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外来入侵种火炬树的风险性预测



全 文 :第 12 卷 第 1 期 衡水学院学报 Vol. 12, No. 1
2010 年 2 月 Journal of Hengshui University Feb. 2010

收稿日期:2009-10-11
基金项目:衡水学院大学生科技创新重点项目(2009013)
作者简介:徐振华(1987-),男,河北冀州人,衡水学院生命科学学院 2007 级学生;
苏海霞(1985-),女,河北张家口人,衡水学院生命科学学院 2006 级学生.
外来入侵种火炬树的风险性预测
徐振华,苏海霞,樊 燕,张学霞,金云良,何 亮
(衡水学院 生命科学学院,河北 衡水 053000)
摘 要:外来物种入侵被认为是生态多样性受到严重威胁的主要原因之一.外来物种火炬树具有许多优良的生物学特性,
但又具有许多入侵物种的特性,如适应能力极强,耐瘠薄、耐干早、耐盐碱、抗严寒以及极强的侵占力、繁殖力和极广阔
的生态位等.火炬树的快速繁殖,有可能造成高风险入侵,会危害农田、公路及排挤本地物种,影响本地生态系统.因
此,要慎重引种火炬树,不宜大面积应用;要合理安排应用空间,并适时采取有效措施,防止其扩散、蔓延.
关键词:外来种;火炬树;生物入侵;风险性预测
中图分类号:S688 文献标识码:A 文章编号:1673-2065(2010)01-0089-03
本地种是指在其过去或现在的自然分布区域内和扩散潜力范围内(即物种自然分布,或无直接间接引入或
不需要人类干预能够存活繁衍的范围)的物种、亚种或更低级的分类群.
外来种是同原产地土著种相对的术语,是指从原产地因偶然传入或有意引入到新地区并定殖的生物种,也
可以泛指非本土原产的各种外域物种.
外来入侵种则指在自然、半自然生态系统或生境中定居下来的、对本地生物多样性产生影响并构成威胁的
外来物种.外来入侵生物可以通过 3 种途径成功入侵:一是自然入侵,即借助于自然力量如风媒、虫媒或鸟媒
的扩散传播能力而传入;二是无意识的引进,即随着贸易、运输、旅游等活动而传入的物种;三是有意识的引
进,即引入用于科学研究、农林牧渔生产、生态环境改造与恢复、景观美化、观赏等目的的物种,尔后演变为
入侵种.生物多样性是人类赖以生存和发展的基础,近几年我国的生物多样性受到严重的威胁,遗传多样性程
度降低,生态系统退化,而外来物种入侵被认为是生态多样性受到严重威胁的主要原因之一.
1 外来入侵物种的危害
外来生物在其原产地有许多防止其种群恶性膨胀的限制因子,其中捕食和寄生性天敌的作用十分关键,它
们能将其种群密度控制在一定数量之下,因此,那些外来种在其原产地通常并不造成较大的危害.但是一旦它
们侵入新的地区,失去了原有天敌的控制,其种群密度则会迅速增长并蔓延成灾.而自然界里生态环境中存在
着食物链,天敌之间相互制约,一旦某种生物人为绝灭和人为引人,都会产生一系列难以想象的后果.一般认
为,成功的外来种对各种环境的适应幅度较广,对环境有较强的忍耐力,如耐荫、耐贫瘠、耐污染等[1~4].这
些特性使外来种在一些环境中获得对土著种的竞争优势,或能占据土著种不能利用的生态,从而成功入侵,并
产生如下危害:
1.1 改变本地种的遗传多样性
外来种通过与本地种杂交或种质渗入,从而对本地种的遗传产生很大的影响.本地种通过杂交导致的主要
遗传影响是基因多样性的丧失、本地适合种群(如珍稀、濒危物种)的损失和造成遗传污染.具有侵入性的外来
杂交种的传播,将阻碍本地种的发展或取代本地种[5].入侵种与乡土种杂交可能导致乡土种适合度的降低,也
可能导致物种的灭绝.
1.2 破坏生态平衡
外来入侵生物由于逃脱了原有天敌控制的环境,在新的环境中可以大肆繁殖和扩散,压制或排挤本地物
种,改变原有生态系统内物种数量和组成,导致生态系统单一和退化,从根本上破坏本地原有的景观生态系
统,同时引发生态系统结构和功能的一系列改变.
