長(zhǎng)江流域紫莖澤蘭入侵特征
摘要: 對(duì)宜賓市的紫莖澤蘭入侵狀況進(jìn)行了調(diào)查。目前該市還處于紫莖澤蘭入侵的初始階段,入侵區(qū)域集中分布在河流和道路附近,尤其是灌叢、林地等有一定遮蔭的區(qū)域。該植物的空間分布格局和繁殖特征表明,它可以利用植株和種子向外進(jìn)行遠(yuǎn)距離擴(kuò)散,占據(jù)一定位置后,再以無(wú)性繁殖方式擴(kuò)展侵占范圍,且入侵速度非?,如不及時(shí)采取措施,整個(gè)長(zhǎng)江流域都有被其入侵的風(fēng)險(xiǎn)。
關(guān) 鍵 詞: 生物入侵;紫莖澤蘭;特征分析;金沙江
紫莖澤蘭(Eupatorium adenophorum Spreng或Ageratina adenophora Spreng)原產(chǎn)中美洲的墨西哥、哥斯達(dá)黎加等地,20世紀(jì)40年代由緬甸傳入我國(guó)云南[1] ,隨后迅速在云南省蔓延開(kāi)來(lái)[2] ,并相繼傳入其周邊省份,四川、廣西、貴州、西藏、重慶、湖北、臺(tái)灣等地都已發(fā)現(xiàn)有大面積的分布區(qū),對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)造成很大的影響[1~5] 。自20世紀(jì)70年代末在四川省鹽源縣金沙江畔發(fā)現(xiàn)紫莖澤蘭至今,它已入侵到金沙江(長(zhǎng)江)流域多個(gè)地區(qū),并且還在以驚人的速度繼續(xù)擴(kuò)張[3] 。
在紫莖澤蘭入侵過(guò)程中,長(zhǎng)江上游的四川省宜賓市的地理位置非常關(guān)鍵:該市南面是已有紫莖澤蘭分布的云南省昭通市,西面則緊鄰紫莖澤蘭肆虐的四川省涼山彝族自治州和樂(lè)山市。由南、西兩面?zhèn)魅氲淖锨o澤蘭在此會(huì)合后,將以宜賓為中心,向北危害整個(gè)四川盆地,向東則威脅整個(gè)長(zhǎng)江流域。到目前為止,紫莖澤蘭主要集中在宜賓市的金沙江、岷江、長(zhǎng)江及其支流岸邊,以及西南部主要公路附近。鑒于此,對(duì)宜賓市的紫莖澤蘭分布特征,其入侵長(zhǎng)江流域的方式、途徑、速度等進(jìn)行了調(diào)查和分析,為制定預(yù)防紫莖澤蘭入侵、保護(hù)流域環(huán)境措施提供參考。
1 區(qū)域概況
四川省宜賓市位于四川、云南、貴州3省交界處,東、北、西分別與四川省瀘州市、樂(lè)山市、涼山彝族自治州相鄰,南與云南省昭通市接壤,轄9縣1區(qū),總面積約13283km2 。宜賓屬中亞熱帶季風(fēng)氣候,淺丘、河谷兼有南亞熱帶氣候?qū)傩浴H心昃鶜鉁?5.0~18.3℃,冬無(wú)嚴(yán)寒,夏無(wú)酷暑,氣候終年溫暖,四季分明;春早冬遲,具有溫?zé)峒竟?jié)長(zhǎng)、日照少等特點(diǎn)。無(wú)霜期335~355d;年降雨量850~1500mm,但時(shí)空分布不均,降水多集中在夏季;年日照950~1180h,濕度大、陰天多。夏季處于西南季風(fēng)控制區(qū),但全年風(fēng)力微弱,多年平均值為0.8m/s,僅4、5月份風(fēng)速較大。此外,因受地勢(shì)、地貌特別是垂直高差的影響,還具有立體氣候和區(qū)域小氣候明顯的特征。
金沙江、岷江分別從西、西北方向由四川省涼山彝族自治州、樂(lè)山市流入境內(nèi),在宜賓市翠屏區(qū)匯合后始稱(chēng)長(zhǎng)江,并由西向東流出市境。由于境內(nèi)多山,河流多由峽谷沖出,3條江江岸均較陡峭,沿江沖積平原數(shù)量少,面積小。
