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污水沟、垃圾池、养殖场……植物分类学家为什么往这钻?

2022-01-14 中国科学报 胡珉琦
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紫茎泽兰

水葫芦

紫茉莉

珊瑚藤 上海交通大学出版社供图 

  过去五年,有一群植物分类学家,他们不在森林、草原、自然保护区,却跑到城镇的污水沟、垃圾池、建筑垃圾区、荒地旁捡“杂草”。烈日下,浑身如流浪汉一般散发着汗臭,衣服也沾着泥巴……常常引来周围人不解的目光。那是他们在为一部特别的植物志——《中国外来入侵植物志》的撰写进行野外调查工作。

  如今,随着国际经济贸易进程的加快,我国的外来入侵生物造成的危害逐年增加,中国已经成为遭受外来生物入侵危害最严重的国家之一。2014年,马金双是中国科学院上海辰山植物科学研究中心研究员,在他的主持下,“中国外来入侵植物志”项目正式启动。不久前,这项国内首次全面、系统的外来入侵植物调查与志书编写工作正式完成,其成果中国首部《中国外来入侵植物志》(五卷本)由上海交通大学出版社出版发行。

  外来入侵种本底资料缺乏

  2021年底,国内多地遭到入侵植物的骚扰,引起了不小的社会关注。比如,在武汉“凶悍”抢占领地的加拿大一枝黄花,在江西多地搞突然“袭击”堵塞河道的水葫芦。

  入侵植物报道屡见不鲜,它们通过自然以及人类活动等无意或有意地传播或引入异域,通过归化自身建立可繁殖的种群,进而影响入侵地的生物多样性,使入侵地生态环境受到破坏,并造成经济影响或损失。

  据马金双介绍,外来植物引入我国的历史十分悠久,据公元 659 年《唐本草》记载,蓖麻作为药用植物从非洲东部引入中国,20 世纪 50 年代作为油料作物推广栽培;《本草纲目》(1578)记载曼陀罗在明朝末年作为药用植物引入我国;《滇志》(1625)记载原产巴西等地的单刺仙人掌在云南作为花卉引种栽培;原产热带美洲的金合欢于 1645 年由荷兰人引入中国台湾作为观赏植物栽培。

  从 19 世纪开始,西方列强为扩大其殖民统治和势力范围设立通商口岸,贸易自由往来,先后有多个国家的探险家、传教士、教师、海关人员、植物采集家和植物学家深入我国采集和研究植物,使得国内外来有害植物入侵的数量急剧增加。而我国沿海城市成为了外来植物传入的主要入口。

  “到了20世纪,尤其是改革开放之后,随着我国国际贸易的快速发展,进口矿物、粮食、苗木等商品中,夹带外来植物和检疫性有害生物入侵的风险急剧增加。再加上中国拥有多样化的生态系统,大多数外来种都可以在中国找到合适的栖息地。因此,我国生物入侵的形势更加严峻。”马金双说。

  “可与之相对的是,我们的外来入侵种本底资料非常缺乏,常常是那些已经造成显著生态、经济影响的物种才会引起关注和重视,而无法做到风险预测和预防。”

  因此,开展外来入侵植物的调查与编目,查明外来入侵植物的种类构成、原产地、分布格局、传入方式、传播途径以及入侵性等问题是预防和控制外来入侵植物的重要基础。

  正是在这一背景下, “中国外来入侵植物志”项目正式启动,全国共有 11 家科研单位及高校参与,项目组成员分为五大区(华东、华南、华中、西南、三北),以县为单位开始了全面的入侵植物种类摸底调查。

  调查、考证难度升级

  在此后的5年中,项目团队进行了实地调查和大量的标本采集,获得了关于外来入侵植物种类、分布状况和危害程度等信息的第一手资料。

  “由于入侵植物受人为干扰比较大,实地调查的区域要比普通植物物种调查复杂得多。” 中国科学院广西植物研究所研究员唐赛春解释。

  团队成员们在热辣辣的太阳底下拎着植物采集袋,带着一两个学生沿着街头、路边行走,还专门往污水沟、垃圾池、建筑垃圾区、荒地、养殖场、旧房屋等附近“捡”那些被人们视为杂草的标本,浑身如流浪汉一般散发着汗臭,衣服也沾着泥巴……常常被人误以为在寻找有“特殊”价值的“宝贝”,在树下或路边压标本的时候,也往往能吸引很多人围观。

