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0前言   在高速公路建設(shè)過程中，由于使用大量的土地、開挖山體等，會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生一定的非污染型生態(tài)環(huán)境影響，主要表現(xiàn)為:植被破壞、土壤侵蝕、自然資源影響、景觀影響及生態(tài)敏感區(qū)影響等。2004年建成通車的寧杭高速公路(江蘇段)在國(guó)內(nèi)首次提出了“生態(tài)高速公路”理念，國(guó)內(nèi)開始有植被護(hù)坡、植物固坡、坡面生態(tài)工程、坡面植被恢復(fù)等說法［1］。國(guó)際上對(duì)生態(tài)高速公路的提出較早，1994年舉行了以植被護(hù)坡為主題的首次國(guó)際會(huì)議，把植被護(hù)坡定義為“用活的植物，單獨(dú)用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結(jié)合，以減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕”［2］。   植物入侵是指植物由原生存地經(jīng)自然的或人為的途徑侵入到另一個(gè)新環(huán)境，對(duì)入侵地的生物多樣性、農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)以及人類健康造成經(jīng)濟(jì)損失或生態(tài)災(zāi)難的過程。目前已知我國(guó)大約有400種入侵植物、40種入侵動(dòng)物、11種入侵微生物，其中大面積發(fā)生、危害嚴(yán)重的多達(dá)100多種。外來入侵植物與本地植物競(jìng)爭(zhēng)生存空間和養(yǎng)分，給農(nóng)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)、畜牧和魚類的棲息環(huán)境、農(nóng)業(yè)生物多樣性保護(hù)造成了巨大威脅。2010年我國(guó)西南地區(qū)遭遇歷史罕見旱災(zāi)，高溫干旱、降水稀少，一些林業(yè)有害植物如紫莖澤蘭的繁殖和危害時(shí)間明顯提前，有大面積暴發(fā)成災(zāi)的潛在危險(xiǎn)。作為全國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)的河南省，入侵植物每年對(duì)糧食、水產(chǎn)養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失至少上億元，如信陽市平橋區(qū)五里鎮(zhèn)等地，為清除水葫蘆和水花生，每年都要花近10萬元打撈費(fèi)。張?jiān)葡嫉仍?010年的研究表明，河南省新近入侵植物9種，包括細(xì)葉滿江紅、野老鸛草、假酸漿、毛酸漿、牛茄子、北美車前、霍香薊、鬼針草和兩耳草［3］。2011年9月，河南省外來入侵有害生物領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室公布，已查明外來入侵有害植物30種，其中12種分布較廣。   高速公路建設(shè)中，短時(shí)期內(nèi)邊坡植被破壞，入侵植物是否會(huì)趁虛而入，以及生態(tài)修復(fù)中生物入侵的程度成為本文研究的重點(diǎn)。此次共調(diào)查植物58種，其中外來入侵植物4種。通過調(diào)研，河南省生態(tài)高速公路的植物選擇應(yīng)以本地樹種為主，針對(duì)外來入侵植物提出了防止入侵措施，以保護(hù)生物的多樣性。   1植物入侵的情況調(diào)查   高速公路在修建時(shí)期，因?yàn)橥诜交蛱罘剑吰略鹊纳鷳B(tài)系統(tǒng)遭到破壞，植被出現(xiàn)暫時(shí)空白。此時(shí)生態(tài)系統(tǒng)最為脆弱，外來入侵植物最容易趁虛而入，迅速占領(lǐng)資源，成為優(yōu)勢(shì)植物。如紫莖澤蘭原產(chǎn)于北美墨西哥和中美洲，有天敵象甲蟲專吃紫莖澤蘭的葉子，使其受到控制。上世紀(jì)40年代從中緬、中越邊境傳入云南南部，到中國(guó)后失去了天敵，肆意蔓延，瘋狂侵襲本地物種，成為獨(dú)霸一方的單一優(yōu)勢(shì)種群，現(xiàn)已廣布于西南地區(qū)，僅云南目前發(fā)生面積即達(dá)247000km2，并每年以10多公里的速度向周邊蔓延［3］。凡是紫莖澤蘭所到之處其他植物失去生存空間。自然界的法則是，如果沒有生態(tài)上的平衡與制約，即使是一棵草，也會(huì)吞沒一切。   