2 研究方法
在宜賓市紫莖澤蘭分布區(qū),隨機(jī)選擇了100個(gè)10m×10m的樣方,調(diào)查記錄的內(nèi)容主要有:每個(gè)樣方內(nèi)成片分布和獨(dú)立生長(zhǎng)的紫莖澤蘭株數(shù);每片紫莖澤蘭的面積大小、蓋度;樣地的地理坐標(biāo)及環(huán)境特征(海拔、光照、植被覆蓋、地形等),并對(duì)樣方及其周邊區(qū)域詳細(xì)拍照,以備室內(nèi)數(shù)據(jù)處理時(shí)參考。
通常在生長(zhǎng)季末,紫莖澤蘭植株就會(huì)倒伏,然后從其根部、枝條上生長(zhǎng)出新的植株和根系,逐漸形成新的個(gè)體[6] 。由于這種無(wú)性繁殖特征,在區(qū)分每個(gè)植株時(shí)有一定難度。經(jīng)研究決定,凡已經(jīng)生根的枝條,不管是否與母株相連,都算為獨(dú)立植株。據(jù)此,由最新枝條開(kāi)始,順根部延伸,每發(fā)現(xiàn)一次倒伏、萌發(fā)現(xiàn)象,就記為1a,以此推測(cè)群落的生長(zhǎng)年限,同時(shí)記錄每個(gè)群落中母株的數(shù)量,最后,根據(jù)群落中紫莖澤蘭數(shù)量、入侵時(shí)間、母株數(shù)量,計(jì)算每年植株平均萌發(fā)數(shù)量,以此衡量紫莖澤蘭群落的長(zhǎng)勢(shì)。
3 結(jié)果與分析
3.1 入侵區(qū)域
紫莖澤蘭已經(jīng)入侵到宜賓市的9縣1區(qū),主要分布在各縣(區(qū))的長(zhǎng)江(金沙江)沿岸和部分連接云南省昭通市、四川省涼山彝族自治州的道路邊上。調(diào)查結(jié)果顯示,紫莖澤蘭在屏山縣的入侵現(xiàn)狀最為嚴(yán)重,該縣16個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))都已發(fā)現(xiàn)有紫莖澤蘭分布,而且局部地區(qū)已形成紫莖澤蘭單優(yōu)勢(shì)群落。
紫莖澤蘭多在林下、灌叢等有植被遮蔭的區(qū)域生存,而在無(wú)遮蓋環(huán)境下分布數(shù)量少、高度低;同時(shí),在過(guò)于陰暗的區(qū)域(約在全光照50%以下)數(shù)量少、長(zhǎng)勢(shì)弱,說(shuō)明紫莖澤蘭對(duì)光照有一定要求,光照過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱都不利于其生長(zhǎng)。盡管宜賓市降水量較多、季節(jié)分配較均勻、氣候較濕潤(rùn),但紫莖澤蘭在河流(金沙江、長(zhǎng)江等)階地、水渠(尤其是排污渠)邊等潮濕區(qū)域數(shù)量明顯比周?chē)鸁o(wú)水源區(qū)域多,說(shuō)明水分對(duì)紫莖澤蘭的生長(zhǎng)和入侵有較大的影響,越濕潤(rùn)的區(qū)域,越容易被入侵;其中,排污渠附近紫莖澤蘭群落的數(shù)量、長(zhǎng)勢(shì)又優(yōu)于一般的水渠,河流階地中淤泥地的長(zhǎng)勢(shì)好于沙灘,顯示紫莖澤蘭對(duì)養(yǎng)分的需求較大。
3.2 空間分布特征
