“公园城市建设”学术研讨会（三）——入侵植物生态效应与公园城市
李洪远
教授、博导、南开大学资源科学与管理系主任、南开大学环境规划与评价所所长、天津市生态学会理事长、天津市风景园林学会副理事长、中国风景园林学会城市绿化专业委员会副主任
1 入侵植物对公园城市生态价值影响
公园城市的生态价值
公园城市生态价值的实现：公园城市生态价值是资源价值与环境价值的结合，即是在一个城市区域，确保自然生态要素与人工绿地生态系统的高度融合和合理布局，最大限度地发挥城市自然生态系统的资源价值和环境价值，提供充足的维系城市生态安全、保障生态调节功能、维持良好人居环境的生态产品，构建人与自然和谐共生的城市。
资源价值：指林木资源、水资源、土壤资源、矿产资源、动物资源等为人类提供食用、药用、居住和工业原料等产品的供给价值，以及有休闲旅游、景观鉴赏、科学研究和文化活动等服务价值。
环境价值：是指对生态系统提供的重要调节作用的价值，如森林、草地、城市绿地对水土的保持作用，湿地、水域在水源涵养、蓄洪防旱、调节气候等方面的作用。
入侵植物对公园城市生态价值的影响（举例说明）
长芒苋：一年生顽固性入侵杂草，原产美国西南至墨西哥北部。植株高大（可达2~3m）适应性强，传播风险大，极易形成单优势种群落，威胁本土生物多样性。
长芒苋
黄花刺茄：原于墨西哥北部和美国西南部，遍布美国，已入侵到加拿大、俄罗斯、韩国、南非、澳大利亚、中国等国家。2016年，环保部将其列入《中国自然生态系统外来入侵物种名单（第四批）》。
黄花刺茄
互花米草：互花米草原产美国东海岸，1979年南京大学引入，具有耐盐碱、耐潮汐淹没、繁殖力强、根系发达等特点，保滩护岸、促淤造陆以及净化海岸带水质。极适于滩涂潮间带湿地生境，严重威胁海滨湿地环境、滩涂底栖生物、候鸟栖息地，特别是迁徙候鸟的承载力，影响水鸟的多样性。
互花米草
2 乡土植物与入侵植物的概念和内涵
本土植物（本地种）的概念
本土植物的主要称谓有：本土植物（树种）、本地植物（树种）和本地种。《韦氏字典》（1991）从物种分布的时空范围来定义本地种，指出本地种是“自然起源于一特定的地域或地区的物种”。
《简明牛津生态词典》（1994）把本地种定义为：“物种自然出现于一地，因而既非随意也不是有意引入的”。Webb（1985）认为本地种是在当地上进化，或“在石器时代前就达到这些地方或在没有人类干扰前就出现于这些地方的物种”。
如何定义和界定乡土植物？
乡土植物不等同于本土植物，是一个相对概念，不好严格界定，不是一个植物学领域使用的科学术语。它既包含着某个地域原产的特有种类，也包含着经过自然或人为引进、能够正常繁殖后代形成自我更新的种类，是本土植物与归化植物的结合。归化植物分为三类：自然归化植物（加拿大飞蓬、美国鬼针草、一年蓬、飞机草）、人为归化植物（刺槐、悬铃木、紫茉莉、菊芋）、史前归化植物（荠菜、车前、酢酱草、萹蓄）。乡土植物一词，是地域的环境、历史、文化、民俗、风土人情等多种人类情感的载体，无论从内涵和外延上，都适合风景园林领域使用。
城市绿化需要依靠乡土植物，而不能局限于本地植物
以天津为例：严格地讲东部沿海地区包括中新天津生态城原址，本地木本植物只有2种灌木。但我们可以认定的乡土树种至少也有几十种。原产北美的绒毛白蜡、刺槐等，在天津认定为乡土植物。
柽柳
西伯利亚白刺
绒毛白蜡
入侵植物概念
外来植物：以任何方式传入其原产地以外的国家或地区的植物。并在那里定植、建立自然种群，就成了归化植物。
入侵植物：外来植物中有可能对当地的生态环境、经济及人类健康产生危害的种类。其属于外来植物中的部分归化植物，但入侵植物的范围却比外来植物的范围小。
我国入侵植物研究现状
文献统计显示：1990年以后，外来植物研究的重视程度明显高于本地植物
我国目前认定的恶性入侵植物名单（40种）
2003年1月10日，国家环保总局与中国科学院联合发布《中国外来入侵物种名单》（第一批9种）：紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草、凤眼莲、假高粱。
2010年1月7日，联合发布《中国外来入侵物种名单》（第二批10种）：马缨丹、三裂叶豚草、大薸、加拿大一枝黄花、蒺藜草、银胶菊、黄顶菊、土荆芥、刺苋、落葵薯。
2014年8月20日，国家环保部发布《中国外来入侵物种名单》（第三批10种）：反枝苋、钻叶紫菀、三叶鬼针草、小蓬草、苏门白酒草、一年蓬、假臭草、刺苍耳、圆叶牵牛、长刺蒺藜草。
2016年12月20日，国家环保部发布《中国外来入侵物种名单》（第四批11种）：长芒苋、垂序商陆、光荚含羞草、五爪金龙、喀西茄、黄花刺茄、刺果瓜、藿香蓟、大狼杷草、野燕麦、水盾草。
空心莲子草
凤眼莲
