闽江口互花米草入侵对当地主要湿地植物群落的影响
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闽江口互花米草入侵对当地主要湿地植物群落的影响地理科学学院地理科学(教师教育)专业109012003052 庄友安指导教师:曾从盛【摘要】根据闽江口鳝鱼滩湿地的实地调查资料,分析互花米草入侵后,对当地主要植物的影响,提出了治理的措施。
研究表明,闽江口鳝鱼滩湿地现有互花米草面积约190hm2,其主要植物群落,如芦苇、咸草、藨草等,由于受互花米草的入侵,生境逐渐变差,面积比互花米草入侵前减少90%。
互花米草对当地的生态系统产生严重的破坏。
笔者在分析比较现有根除互花米草方法后认为用人工控除的办法不失为一种不错的有效方法。
【关键字】互花米草;植物群落;湿地;闽江口外来生物入侵对生态系统、生物多样性、农林牧渔业造成巨大的危害与经济损失,无可置疑地得到国际社会与科学家的高度重视。
对于生物入侵的研究,国外科学家早在1958年就出版了《动植物入侵生态学》[1]一书。
此后,各国科学家陆续开展了许多有关外来动物、植物、微生物、海洋生物入侵等各个方面的研究,但真正引起科学家广泛关注与研究则是20世纪80年代后期。
特别是近20年来,对外来入侵生物的研究成为广泛研究的热点,并涌现出了较高层次的研究。
我国对外来入侵的环境有害植物,如紫茎泽兰(Eupatorium adenaphorum Spreng)、豚草(Ambrosia artemisiifolia)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides Grise)、水葫芦(Eichhornia crassipes(Mart.)Solm)、薇甘菊(Miania micrantha)[2-5]等的生物防治与综合治理技术研究较多。
而对引进的互花米草(Spartina alterniflora Loisel)等物种研究较少,其中关于互花米草的研究主要集中于:①互花米草的生物学特性;②淤泥质海岸盐沼湿地互花米草入侵对初级生产力、根系对物质的堆积转换、营养盐循环、生态系统结构与功能的影响;③海岸湿地生态系统动力学规律研究;④湿地资源可持续的规划、利用和保护的科学方法研究[6]。
目前,关于互花米草入侵带来的影响,在环渤海三角洲、辽河三角洲、长江口湿地等研究已有陆续报道[7-9],福建省则只对几个主要受互花米草影响较大的地区互花米草治理的研究较多,而对目前正在快速遭受互花米草入侵的闽江口地区全面、系统地研究较少。
笔者通过多次野外调查,获得了大量的第一手资料,为本研究提供了基础条件。
本文根据闽江口鳝鱼滩湿地比较系统的调查资料,分析互花米草入侵对当地植物多样性的影响,并提出应对措施建议,为闽江口湿地生态恢复和自然保护区建设与管理提供科学参考依据。
1 互花米草与闽江口湿地概况1.1互花米草的生物学特性互花米草隶属禾本科米草属,为多年生根状茎高大草本植物,植物健壮而挺拔,平均株高约1.5m,最高可达3.5m,茎秆粗壮,直径约1cm以上。
茎叶都有叶鞘包裹,叶腋有腋芽,叶长披针形,互生,上部较大,下部叶较小,深绿色或淡绿色,背面有蜡质光泽。
地下部分包括长而粗的地下茎和短而细的须根,根系发达,密布于30cm深的土层中。
同禾本科大多数植物一样,互花米草的繁殖既有无性繁殖也有有性繁殖,其繁殖体包括种子、根状茎和断落的植株。
在适宜的条件下,互花米草3-4个月即可达到性成熟[10]。
互花米草具有很强的耐盐、耐淹能力,适宜海滩高潮带下部至中潮带上部的潮间带生长。