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1.3 影响本地生态系统多样性
外来入侵生物通过竞争或占据本地物种生态位,排挤本地种,与本地物种竞争食物,直接扼杀本地物种和
分泌释放化学物质抑制其他物种生长,危及本地物种生存,加速生物多样性的丧失和物种灭绝.随着本地植物
区系、生态系统结构和功能的改变,原有动物的生存条件也将恶化.外来种的成功人侵和种群发展改变了群落
的物种组成,在入侵地往往导致物种区系的单一化[6].如:1996 年侵入深圳内伶仃岛的薇甘菊其危害面积超过
800 hm2,其攀上灌木或乔木后能迅速形成整株覆盖之势,植物因光合作用受阻而窒息死亡[7].
2 火炬树生物学特性
火炬树(Rhus typhina)属漆树科盐肤木属,原产加拿大和美国,是漆树科的一种落叶灌木或亚乔木,树高
3~7 m,羽状复叶互生,叶片轻柔,密被茸毛,春夏鲜绿,风舞婆娑,初秋变黄,继而橘红,深秋则绯红一
片,远望犹如丹霞;花序顶生呈圆锥状,黄中透绿,其雌花序及果穗红呈火炬状或金字塔形,耸立于毛茸茸的
鹿角状的枝头,缘于果实形状,在美国称为鹿角漆树,在中国则叫做火炬树.火炬树繁殖栽培容易,具有超强
的耐寒、耐旱和耐盐碱能力,对周围环境具有极强的适应性,是一种良好的护坡、防火、固堤及封滩、固沙保
土的先锋造林树种.由于火炬树用途多,适应性广,并具有很好的观赏价值,早为各国引种栽培,广泛应用于
人工林营建、退化土地恢复和景观建设.我国 1959 年由中国科学院植物研究所引种,1974 年以来向全国各
省、区推广.半个世纪以来,已从北京陆续推广至华北、西北、东北、华中和西南许多省区,目前在全国 20
多个省(区)有栽培,以黄河流域以北各省(区)栽培较多,主要用于荒山绿化兼作盐碱荒地风景林树种[8].
火炬树不仅在中国,而且在世界许多国家也被广泛栽培,这不仅仅是由于它在春夏季节具有优雅妩媚的形
态和秋冬时分呈现火焰般热烈的色彩,更主要的是因为它具有优良的生物学特性.火炬树性格强韧,坚忍不
拔,耐干旱、耐瘠薄和寒冷,适应严酷的立地条件,能够在许多树种不能立足的地方扎根,它开拓立地,在固
定和半固定沙地甚至采矿废弃地上也能生根,正常生长.火炬树具有很强的根蘖能力,容易繁殖,可以播种或
根插,也可以在冬季平茬复壮,栽植成活率极高.火炬树还抗大气污染,尤其适应城市生态条件.可见,火炬
树不仅可以广泛用于城乡景观建设,还可以用于退化立地的植被恢复、水土保持和防风固沙.正因为如此,北
京市林业局将火炬树列为山区造林的主要 6 个灌木树种之一.
3 火炬树入侵风险预测
火炬树具有许多优良的生物学特性,但又具有许多入侵物种的特性,如适应能力强,根蘖繁殖,常成片分
布,成熟早,结实量大,具有极强的侵占力、繁殖力和极广阔的生态位等.Richard 把火炬树列为美国和加拿
大南部地区的杂草之一[9].据火炬树的生物学特性可以预警其入侵风险.
3.1 生命力强大,繁殖扩散迅速,具高风险入侵能力
火炬树种子在恶劣贮藏环境下经过 12 年,发芽率仍达 5.8%;当年生弱苗被弃置晾晒 5 d 后遇雨,其根部
仍能萌出新芽;栽植后因覆土过浅或风倒而使大部分根裸露的苗木,暴晒半月,只要有 1 条根着地就死不
了.由于人们只看到火炬树的美学和经济价值,对外来物种可能导致的生态和环境后果缺乏足够的认识,根本
就没有意识到外来物种的入侵性,使得火炬树快速繁殖,严重地影响了本地种的多样性.现已发现在火炬树成
片生长的地方,基本上其他物种被排斥.中科院植物研究所蒋高明等[10]对北京 9 区(县)火炬树的种植与生长状
况调查表明:每种下一棵火炬树,第二年就发展为 10 多棵,5 年后就会覆盖半径 5~8 m 的所有土地,并表现
出强大的侵占力.国际上为入侵物种扩散的定义为:每 3 年扩散距离超过 3 m,在北京火炬树实际的扩散距离
已达到 6.2~7.5 m.