马缨丹
加拿大一枝黄花
圆叶牵牛
藿香蓟
3 入侵植物的生态效应
我国外来植物入侵现状
我国外来入侵植物共515种，隶属72科285属，其中严重或恶性入侵植物40种。入侵植物分布数最多的是云南省，为334种；最少的是宁夏回族自治区，为43种。
入侵植物的负面生态效应-自然环境
无机环境是生态系统的非生物组成部分，包含气候、土壤、水体及其他所有构成生态系统的基础物质。植物入侵新生境后，势必会改变无机环境。改变光环境（美国黑松入侵无树草原）；改变河道环境（芦苇入侵河道）；改变土壤理化性质，降低土壤肥力（紫茎泽兰、互花米草）。降低水体溶解氧、可用光，增加水体二氧化碳浓度（大多数入侵水体植物）；残体腐烂污染水体（凤眼莲富集重金属，腐烂形成重金属高含量层）；增加氮氧化物排放（大多数入侵植物）；增加温室气体排放（互花米草入侵芦苇群落增加甲烷排放）；分泌恶臭物质（假臭草）；降低系统固碳能力（互花米草入侵芦苇群落）。
入侵植物在生态系统中占据优势地位，改变生态系统的运行过程。虽然物种多样性能发挥缓冲效应，但即使高物种丰富度地区，植物入侵仍不可避免地改变本地物种的丰富度等。
本地植物：普遍减小本地植物的丰富度(43.5%)、多样性(50.7%)和适合度（41.7%）。
本地动物：减小本地动物的适合度（16.5%）和丰富度（17.5%）。
入侵植物的负面生态效应-社会环境
传统意义上认为植物入侵仅对自然环境产生威胁，对社会环境直接影响较小，这种认识是非常错误的。
对经济方面的影响有：农业、牧业、水产、林业、航运、电力等；控制费用、调查费用等。8%盖度的意大利苍耳能使农田减产60%以上；大薸影响水产养殖；喜旱莲子草阻塞道。
对健康方面的影响有：人畜扎伤、花粉过敏、误食中毒、病菌寄主、滋生蚊蝇、污染水体等。加拿大一枝黄花可导致过敏。
对安全方面的影响有：生态安全、粮食安全、森林火灾、山体滑坡、洪涝灾害等。如大米草会改变河道形态，导致洪涝频率和程度增加；黑松加速水土流失，增加山体滑坡危险。
大米草改变河道形态
入侵植物的正面生态效应
植物入侵发生在许多自然条件被改变的景观中，在某些情况下，本地物种能从入侵引起的资源可用性变化或由入侵植物提供的保护中获利。
引入目的：丰富了药用、观赏、用材、绿化的植物材料。
替代生境：入侵植物能够作为替代生境提供理想的生态系统功能，为濒危或稀有物种提供栖息地或食物资源。在气候和土地利用迅速变化的地区，入侵物种比当地物种更有可能持续提供生态系统服务。
生态冗余：入侵植物为鸟类提供物理障碍作为避难所，免遭动物伤害。还作为生态系统的组成部分，提高了生态系统对气候或土地覆盖变化的可塑性、适应性和稳定性。
4 入侵植物管理方式问题
物理控制：人工拔除与机械收割能将入侵植物控制在低密度状态。如凤眼莲、大薸、空心莲子草等。
化学控制：除草剂是最常用的控制陆生入侵植物的方法，除草剂能直接灭除入侵植物，并长期维持对目标植物的抑制作用。
生物控制：生物防治具有很高的宿主特异性，是除了人工拔除之外选择性针对性最强的控制方法。
入侵植物早期预防问题
入侵植物管理目标冲突问题
与社会管理目标冲突：城市中的外来植物作为入侵生物，会成为周边生境的入侵繁殖体来源，但作为园林观赏植物，又为城市输出景观、娱乐等生态服务功能。比如，列入黑名单的马缨丹（2010）、圆叶牵牛（2014）、藿香蓟（2016）等。
与经济管理目标冲突：即便是破坏性最强的入侵植物造成的最直观的经济影响也很难评估。相反，很多入侵植物是作为牧草、饲料、木材、蔬菜被有意引入的，确实带来了巨大的经济价值。比如，空心莲子草（2003）、凤眼莲（2003）、大薸（2010）。
入侵植物控制限制因素问题
易受控制成本限制：采用收割机处理入侵水生植物成本是每公顷2000-4000美元，采用挖掘机清除沉水植物成本每公顷最低1000美元。经济欠发达地区难以维持，即便是经济发达的地区，有限的控制成本也要优先用于自然保护区、国家公园等高价值生态系统。
易受环境因子限制：物理控制易受地形限制。化学除草剂也易受到环境因子的影响，降雨、潮汐等都会降低其浓度。生物控制剂作为生命体，只有在生境筛选中存活下来并发展至一定的种群规模，才能控制入侵植物，且会持续受到气候以及天敌等环境因子的影响。
控制的副作用：由于控制精度有限，入侵管理往往会对本地生物产生直接影响，并带来生境干扰。
入侵植物遗留效应：入侵植物控制往往只是简单地就地消灭或控制，但由于遗留效应，生态系统并不会随入侵植物的控制而快速恢复。
次生入侵：统计发现25%的入侵植物在控制后会产生次生入侵。多物种入侵也为次生入侵奠定了基础。
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