互花米草是禾本科鼠尾粟屬的多年生草本植物,原產于美洲大西洋沿岸,主要生長于平均海平面至平均高潮位之間的廣闊灘面以及河口灣。1979年,為取代植株矮小、生物量較低的大米草,我國引入了該物種,之后,互花米草在我國沿海形成了種群并通過人為推廣引種及潮流等自然力量廣為擴散傳播。如今,互花米草已成為我國沿海潮灘分布面積最廣的鹽沼植物。
互花米草被列為入侵物種
為什么互花米草在我國擴張得如此迅速?這與互花米草對不同環境氣候的適應性和耐受能力很強有關。
互花米草是一種廣適鹽性植物,能廣泛生長于亞熱帶到溫帶潮間帶地區。互花米草在河口地區的淤泥質海灘上生長得最好。互花米草高度發達的通氣組織能幫助其較好地適應長期淹水的環境條件。
互花米草繁殖能力很強,其有性繁殖具有極高的繁殖系數,每平方米互花米草可結幾百萬粒種子。互花米草的營養繁殖是通過其根狀莖來擴大種群,單株互花米草在9個月時間內最多可以擴展到222株。
互花米草還是一種競爭性極強的碳四植物,其光合效率高、生長迅速,種群密度和群落生物量大,單株最高可長到3米。到目前為止,我國還沒有發現可以控制互花米草種群增長和擴散的本土天敵及其他制約因子。
互花米草不僅搶占了我國大面積淤泥質光灘,擠占了本土灘涂植被的生態空間,還威脅到沿海養殖業和海運業。因此,互花米草早在2003年就已經被列入我國首批16個外來入侵物種黑名單,同時也是世界公認的最危險的100種入侵物種之一。
互花米草的正生態效應
經過科學界近30年的研究和爭論,目前對互花米草的認知和定位更趨理性,既不能簡單地惡名化這一外來物種,也更需要全面認識其正負生態效應。
從正生態效應來看,互花米草根系發達、植株粗壯,連片后可形成很好的“生物軟堤壩”,能起到效果很好的消浪護岸作用。現場測試研究表明:5米高的風浪通過100米寬互花米草帶時,草帶的消浪能力高達97%,超過紅樹林消浪能力的10倍。
互花米草還具有很強的促淤功能。挾帶泥沙的潮流進入互花米草灘時,流速顯著降低,泥沙大量沉積于草灘中,使得灘面逐漸淤高。江蘇東臺灘涂區的實驗表明:互花米草灘面4年內淤長高度為48.5厘米至52.1厘米,而同期光灘的淤長速度為10.5厘米至16.9厘米。江蘇沿海互花米草鹽沼每年比光灘多淤積近900萬立方米的泥沙,每年新增土地超過1000公頃,促淤效益可觀。
互花米草具有較長的生長季、較大的葉面積指數、較高的凈光合作用速率,以及較大的地上、地下部分生物量,使其固碳、固氮作用明顯高于本土植物蘆葦和海三棱蔗草。而且,互花米草地下部分的凋落物數量及其降解速率,遠低于蘆葦和海三棱蔗草,使互花米草的固碳能力更強。
互花米草還可以通過吸收、富集污水中的有機物、氮、磷等營養物質,在體內進行代謝轉化,將水體中的污染物轉化成植物體內的營養物質,從而消除水產養殖和石油生產帶來的污染,降低赤潮發生的可能性。此外,互花米草體內還含有豐富的生物活性物質和必需微量元素,具有很好的保健價值,適當開發可產生不錯的經濟效益。
互花米草的負生態效應
從負生態效應來看,高大密集的互花米草單種群落,以頑強的生命力和旺盛的繁殖力進行擴張,嚴重侵占了其他本土植被的棲息地,造成濕地植被物種多樣性明顯下降。在我國長江河口灣的江蘇啟東、上海九段沙濕地等地的許多地段,互花米草侵入土著植物海三棱蔗草群落中,造成海三棱蔗草最終消失,形成大片單一的互花米草群落。
互花米草通過快速促進泥沙積累和灘面淤長,可較快改變河口水文格局,加速灘涂和港區的淤積速度,進而影響船只航行和泄洪,迫使港區提前下遷,造成巨大的經濟損失。
互花米草搶占光灘后,還會改變原光灘地區的地形及土壤理化性質,使得原先生活在這里的泥螺、四角蛤蜊、文蛤等灘涂貝類生物消失或遷移,一方面直接威脅沿海灘涂貝類養殖業,另一方面還會影響以光灘生境為主要棲息和覓食場所的鳥類生存,導致鳥類種群數量減少,尤其對涉禽的影響更明顯。在江蘇鹽城丹頂鶴自然保護區,互花米草帶長勢好、密度高導致丹頂鶴行動不便,從而降低了其作為丹頂鶴棲息地的價值。另外,成片的互花米草使以海三棱蔗草的球莖、小堅果以及蘆葦的根狀莖為食的大雁、野鴨、小天鵝和白枕鶴等多種鳥類數量減少,同時也影響了以底棲動物為食的白鷺等鳥類的生存。
鑒于目前互花米草在我國的發展趨勢,控制互花米草種群的瘋狂擴張是大勢所趨。然而,目前所使用的防治方法,包括物理收割、化學除草、生物控制和物種替代等,大多效果有限且成本較高。因此,在當前形勢下,如何管理好互花米草,對其實行生態控制,抑制其負生態效應,充分發揮其正生態效應,使其生態效益最大化,這些是需要認真思考和亟待解決的問題。
(作者單位:中國地質調查局青島海洋地質研究所)
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