当阳市农业外来入侵植物调查与风险评估.pdf
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1、第 卷第期 年月湖 北 林 业 科 技H u b e iF o r e s t ryS c i e n c ea n dT e c h n o l og yV o l ,N o A ug,收稿日期:基金项目:国家农业农村部外来物种普查项目“华中地区外来入侵物种调查研究”();湖北省重点研发计划“新型农村污水处理一体化设备研发”(B C A ).作者简介:桑灿(),男,硕士研究生在读,研究方向为生态恢复研究.张劲为通讯作者.当阳市农业外来入侵植物调查与风险评估桑灿(,)张喆(,)张劲(,)(湖北大学资源环境学院武汉 ;湖北大学研究生院武汉 )摘要:农业外来入侵植物已在全球范围内产生严重的生态安全
2、问题,本研究在全面调查宜昌市当阳市农业外来入侵植物现状的基础上,完善了外来入侵植物数据库,识别出物种分布格局,并运用层次分析法(AHP)对入侵植物的入侵等级进行评估.结果表明:当阳市农业外来入侵植物共有 种,隶属 科 属,其中菊科 种,苋科种以及豆科种,种类最多的属为苋属种;当阳市农业入侵植物中有 种来源于美洲地区,占物种总数的 ;当阳市外来入侵植物等级较高,已经对生境造成严重的威胁,恶性入侵种、严重入侵种、局部入侵种的物种数分别为 种、种、种.当阳市农业入侵植物中风险等级氛围种,级植物有种,级植物种,级植物种,级植物 种,级植物 种,入侵风险等级较高.玉阳街道是各乡镇中农业外来入侵植物高风险
3、、高爆发地区,共发现 个物种,级和级入侵物种在该乡镇均有发现,需要对危害严重的物种和地区加强防治和监测.关键词:农业外来入侵植物;入侵现状;风险等级划分;层次分析法(AH P);当阳市中图分类号:S 文献标识码:A文章编号:()I n v e s t iga t i o na n dR i s kA s s e s s m e n t o fAgr i c u l t u r a l I n v a s i v eP l a n t i nD a ng ya ngC i tyS a ngC a n(,)Z h a ngZ h e(,)Z h a ngJ i ng(,)(F a c u l ty
4、o fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a l S c i e n c eH u b e iU n i v e r s i tyW u h a n ;G r a d u a t eS c h o o lo fH u b e iU n i v e r s i tyWu h a n )A b s t r a c t:Agr i c u l t u r a l i n v a s i v ea l i e npl a n t sh a v ec a u s e d s e r i o u s e c o l ogi c a l s e c u r
5、 i typr o b l e m s o nagl o b a l s c a l e,s e r i o u s lya f f e c t i ngr u r a l e c o sys t e m sa n dagr i c u l t u r a le c o n o m i cs e c u r i ty B a s e do nt h ec o mpr e h e n s i v ei n v e s t iga t i o no fyi c h a ngd a ng ya ngagr i c u l t u r eb a s e do nt h epr e s e n ts i
6、 t u a t i o no fagr i c u l t u r a l i n v a s i v ea l i e npl a n t s,i mpr o v et h eD a ng ya ngi n v a s i v ea l i e npl a n t sd a t a b a s e,a l i e npl a n t s t o i d e n t i fyt h e spe c i e sd i s t r i b u t i o npa t t e r n,a n du s i ngt h ea n a lyt i ch i e r a r c hypr o c e s
7、 s(AH P)t oe v a l u a t e t h e i n v a s i o no f t h ei n v a s i v epl a n t l e v e l,pr o v i d eb a s i cd a t af o r f u r t h e ragr i c u l t u r a l i n v a s i v e spe c i e s i nh u b e ipr o v i n c e s u r v eya n de v a l u a t i o nm e t h o d sT h e r e s u l t s s h o w e d t h a
8、tAt o t a l o f agr i c u l t u r a l i n v a s i v e spe c i e sb e l o ngt o f a m i l i e sa n d ge n e r a i nD a ng ya ngC i ty,i n c l u d i ng spe c i e s o fC o mpo s i t a e,spe c i e s o fAm a r a n t h u s a n d spe c i e s o f l egu m e s Am a r a n t h u sw a s t h em o s t a b u n d a