此次調(diào)查研究的目的是為了查明生態(tài)高速公路邊坡的植被恢復(fù)過程中，由于脆弱的生態(tài)造成的植物入侵的程度。調(diào)查地點(diǎn)全部在河南省境內(nèi)，包括京港澳、許平南、大廣、鄭堯、寧洛五條高速公路，地域上包括許昌、鄭州、平頂山、南陽等地，地形有平原、丘陵、山區(qū)，基本上代表了河南省各種高速公路的生態(tài)特征，調(diào)查里程約600km，取樣方17個(gè)，調(diào)查植物58種。   1.1植物品種眾多   本次調(diào)查共統(tǒng)計(jì)植物58種，分別為紫穗槐、小薊、裂葉艾、葎草、爬山虎、茜草、榆樹幼苗、狗牙根、加拿大蓬、女貞、茵陳、野燕麥、艾蒿、鬼針草、狗尾草、石榴、南天竹、綠豆、馬鞭草、藎草、鵝冠草、夏枯草、波斯菊、豬毛菜、西瓜苗、牽牛、紅葉李、雞公菊、蜀葵、月季、齒果酸模、洋槐幼樹、黃蒿、壓趾草、絞股藍(lán)、高粱、荊條、紫薇、旋覆花、紫花苜蓿、阿爾泰紫菀、喜旱蓮子草、打碗花、巨買菜、星宿菜、圓葉掐不齊、洋玉蘭、莎草、節(jié)節(jié)草、蒼耳、一年蓬、野菊花、茅草、圓葉牽牛、鹽蓬、圓葉苜蓿、苜蓿和毛地黃。其中，加拿大蓬、鬼針草、野燕麥，一年蓬為入侵植物。   1.2人工種植植物占優(yōu)勢(shì)地位   據(jù)調(diào)查，公路邊坡植物中的大部分優(yōu)勢(shì)植物屬于人工種植，如紫穗槐、爬山虎、狗牙根、牽牛、苜蓿、荊條等。這類植物在公路邊坡中占主要部分，其中紫穗槐作為灌木占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占所調(diào)查邊坡蓋度的33.1%(圖1)，在個(gè)別樣方中，其蓋度達(dá)到了99.0%。爬山虎、狗牙根的長(zhǎng)勢(shì)也很不錯(cuò)，在整個(gè)調(diào)查的樣方中總蓋度均達(dá)到8.0%，單獨(dú)樣方中蓋度可達(dá)98.0%和50.0%。   1.3部分人工種觀賞性植物不適于作為公路護(hù)坡   調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2007年在南洛高速邊坡中引入的觀賞性植物有石榴、南天竹、波斯菊等。石榴、南天竹，4年后基本適應(yīng)野外生存;但波斯菊由于受到入侵植物鬼針草的影響，4年后其生存能力大大下降(表1)，大部分地段已不存活，部分存活的生活力弱，估計(jì)幾年以后會(huì)在公路邊坡中徹底滅絕。   1.4入侵植物達(dá)一定比例   本次調(diào)查共調(diào)查到入侵植物4種，有加拿大蓬(Conyzacanadansis)、鬼針草(Bidenspilosa)、野燕麥(Avenafatua)、一年蓬(Erigeronannuus)，累計(jì)所有樣方，這幾種植物蓋度分別為10.8%，5.6%，2.9%和0.7%。但在單獨(dú)的樣方中，鬼針草蓋度為70.0%，見表1;加拿大蓬蓋度高達(dá)55.0%，其高度達(dá)2.2m，見表2;野燕麥蓋度為30.0%;一年蓬為1.0%。如果剔除人工種植植物，只統(tǒng)計(jì)野生植物的話，裂葉艾、狗尾草和加拿大蓬在前三位，蓋度分別達(dá)15.7%，14.9%和4.0%。鬼針草和野燕麥的蓋度分別為7.3%和3.8%(圖2)。   1.5山區(qū)和丘陵蓋度低   在山區(qū)和丘陵地帶，由于巖石裸露，土壤很少，植物蓋度較低，個(gè)別樣方中植物蓋度不到10.0%，種類僅有爬山虎、狗牙根、葎草等少數(shù)幾種，不利于公路邊坡的生態(tài)修復(fù)。   2入侵植物的入侵途徑#p#分頁標(biāo)題#e#   大多數(shù)外來物種的傳入與人類活動(dòng)有關(guān)。在對(duì)外交往中，人們有意或無意將外來物種引入了我國(guó)。但也有一些入侵種類屬于自然傳入，與人類活動(dòng)無關(guān)或沒有明顯關(guān)聯(lián)。   2.1人類活動(dòng)無意傳入   火車、汽車攜帶的外來物種容易在鐵路、公路兩側(cè)定居、擴(kuò)散，如加拿大蓬、野胡蘿卜、皺果莧、刺莧等，沿著鐵路、公路線擴(kuò)散到偏遠(yuǎn)山區(qū)［4］。尤其是近年來，隨著國(guó)際貿(mào)易的不斷增加、對(duì)外交流的不斷擴(kuò)大、國(guó)際旅游業(yè)的迅速升溫，外來入侵生物借助多種途徑越來越多地傳入我國(guó)。本次調(diào)查中，在車流量較高的京港澳高速公路邊坡中，發(fā)現(xiàn)了大量的加拿大蓬，調(diào)查點(diǎn)位于和城市道路交叉的高速公路邊坡地段，此處在邊坡上設(shè)置了上人臺(tái)階，一些公交車輛違反規(guī)定在此停車上人，此處的加拿大蓬蓋度達(dá)55.0%，單株高度達(dá)2.2m(表2)。   