除靠近云南昭通和四川涼山的屏山、筠連以外的其他8個(gè)縣(區(qū))中,紫莖澤蘭集中分布在河流階地和道路兩側(cè)的狹窄區(qū)域(垂直道路方向上通常不超過(guò)100m),尤其在河流階地形成大片的優(yōu)勢(shì)群落。距離道路和河流越遠(yuǎn),紫莖澤蘭群落的生長(zhǎng)年限越短,平均密度越大,蓋度越高。
按照與當(dāng)?shù)刂参锕采姆绞,主要有紫莖澤蘭單優(yōu)、與當(dāng)?shù)匚锓N共生、當(dāng)?shù)匚锓N占優(yōu)3種分布格局。當(dāng)?shù)匚锓N往往無(wú)法與之競(jìng)爭(zhēng),初期,由于紫莖澤蘭數(shù)量少,不占優(yōu)勢(shì),群落中以當(dāng)?shù)匚锓N為主;隨著紫莖澤蘭數(shù)量的增多,當(dāng)?shù)匚锓N逐漸退出競(jìng)爭(zhēng),群落向紫莖澤蘭占優(yōu)過(guò)渡。對(duì)多個(gè)群落的調(diào)查結(jié)果顯示,從入侵到占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,一般需要4~5a的時(shí)間。
在河流和道路廊道以外的大部分地區(qū),紫莖澤蘭呈分散點(diǎn)狀生長(zhǎng)狀態(tài),群落斑塊面積多為1~20m2 ,入侵時(shí)間越長(zhǎng),斑塊面積越大。一般越靠近涼山彝族自治州、云南省昭通市,其平均斑塊面積越大;距離河流和公路越遠(yuǎn),平均斑塊面積越小。在某些區(qū)域,還發(fā)現(xiàn)單棵獨(dú)立生長(zhǎng)的紫莖澤蘭,但數(shù)量較少,多分布在荒灘、路邊等區(qū)域。生長(zhǎng)在路邊、村莊周?chē)、農(nóng)田等地的紫莖澤蘭群落,多已遭到不同程度的人為破壞。但是,由于林地、灌叢、荒草地等區(qū)域的人類(lèi)活動(dòng)干擾頻率較低,多數(shù)紫莖澤蘭未受破壞。統(tǒng)計(jì)表明,在100塊樣方中,有5%被拔除(植株仍然留在原地),12%植株被部分破壞;其余83%未受明顯干擾。一些單棵獨(dú)立生長(zhǎng)的紫莖澤蘭多與本地植物生長(zhǎng)在一起,需仔細(xì)辨認(rèn)才能發(fā)現(xiàn),數(shù)量雖不多,潛在威脅很大,若任其生長(zhǎng),4~5a就會(huì)占據(jù)周?chē)鷶?shù)平方米到數(shù)十平方米的范圍,由種子傳播而占據(jù)的區(qū)域則會(huì)更多。
3.3 繁殖方式
多數(shù)紫莖澤蘭是在已經(jīng)倒伏的母株上萌發(fā)而成,依靠無(wú)性繁殖方式占據(jù)大范圍地面。樣方中的紫莖澤蘭株數(shù)統(tǒng)計(jì)表明,直接由種子萌發(fā)形成的植株數(shù)量少、密度低,平均9%的植株是種子萌發(fā)形成。
對(duì)未受其他因素干擾或干擾程度較輕、保存較完好的紫莖澤蘭群落的統(tǒng)計(jì)表明,成片分布的紫莖澤蘭多是由15株母株經(jīng)無(wú)性繁殖而來(lái)。由于母株會(huì)由于時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而腐爛,致使在調(diào)查時(shí)難以追蹤,導(dǎo)致母株數(shù)量偏多,因而,實(shí)際母株數(shù)量可能比調(diào)查結(jié)果少。
3.4 入侵路徑與方式