互花米草对土壤质地的要求不严格,从肥沃的淤泥质土壤到贫瘠的粉沙,粗砂地均能生长[10-11]。
目前,互花米草已广泛分布于福建、浙江、上海、江苏、山东、天津以及辽宁等省(市)的沿海地区。
1.2闽江口湿地概况闽江口湿地是福建省重要湿地之一。
其地理位置独特,是东亚—澳大利亚候鸟迁徙在我国境内的重要的落脚地之一。
闽江河口区域,地理坐标为东经119°34′12″~119°41′40″,北纬26°00′36″~26°03′42″,面积为3120hm2[12],本文研究的区域主要集中在潭头镇五门闸到梅花镇浪头鼻之间的鳝鱼滩,闽江河口南面,行政上属于长乐市,潭头镇、文岭镇和梅花镇的鳝鱼滩一带,其中鳝鱼滩沙洲约有1/4部分已处于高潮位之上,退潮时呈东西走向的弯曲长条状分布,长约5km,平均宽约0.3km,面积约240hm2(见图1)。
图1 闽江口鳝鱼滩该处滩涂较为平坦,以水下浅滩为主,水草生长茂盛。
由于鳝鱼滩位于南亚热带,气候暖热湿润,年平均气温19.3℃,年降水量1380mm左右,受台风影响较为频繁。
鳝鱼滩及附近浅滩分布区是福建省“十大浪区”之一,终年多大风,大部分时间刮“向岸风”(北东向风和北北东向风)。
由于鳝鱼滩所在地区的闽江河口呈喇叭状,具备了风暴潮增水的良好条件(尤其是台风期)。
当东北风达6~7级时,潮水位涌高0.3~0.6m,当西南风达6~7级时,水位较低,约0.3m①。
2 闽江口湿地主要植物群落概况闽江口湿地植物种类较多,目前共有维管束植物107科337属465种(含亚种、变种),分别占福建省维管束植物的47.2%、27.1%、13.1%[13],其中主要的植物群落包括红树科植物秋茄(kandelia candel)、木麻黄(Casuarinn equiestifolia)、铺地黍(Panicum repens L.)、芦苇、咸草、藨草等。
由于河口地势低平,受周期性潮汐影响,土壤中含有一定的盐分。
在河口沼泽生长的植被覆盖度较低,一般在50~60%之间,个别群落可达90%,亦有相当多的植被盖度仅为30%左右,主要决定于含盐量的高低,含盐量愈高植被愈稀疏。
2.1互花米草入侵前植物概况由于鳝鱼滩是地理位置独特,是东亚—澳大利亚候鸟迁徙在我国境内的重要的落脚地之一。
长乐市林业局在此设立了观鸟站,并由专门的野生动植物保护部门负责。
且鳝鱼滩是当地居民进行滩涂作业的主要场所,长乐市林业局与当地居民对鳝鱼滩均有较多的了解。
根据长乐市林业局和当地居民提供的资料可知,草滩是鳝鱼滩湿地重要的组成部分,在互花米草入侵闽江口前,鳝鱼滩上五门闸至浪头鼻的植物群落主要有红树林、芦苇(Phranmites australis)、藨草(Scirpus triqueter)、咸草(Cyperus malaccensis①资料来源:长乐市林业局鳝鱼滩资料Lam.var.brevifolius Bocklr.)、铺地黍等(图2)。
图2 互花米草入侵前闽江口鳝鱼滩植被分布图其中芦苇在闽江口有大面积的分布,且生长较好,群落外貌整齐,植株呈苍绿色,群落结构简单,通常盖度80%~85%,植株高度1.70~2.00m,多组成单优势群落或纯植丛。
面积达到190hm2。
咸草主要分布在鳝鱼滩、河岸周缘低地及滩中的低洼地边缘等。
由于地势较低,在潮汐的影响下,该群落常被周期性浸泡。
群落结构简单,只有单优势种组成的单一的草本层。
群落外貌呈黄绿色,总盖度达80%,平均高度为0.9~1.1m。
面积较小,约15hm2。
藨草主要分布在鳝鱼滩观鸟屋附近潮中、潮下带的滩涂中。