9、n tge n u sw i t hspe c i e s;I nD a ng ya ngC i ty,i n v a s i v epl a n t s c a m ef r o mA m e r i c a,a c c o u n t i ngf o r o f t h e t o t a l spe c i e s T h e l e v e l o f i n v a s i v ea l i e npl a n t s i nD a ng ya ngw a s r e l a t i v e lyh igh,w h i c hh a d c a u s e d s e r i o u
10、 s t h r e a t s t o t h eh a b i t a t T h en u m b e r o f spe c i e s b e l o ngi ngt om a l ign a n t i n v a s i v e spe c i e s,s e v e r e i n v a s i v e spe c i e s a n d l o c a l i n v a s i v e spe c i e sw e r e,a n d,r e spe c t i v e ly T h e r i s k l e v e lw a sd i v i d e d i nt o
11、 spe c i e s o fgr a d e pl a n t s,spe c i e s o fgr a d epl a n t s,spe c i e s o fgr a d epl a n t s,spe c i e s o fgr a d epl a n t sa n d spe c i e so fgr a d epl a n t s i nD a ng ya ngC i ty Y uya ngS u b d i s t r i c tw a sah igh r i s ka n dh igh o u t b r e a ka r e a i ne a c ht o w n s
12、h ip,w i t ha t o t a l o f spe c i e s f o u n d B o t hgr a d e a n dgr a d ei n v a s i v e spe c i e sw e r e f o u n d i n t h e t o w n s h ip,a n dh ighf r equ e n cyspe c i e sw e r ed i s t r i b u t e d i n pl o t s T h er e s u l t s s h o w e dt h a t t h e i n v a s i v er i s k l e v e
13、 l o fa l i e ni n v a s i v epl a n t s i nD a ng ya ngC i tyw a sh igh,w i t ho b v i o u s i n v a s i o nh a z a r d s,a n dY uya ngS t r e e tw a s t h em o s t s e r i o u s I t i sn e c e s s a ryt o s t r e ngt h e n t h e c o n t r o l a n dm o n i t o r i ngo f t h e s e r i o u s lye n d
14、a nge r e d spe c i e s a n da r e a s K eyw o r d s:agr i c u l t u r a l i n v a s i v ea l i e npl a n t s;i n v a s i o n s t a t u s;r i s kc l a s s i f i c a t i o n;a n a lyt i ch i e r a r c hypr o c e s s(AH P);D a n g ya ngC i ty第期桑灿,等:当阳市农业外来入侵植物调查与风险评估随着全球经济一体化的进程速度加快,以及国际间贸易不断地往来,外来入侵物
15、种对世界农业经济和生态环境造成了巨大影响.外来物种是现在过去或现在自然分布范围及扩散潜力以外的物种,通过人为或者自然等因素,由原本地区的生态系统传播扩散到另一个生态环境中定居、繁殖,从而对传入地区的生态环境或者其中的物种构成危害性的植物 .大多数外来物种成功入侵当地生态系统后,由于新的生境中缺乏天敌,导致种群数量爆发,并与本地的物种竞争资源,占据物种的生态位,形成单优种群,使当地物种的种类数量减少 ,最终使当地的生态环境退化,造成不同程度的经济损失 .中国受外来入侵物种危害极为严重,全国已经记录了外来入侵生物多达 种,其中入侵植物 种,每年造成约 亿元的经济损失,占国内生产总值的 ,对外来入侵
16、植物的防治与监控已迫在眉睫.农业外来入侵物种一般是指发在农田生态系统或渔业水域生态系统中的外来入侵物种.近年来,已有很多学者对农业外来入侵植物开展了一系列研究,王宇涛等 对华南地区种近缘农业入侵植物进行生理研究,结果显示种近缘植物不同的低温敏感性的是其入侵性差异的重要原因;有的是基于大量文献分析进行大尺度范围内的入侵植物风险评估研究,Q i a n gH a o等 分析了全国 种农业外来入侵物种的入侵途径、发生生境、以及原产地;尚春琼等 对农业外来植物三叶鬼针草的入侵机制以及防治进行研究;高兴祥等 对小蓬草的化感物质释放和入侵机制进行探索;束承继等 对深圳市的入侵植物区系与风险分布进行调查,宋
17、佳琳等 对保定市清苑区的外来入侵植物进行调查入侵风险评估等.目前,全国各地正在开展农业入侵植物调查和风险评估,湖北省关于农业外来入侵植物的研究鲜见报道.当阳市地处于江汉平原,随着经济高速发展、国内国际间交流以及贸易的往来的增加,农业外来入侵植物的数量持续增加 .本研究针对当阳市农业外来入侵植物现状,并结合国家的政策、名录以及相关文献 ,进行全面地调查,识别出入侵高风险地区与物种,并研究农业外来入侵植物的风险等级,提出当阳市农业外来入侵物种的管理和防治建议.材料与方法 研究区概况当阳市隶属于湖北省宜昌市,位于湖北省中西部,行政区域面积 k m.跨北纬 ,东经 ,亚热带季风气候,平均降水量为约 m