宜賓市的紫莖澤蘭主要分布于道路和金沙江(長(zhǎng)江)附近,并且距離道路和河流越遠(yuǎn),入侵時(shí)間越長(zhǎng),說(shuō)明道路和河流廊道在其入侵過(guò)程中起了重要作用。由宜賓市至湖北省三峽庫(kù)區(qū)的長(zhǎng)江(金沙江)沿岸,都已發(fā)現(xiàn)有生長(zhǎng)多年的紫莖澤蘭,且集中分布于長(zhǎng)江岸邊的狹長(zhǎng)地帶,河流周邊區(qū)域還未發(fā)現(xiàn),說(shuō)明它是沿長(zhǎng)江(金沙江)擴(kuò)散的。在金沙江(長(zhǎng)江)兩側(cè)的階地上,根據(jù)紫莖澤蘭的無(wú)性繁殖特征,可以推測(cè),其入侵上游屏山和下游江安的時(shí)間都是在20世紀(jì)90年代初。作為一種植物,紫莖澤蘭本身的運(yùn)動(dòng)能力有限,能如此遠(yuǎn)距離地同時(shí)入侵,說(shuō)明很可能是通過(guò)江水傳播的[7] 。
位于宜賓市西面和南面的屏山、筠連、高縣等地道路兩側(cè)也已發(fā)現(xiàn)有紫莖澤蘭,越靠近云南昭通和四川涼山,其入侵時(shí)間越長(zhǎng)、數(shù)量越多;在垂直道路的方向上,距離道路越遠(yuǎn),數(shù)量越少。說(shuō)明它的傳播,借助了道路這一特殊廊道:首先沿道路兩側(cè)入侵,然后向道路兩側(cè)擴(kuò)散。
約在20世紀(jì)70年代末 ① ,紫莖澤蘭入侵金沙江(長(zhǎng)江)河畔后順江而下;2003年,在位于湖北省的三峽水庫(kù)發(fā)現(xiàn)了紫莖澤蘭[3] ,約20a的時(shí)間推進(jìn)了1000多千米。沿道路入侵的紫莖澤蘭,至今只到達(dá)宜賓市的西面和南面,沿道路入侵的速度遠(yuǎn)小于河流廊道。
4 結(jié)論
對(duì)四川省宜賓市,以及長(zhǎng)江流域其他地區(qū)的紫莖澤蘭入侵現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn),它主要是利用河流和道路廊道在流域內(nèi)擴(kuò)散,因而其空間分布特征也與河流和道路有密切的關(guān)系:離河流和道路越近,其入侵的時(shí)間越早,一般密度較大,長(zhǎng)勢(shì)較好,尤其是在有一定遮蔭、水分狀況較好、土壤較肥沃的區(qū)域。對(duì)其在河流和道路附近的空間分布特征進(jìn)行對(duì)比后,發(fā)現(xiàn)沿河流入侵的速度更快。在入侵方式上,一般利用繁殖植株和種子向外進(jìn)行遠(yuǎn)距離擴(kuò)散,占據(jù)一定位置后,再以無(wú)性繁殖的方式,不斷排擠其他植物,向周邊擴(kuò)展侵占范圍,形成紫莖澤蘭單優(yōu)群落。通過(guò)這種跳躍式的入侵方式,其入侵速度非?,且入侵成功率非常高。由于長(zhǎng)江流域部分地區(qū)的自然環(huán)境適合紫莖澤蘭生長(zhǎng)和繁殖,河流和道路廊道又能助其有效入侵,如不及時(shí)采取措施,在不久的將來(lái),整個(gè)長(zhǎng)江流域都將面臨被紫莖澤蘭入侵的風(fēng)險(xiǎn)。
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作者簡(jiǎn)介: 郭宗鋒,男,宜賓學(xué)院長(zhǎng)江水環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宜賓基地,講師,碩士。
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