传播源头之一。但记者发现,在广西疫区之一的桂平市,今年以来就刑事立案乱砍滥伐松树案件25起,刑事起诉14人,打击处理违规加工疫木企业2家。此外,北京林业大学野生动物研究所教授时坤提醒,当前各地“爬宠”“异宠”生意火爆,其中风险不小。像巴西龟等“横行霸道”的外来入侵物种如被遗弃、“放生”、逃逸等,将给我国本土生物种群和公共卫生防疫带来巨大安全风险。

根据《2020中国生态环境状况公报》,我国已发现660多种外来入侵物种,其中,71种对自然生态系统已造成或具有潜在威胁并被列入《中国外来入侵物种名单》,219种已入侵国家级自然保护区。

针对外来入侵物种问题,农业农村部等5部委于今年初印发《进一步加强外来物种入侵防控工作方案》,这一方案明确要求:到2025年,外来入侵物种状况基本摸清,法律法规和政策体系基本健全,联防联控、群防群治的工作格局基本形成,重大危害入侵物种扩散趋势和入侵风险得到有效遏制。

在今后引进外来物种的过程中,不能只被眼前的利益所蒙蔽,要对其可能产生的风险进行系统的生物安全评价和生态风险评估,只有这样才能防患于未然。

◎ 综合新华社、微信公众号“地震三点通”

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