18、m,四季分明,雨热同季,兼有南北过渡的特点.调查方法 实地踏查根据 农业外来入侵物种普查面上调查技术规程,结合当阳市土地利用现状和种植模式设置踏查路线,在当阳市境内的 个乡镇的踏查路线上选取了 个已经形成一定入侵规模的地点定为踏查点,踏查范围覆盖当阳市大部分农田、渔业生态系统和村庄用地,同时记录踏查点经纬度、土地利用类型、生境状况和主要入侵植物,并测量计算主要入侵植物的危害现状,盖度密度、频率、发生面积等.样地调查根据踏查结果,选取踏查中出现频率高并且具有重大入侵危害的植物,结合生态环境部和宜昌市的外来入侵物种名单,在其高爆发地区等重点区域,开展样地调查,计算入侵植物样方内的盖度、数量、高度,
19、并估算其危害程度、生态影响.样方大小为m(mm),每个样地内同一入侵植物至少设置个样方,每个样方之间间隔m以上,同时对样 方内的所有植 物种类、数 量及盖度进 行统计.入侵植物风险等级判定评估依据根据踏查和样地调查结果,运用层次分析法进行外来入侵植物风险等级划分,建立一套适用于当阳市农业外来入侵植物风险评估体系.层次分析法结合当阳市入侵植物危害性程度,分别选取一级、二级、三级指标个、个、个(表),建立各级指标判断矩阵,计算各级指标的权重值,并经一致性检验,将总分 分赋值到各级指标,计算各植物个等级指标的赋分综合,评估其入侵等级.划分结果表明:一级指标选取为传入风险、已入侵现状、传播特征、危害和
20、影响、生物学特征、治理难度,其 权 重 分 别 为、.二级指标、三级指标均使用相同的计算方法,根据赋值结果,构建当阳市外来入侵植物风险评估体系.湖北林业科技第 卷表当阳市农业外来入侵植物风险评估体系一级指标分值二级指标分值三级指标分值传入风险 传入途径有意引入 无意引入 自然扩散 是否已经列入中国外来入侵物种名单否是 已入侵现状 频度高()中()低()盖度高()中()低()密度高()中()低()国内该物种的分布情况国内大部分地区均有分布/以上省份有分布 个别省份有分布 危害与影响 对农、林、渔业的影响轻,少数地区发生危害 中,危害面积较小 重,危害面积较大 对人畜的影响大 小 无影响生物多样性
21、大 中 小 与本地物种间的竞争与本地物种竞争小 与本地物种竞争较缓 与本地物种竞争激烈 传播特征 生长速度快 一般 慢 传播途径和距离可以通过风、河流、交通工具、生物携带、等种方式进行短距离扩散 利用以上种途径进行较长距离扩散 可利用多种途径进行较长距离扩散 治理难度 治理方式方法单一 需要两种以上的方法综合防治 防治难度防治较容易,投入成本低 防治比较困难,需要一定的人力和资金投入 防治困难,需要长期大量的人力资金投入 生物学特征 生活史a生 多年生 种子繁殖能力数量大且易萌发 数量一般且易萌发 数量少或不易萌发 种子有无特殊的形态特征(钩刺、冠毛、翅等)有 无注:入侵等级级 分;级 分;级
22、 分;级 分;级 分.第期桑灿,等:当阳市农业外来入侵植物调查与风险评估 结果与分析 基本组成情况经统计,当阳市农业外来入侵植物总计 种(表),隶属于 科 属,其中菊科 种,苋科种以及豆科种为优势科(图),三者共占入侵植物总数 的 .种 入 侵 植 物 出 现 频 次 在 及以上(图),种入侵植物频次超过.其中出现频次最高的是小蓬草,出现频率达;其次是空心莲子草,出现频率.当阳市农业外来入侵植物的生活型为乔木、灌木和草本植物,其中草本植物占比最高,占全部入侵物种的,共计 种.草本植物中,又以a、a生草本植物最多,共 种,占总入侵植物总数的 ;多年生草本 种,占 .灌木植物种,木本植物种.表当阳
23、市农业外来入侵植物种统计表科名种名原产地生活型入侵得分莎草科C y p e r a c e a e香附子C y p e r u s r o t u n d u s印度a生草本()大戟科E u p h o r b i a c e a e斑地锦E u p h o r b i am a c u l a t a北美洲a生草本()美洲地锦草E u p h o r b i an u t a n s美洲a生草本()通奶草E u p h o r b i ah y p e r i c i f o l i a美洲a生草本()豆科F a b a c e a e白车轴草T r i f o l i u mr e p e
24、 n s北非、中亚和欧洲多年生草本()红车轴草T r i f o l i u mp r a t e n s e北非、中亚和欧洲多年生草本()刺槐R o b i n i ap s e u d o a c a c i a北美洲落叶乔木()田菁S e s b a n i a c a n n a b i n a大洋洲a生草本()凤仙花科B a l s a m i n a c e a e凤仙花I m p a t i e n s b a l s a m i n a南亚至东南亚a生草本()夹竹桃科A p o c y n a c e a e长春花C a t h a r a n t h u s r o s e
25、u s马达加斯加多年生草本()锦葵科M a l v a c e a e苘麻A b u t i l o n t h e o p h r a s t i印度a生亚灌木草本()菊科C o m p o s i t a e秋英C o s m o s b i p i n n a t u s墨西哥和美国西南部多年生草本()黄秋英C o s m o s s u l p h u r e u s墨西哥至巴西a生草本()白花鬼针草B i d e n s a l b a热带美洲a生直立草本()三叶鬼针草B i d e n sp i l o s a美洲a生草本()大狼杷草B i d e n s f r o n d o
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