2.2有意引入   這些植物引入的主要途徑有:觀賞、藥用、食用蔬菜、牧草、飼料和環(huán)境保護(hù)等，但如果不注意充分利用本地物種，很可能導(dǎo)致入侵品種增加、危害加劇。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，截止1970年，由原產(chǎn)世界各地引種到我國(guó)來的植物837種，隸屬于267科，約占我國(guó)栽培植物的25%～33%。近30年來，隨著對(duì)外經(jīng)濟(jì)和科技交流的日益擴(kuò)大，外來入境植物(包括雜草)數(shù)量也大為增加，到目前為止很難得出引種所帶來的有害植物的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，本次調(diào)查中也未能統(tǒng)計(jì)。   2.3自然傳入   外來入侵植物可通過風(fēng)力、水流自然傳入，另外鳥類等動(dòng)物還可通過糞便傳播雜草的種子，例如紫莖澤蘭是從中緬、中越邊境自然擴(kuò)散入我國(guó)的。薇甘菊可能是通過氣流從東南亞傳入廣東;稻水象甲也可能是借助氣流遷飛到中國(guó)大陸。   3入侵植物生長(zhǎng)特性與植物多樣性保護(hù)的措施   學(xué)者研究表明:入侵種群把更多的葉氮分配到光合機(jī)構(gòu)致使其光合能力和光合氮利用效率提高，這與其生長(zhǎng)特性一致。在入侵地紫莖澤蘭對(duì)天敵減少的進(jìn)化響應(yīng)是降低葉氮向防御系統(tǒng)分配比例，提高葉氮向光合機(jī)構(gòu)分配比例，進(jìn)而提高資源捕獲能力和利用效率，促進(jìn)入侵［5，6］一旦無天敵出現(xiàn)，必然有災(zāi)難性的后果。鑒于外來物種大多數(shù)是依賴人為因素來傳播的，為減少外來入侵物種的威脅，建議防止植物入侵的措施如下:   (1)生態(tài)高速公路邊坡大部分地段的優(yōu)勢(shì)種群依然是人工種植植物，但人工植物種群的選擇應(yīng)以本土植物為主。灌木選擇紫穗槐、荊條，藤本選擇小葉扶芳藤為主，草本植物選擇苜蓿、白茅、狗牙根等，石榴、南天竹等觀賞性植物可在河南省適量引入，而波斯菊等野外適應(yīng)能力弱，不宜在生態(tài)高速公路邊坡中種植。   (2)生態(tài)高速公路邊坡植物中，入侵現(xiàn)象表現(xiàn)為部分物種在部分地段演變?yōu)閮?yōu)勢(shì)物種。在物種抵達(dá)時(shí)及尚未廣泛逸為野生前，盡快鑒定及評(píng)估其入侵性和對(duì)本地生態(tài)及原生物種的影響，并對(duì)惡性入侵種盡快消除，以免廣泛蔓延。可采取人工防治、機(jī)械或物理防除、替代控制、化學(xué)防除、生物防治、綜合治理等方法。   (3)高速公路邊坡的生態(tài)恢復(fù)刻不容緩。高速公路在修建時(shí)期，由于施工原因?qū)е略瓉淼纳鷳B(tài)系統(tǒng)受到破壞，生態(tài)系統(tǒng)最為脆弱，此時(shí)外來入侵植物最容易趁虛而入，迅速占領(lǐng)資源，成為優(yōu)勢(shì)植物。所以高速公路修建時(shí)，從開挖邊坡到邊坡生態(tài)修復(fù)至正常水平的時(shí)間應(yīng)盡量縮短［7］。   (4)加強(qiáng)對(duì)外來入侵物種的生物學(xué)特性、入侵生態(tài)學(xué)、控制措施等方面的研究，建立入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù);把外來入侵種納入國(guó)家生物多樣性政策、戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃，著力提高公眾的生物多樣性保護(hù)意識(shí)，制定經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)懲措施以及采用其他政策手段。   4結(jié)語   通過河南省生態(tài)高速公路的植物入侵和生物多樣性保護(hù)的調(diào)查研究，認(rèn)為建設(shè)生態(tài)高速公路的物種選擇，必須堅(jiān)持以本地植物為主。對(duì)入侵植物應(yīng)給予高度關(guān)注，并須采取措施使其消失，否則將產(chǎn)生災(zāi)難性后果。為此，提出了具體措施，盼關(guān)心建設(shè)生態(tài)高速公路者加強(qiáng)實(shí)踐，豐富建設(shè)生態(tài)高速公路的經(jīng)驗(yàn)，為安全、舒適環(huán)境優(yōu)美的生態(tài)高速公路出一把力。