面积较小,约5hm2,植株较矮小,平均高度不足0.5m,盖度低,结构单一,仅为草本层。
另有红树林和木麻黄面积共约32 hm2。
照片1 闽江口互花米草照片2 闽江口芦苇2.2互花米草入侵后植物概况由于互花米草更宽的生态域,使得原来鳝鱼滩上的土著植物芦苇等群落的分布范围受到了很大的压缩。
目前在鳝鱼滩上的植物群落仍然包括芦苇、咸草、藨草,但是分布面积缩小很多,互花米草逐渐取代芦苇,开始占据主要的地位(图3)。
图3 互花米草入侵后闽江口鳝鱼滩植被分布图目前,鳝鱼滩芦苇主要沿五门闸向东延伸至草塘,分布在相对地势较高,盐度较低的条带状海堤边缘。
现面积不足入侵前的十分之一,约12hm2。
咸草主要分面在鳝鱼滩观鸟屋路口两侧的块状区域内。
在滩中的低洼地边缘间或有稀疏的若干咸草植株,但是极为分散。
面积约8hm2。
藨草主要分布在观鸟屋周边和鳝鱼沙洲南测的滩涂中,植株稀疏,未见有形成的藨草群落。
另有红树林和木麻黄面积共约30 hm2,面积变化较小。
鳝鱼滩主要湿地植物群落面积经互花米草入侵前面积减少90%以上。
相对于芦苇、咸草、藨草,五门闸西边咸草与互米花草目前处于竞争阶段,还未有出现大的面积和群落上的显著变化。
通过互花米草入侵前和入侵后当地植物群落的面积变化比较,发现互花米草相对当地的土著植物具有更强的竞争能力,蔓延速度极快,已占据大部分浅滩面积,原有土种植物的面积已经被压缩到不足原来的十分之一,其入侵将对当地的植物多样性和湿地生态功能产生严重的破坏,对闽江口湿地的生物多样性保护和植物资源的可持续利用极为不利。
3闽江口湿地互花米草的分布福建省自1981年在罗源湾引种互花米草[11],从2003年左右,互花米草开始入侵闽江口,由于互花米草比土著湿地植物具有更宽的生态域和极强的入侵繁殖能力,现在正逐渐取代当地的植物。
目前,互花米草已经占据鳝鱼滩草滩一半以上的面积。
3.1分布面积根据野外利用手持GPS进行定位(沿植物群落边界)获取坐标数据,并将2000年闽江口鳝鱼滩的TM影像通过Arcview软件进行配准。
将经过矢量化的遥感影像导入mapinfo软件中,将获得的植物群落外围坐标落图,并将同一片同种植物群落边界的各点用平滑曲线连接形成区域进行面积量算,互花米草入侵以来,迅速侵占了土著植物的生存空间,目前已经占据了约190hm2,相当于入侵前芦苇群落的面积。
在野外测量过程中,为了确保某一植物群落中没有混杂其它的植物群落,在外围测量后,在群落中采用鱼网式穿行观察,确定所测植物群落为单一优势植物。
3.2空间分布目前,互花米草在鳝鱼滩主要分布在潭头镇五门闸偏东南至浪头鼻,成为当地最为优势的植物群落。
五门闸以西还没有大规模的互花米草的入侵现象,以东互花米草已经替代原来的土著植物占据了鳝鱼滩大部分面积。
然而虽然五门闸以西已经出现了互花米草与咸草竞争的局面,但是还没有大规模的取代现象,出现了咸草和互花米草混生在一起的现象。
4闽江口湿地互花米草对湿地植物的影响互花米草与其它植物间的相互作用主要表现为互花米草与其它植物之间的竞争。
在潮间带,互花米草与其它植物间表现出强烈的竞争关系,因此,在互花米草入侵以后,往往导致其它植物种群分布面积的大量减少与种群数量的显著降低。
在我国辽河口等潮间带,互花米草对土著植物藨草和芦苇也有显著的影响[8]。
而闽江口鳝鱼滩湿地土著植物群落面积的压缩进一步表明了互花米草强大的竞争力。
4.1对芦苇的影响通过对互花米草入侵前与入侵后的资料分析表明,互花米草入侵前芦苇在鳝鱼滩比较均匀的分布,而在互花米草入侵后,芦苇的生境被压缩到高程相对较高,淹水较浅,盐度也相对较低的海岸边缘呈条带状区域分布。