3.2 竞争能力强,危害农田、公路及本地生态系统
繁殖迅速的火炬树可向路旁的农田扩展,挖出的火炬树根扔在地里,依然能够萌发新苗;种植 5 年的火炬
树根系能够穿透坚硬的护坡石缝,对公路设施造成危害.母树萎缩后的火炬树,可以通过根蘖大量繁殖后
代.火炬树具有强大的种间竞争优势,如在山东济南火炬树和黄栌的混交林中,如今已难觅黄栌踪迹.种植
3~5 年的火炬树,入侵苗可以蔓延到 30~100 m.火炬树分布的地方,除了几种草本植物外,难以见到本地种,
个别地方已将本地种全部排除干净,严重危害本地生态系统.
由于火炬树根蘖繁殖力惊人,根系盘根错节,很难彻底去除;同时,火炬树自我保护能力强大,分泌物以
及密集的绒毛,几乎使其“刀枪不入”,没有昆虫吃它,也没有天敌控制它;其“火炬”(果实)能产生大量种
子,虽然难以自然萌发,但仍潜藏着巨大威胁.因此,火炬树一旦大量繁殖,就会形成入侵物种.
第 1 期 徐振华,等 外来入侵种火炬树的风险性预测 91

4 火炬树入侵预防策略
在我国,外来物种演变成入侵物种的实例和教训很多.如:作为畜禽饲料于 20 世纪 30 年代引进的作为观
赏和净化水质推广种植的水葫芦,前些年在南方 17 个省(市、自治区)迅速扩展蔓延,大面积覆盖河流、湖泊,
造成极大的危害,每年仅用于人工打捞的费用就达数千万元;同样,于 20 世纪 70~80 年代引入作为沿海护滩
植物的大米草,近年来也逸出了其原引入的区域范围,大面积、高密度地迅速蔓延,严重破坏了近海生物的栖
息环境.
由于火炬树具有外来入侵物种的基本特征,一旦定居,火炬树就会降低引入地的物种丰富度和物种多样
性,稍有不慎,就会像水葫芦和大米草一样,造成危害.所以为防患于未然,需在以下方面加以注意:
4.1 严格把握推广节奏
由于火炬树可在多种生境下存活并快速繁殖,所以在生态恢复工程和城市园林绿化推广中一定要慎重,不
宜大面积应用.在能够应用本地物种的地方,尽量不再设计和栽培火炬树.
4.2 科学安排应用空间
火炬树由于具有很强的根蘖能力,可以随意蔓延,不但破坏原有的绿化设计,还可影响其他植物生长.所
以,应用时要扬长避短.平原地区和道路、水渠两侧以及公园,尽量不再设计火炬树.
4.3 有效采取技术措施
对于已引种的火炬树,一定要密切关注其扩散、蔓延态势,必要时采取人为控制方法.如:火炬树根系较
浅,其根系主要分布在 20 cm 以上的土层,可通过挖隔离沟的方法,将其控制在一定范围之内.若欲消除火炬
树,则可采取水淹的方法.
(指导教师:白丽荣)
参考文献:
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Prediction of the Risk of Rhus typhina, an Invasive Alien Species
XU Zhen-hua, SU Hai-xia, FAN Yan, ZHANG Xue-xia, JIN Yun-liang, HE Liang
(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)
Abstract: Invasive alien species were considered the main factor of serious threat to the ecological diversity. Rhus typhina
which was alien species has many excellent biological characteristics, but has many characteristics of invasive species, such
as the strong ability to adapt to infertile soil, drought, salinity, coldness and has a strong occupation force, fecundity, and a
very broad ecological niche and so on. Rapid propagation of the Rhus typhina was likely to result in high-risk invasion,
endangering farmland, roads and crowding out native species, affecting the local ecological system. First of all, we must be
cautious in introducing Rhus typhina, not to apply in large scale, arrange the use of space reasonably, and be ready to take
effective measures to prevent their further spread.
Key words: alien species; Rhus typhina; biological invasion; risk prediction
(责任编校:李建明 英文校对:李玉玲)