江苏沿海潮滩的互花米草
互花米草,是禾本科、鼠尾粟属的多年生草本植物,原产于美洲大西洋沿岸,主要生长于平均海平面至平均高潮位之间的广阔滩面以及河口湾。1979年,为取代植株矮小、生物量较低的大米草,我国从北美引入了该物种,在我国沿海成功定殖并形成种群,随后通过人为推广引种及潮流等自然力量广为扩散传播。如今,互花米草已成为我国沿海潮滩分布面积最广的盐沼植物。
互花米草被列为入侵物种
为什么互花米草在我国扩张得如此迅速?这与互花米草具有对不同环境气候的适应性和耐受能力很强的生理特性有关。
互花米草是一种广适盐性植物,适盐范围为0~3%,能广泛生长于亚热带到温带潮间带地区,并以河口地区的淤泥质海滩上生长最好,同时高度发达的通气组织能助其较好地适应长期淹水的环境条件。
互花米草繁殖能力很强,其有性繁殖具有极高的繁殖系数,每平方米互花米草可结种几百万粒。而营养繁殖则通过其根状茎来扩大种群,单株互花米草在9个月时间内最多可以扩展到222株。互花米草还是一种竞争性极强的碳4植物,光合效率高、生长迅速,种群密度和群落生物量大,单株最高可长到3米。到目前为止,我国还没有发现本土天敌和其他制约因子可以控制互花米草种群增长和扩散。
互花米草不仅抢占了我国大面积淤泥质光滩,挤占了本土滩涂植被的生态空间,还威胁到沿海养殖业和海运业。因此,互花米草早在2003年就已经列入我国首批16个外来入侵物种黑名单中,同时也是世界公认最危险的100种入侵物种之一。
互花米草的正生态效应
经过科学界近30年的研究和争论,目前对互花米草的认知和定位更趋理性,既不能简单地恶名化这一外来物种,也更需要从辩证的角度来看待其正负生态效应。
从正生态效应来看,互花米草根系发达、植株粗壮,连片展布后可形成很好的“生物软堤坝”,能起到效果很好的消浪护岸作用。现场测试研究表明:5米高的风浪通过100米宽互花米草带时,草带的消浪能力高达97%,超过红树林消浪能力的10倍。
互花米草还具有很强的促淤功能。挟带泥沙的潮流进人互花米草滩时,流速显著降低,泥沙大量沉积于草滩中,使得滩面逐渐淤高。江苏东台滩涂区的实验表明:互花米草滩面4年内淤长高度为48.5~52.1厘米,而同期光滩的淤长速度为10.5~16.9厘米。江苏沿海互花米草盐沼每年比光滩多淤积近900万立方米的泥沙,每年新增土地1000公顷以上,促淤效益可观。
互花米草具有较长的生长季、较大的叶面积指数、较高的净光合作用速率,以及较大的地上、地下部分生物量,使其固碳、固氮作用明显高于本土植物芦苇和海三棱蔗草。而且,互花米草地下部分的凋落物数量及其降解速率,远低于芦苇和海三棱蔗草,使互花米草的固碳能力更强。
互花米草还可以通过吸收、富集污水中的有机物、氮、磷等营养物质,在体内进行代谢转化,将水体中的污染物转变成植物体内的营养物质,从而消除水产养殖和石油生产带来的污染,降低赤潮发生的可能性。此外,互花米草体内还含有丰富的生物活性物质和必需微量元素,具有很好的保健价值,适当开发可产生不错的经济效益。
互花米草的负生态效应
从负生态效应来看,高大密集的互花米草单种群落,以顽强的生命力和旺盛的繁殖力进行扩张,严重侵占了其他本土植被的栖息地,造成湿地植被物种多样性明显下降。在我国长江河口湾的启东、崇明岛、南汇和九段沙等地的许多地段,互花米草侵入土著植物海三棱蔗草群落中,造成海三棱蔗草最终消失,形成大片单一的互花米草群落。
互花米草通过快速促进泥沙积累和滩面淤长,可较快改变河口水文格局,加速滩涂和某些港区的淤积速度,进而影响船只航行和泄洪,迫使港区提前下迁,造成当地巨大的经济损失。浙江海黄山闸的废弃、四灶浦闸和徐家浦闸的外迁均与之有一定关系。
互花米草抢占光滩后,还会改变原光滩地区的地形及土壤理化性质,使得原先生活在这里的泥螺、四角蛤蜊、文蛤等滩涂贝类生物消失或迁移,一方面直接威胁沿海滩涂贝类养殖业,另一方面还会影响以光滩生境为主要栖息和觅食场所的鸟类生存,导致鸟类种群数量减少,尤其对涉禽的影响更明显。在江苏盐城丹顶鹤自然保护区,互花米草带由于长势好、密度高,使丹顶鹤的行动不便,从而降低其作为栖息地的价值。另外,成片的互花米草使以海三棱蔗草的球茎和小坚果以及芦苇的根状茎为食的雁群、野鸭群、小天鹅群和白枕鹤等多种鸟类数量减少,同时也影响了以底栖动物为食的镐鹬类和白鹭类等鸟类的生存。
鉴于目前互花米草在我国的发展趋势,控制互花米草种群的疯狂扩张是大势所趋。然而,目前所使用的防治方法,包括物理收割、化学除草、生物控制和物种替代等,大多效果有限且成本较高。因此,在当前形势下,如何管理好互花米草,对其实行生态控制,抑制其负生态效应,充分发挥其正生态效应,起到最大收益化的效果,是需要认真思考和亟待解决的问题。
(《中国自然资源报》 作者:中国地质调查局青岛海洋地质研究所 何磊 叶思源 )