  马金双告诉《中国科学报》,《中国外来入侵植物志》不同于传统植物志,需要对中国外来入侵植物信息进行深入收集和考证,这是更为烦琐和艰苦的案头工作。

  包括梳理入侵植物传入我国的时间和地点、传入我国的方式和扩散途径,并对入侵植物在中国可能扩散的区域进行预测,从繁殖性(种子结实率、萌发率、幼苗生长速度等)、入侵性(传播体重量、传播体结构、与人类活动的关联程度等)和适应性(气候、土壤、物种自身的表型可塑性等)三个方面对入侵特点进行阐述,并对入侵植物的危害与防控措施进行介绍。

  在这个过程中,入侵种模式标本的确定极为困难。由于这些植物均不是本土植物,有的种的模式材料也不清楚究竟保存在哪个标本馆,因此寻找起来非常艰难,往往要花费几个小时才能完成一个种的模式信息说明。

  此外,有的历史标本及早期文献信息非常缺乏,项目组成员要克服种种困难,结合各类书籍、国内外权威数据库、植物志及港澳台早期的植物文献记载,反复考证这些植物首次传入中国的时间、传入方式等之前未记载的信息。

  “更让科学家纠结的是,除却已经明确造成危害的外来植物,对于那些有相关文献报道、经项目组成员野外考察尚未发现造成显著危害的,或者尚且不知道未来发展趋势的物种,是否该被纳入志书,如果纳入又该如何评估潜在风险、提出相应防控措施,这些争议问题需要反复的讨论和修正。” 北京师范大学生命科学学院教授刘全儒提到。

  以报春花科小海绿为例,这种原产自北美、欧洲后进入南美、澳大利亚、中国台湾的物种,表面看来植株较小,危害不大。但刘全儒分析,它作为湿生植物,蔓延速度快,很容易在短期内大量暴发,可能会入侵农田,降低作物产量。所以,他依然建议将其纳入名单,并提出要加强调查监测。

  从认知到防控

  目前,我国共有外来植物物种14000~15000种,其中90%属于栽培种,约有1000种能在自然环境下独立生存,其中有400多种存在不同程度的入侵风险。

  《中国外来入侵植物志》共分为 5 卷,收录了入侵植物 68 科 224 属402 种,项目组共采集入侵植物标本约 15000 号 50000 份,拍摄高清植物生境和植株特写照片 15 万余张,记录了全国以县级行政区为单位的入侵植物种类、多度、GIS 等信息,是对我国现阶段入侵植物最为系统的一次总结。

  马金双提到,在这个过程中,项目组发现了一大批首次报道的入侵物种,比如假刺苋、蝇子草、白花金钮扣、直立孀泪花等。对一些有文献报道入侵但是经野外调查发现仅处于栽培状态或在自然环境中偶有逸生但尚未建立稳定入侵种群的种类进行了澄清。对于一些先前文献中错误鉴定或者学名误用的种类进行了校正,并对原产地有异议的种类做了进一步核实。

  随着时间和空间的变化,外来植物的生长和入侵会表现出较强的动态变化。马金双强调,研究外来入侵植物是一个长期性的工作,而目前的结果也仅仅是对植物入侵过程的一个阶段性缩影,后续对其开展更为深入的研究是十分必要的。

  在这一项目调查过程中,科学家切实意识到外来入侵植物对生态环境的影响越来越严重,但大多数人对其危害性认识不足,相关部门也没能采取积极有效的应对措施。

  “希望这套志书能够为科研、科普、教学、管理等提供参考。”马金双建议,首先要做好进口货物商品的检疫,把有显著入侵倾向的物种拒之门外。对于有明确潜在风险的入侵物种,严格管控,避免逃逸,及时科学地清除。除此之外,要重视提升公众对入侵物种的认知,避免盲目的野外采摘、移栽行为。

(原载于《中国科学报》 2022-01-14 第4版 文化)

打印 责任编辑:阎芳
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