互花米草(Spartina alterniflora Loisel)为禾本科米草属多年生草本植物。其根系庞大,地下茎发达;茎秆直立粗壮;叶长披针状,互生,具盐腺;圆锥花序,两性花,花期为7-10月;具有性繁殖和无性繁殖两种繁殖方式。种子数量巨大,每个花序的种子数为133-636粒。
互花米草原产于美洲大陆的大西洋沿岸。其主要生长在海滩的潮间带及受潮汐影响的河滩上,通常形成高密度单物种群落。在原产地,互花米草盐沼具有重要的生态功能,如每年向河口湾输出大量的碎屑,为底栖动物提供食物来源;为鱼类、水鸟和湿地哺乳动物提供栖息地;加速沉积物的淤积,控制海岸侵蚀等。
近200年来,由于人类有意引种或无意带入,互花米草已成为全球海岸盐沼生态系统中最成功的入侵植物之一,广泛分布于欧洲、北美西海岸、新西兰及中国沿海等。由于其良好的促淤成陆能力,我国于1979年由南京大学从美国引进该种,其后在福建省罗源湾移栽、试种,随后大面积推广。由于其适应性强、繁殖速度快,互花米草迅速在我国沿海滩涂滋生蔓延,目前已扩展到除海南省以外的所有沿海省(市)的滩涂湿地。到2002年为止,互花米草在我国的分布面积已达112000公顷。国家环保总局于2003年初公布了首批入侵我国的16种外来入侵物种名单,互花米草作为唯一的盐沼植物名列其中。
长江口地区有着丰富的滩涂湿地资源,是我国重要的河口盐沼分布区。常见的土着植物物种有芦苇(Phragmites australis)、海三棱麃草(Scirpus mariqueter)、麃草(S. triqeter)、糙叶苔草(Carex scabrifolia)等,其中芦苇和海三棱麃草为优势物种,它们通常在长江口滩涂湿地上形成大面积的单物种群落,构成长江河口盐沼湿地的主要植被类型。
互花米草对长江口盐沼湿地的入侵开始于上世纪80年代中后期。1986年,为了增加后备土地资源,原上海市南汇区政府率先从浙江省玉环县引进互花米草,在南汇边滩大面积移栽;1995年,崇明东滩北部发现零星的互花米草斑块,据推测可能是在潮汐作用下,从江苏启东随水漂流而来;1997年,为了浦东国际机场的航空安全,在长江口最年轻的河口沙洲——九段沙开展“种青引鸟”工程,人工种植互花米草50hm 2 ;此后,为了快速促淤获取更多的土地资源,分别于2001年5月和2003年5月在崇明东滩大规模人工移栽互花米草,累计种植面积近800hm 2。到2003年为止,互花米草群落已广泛分布于长江河口除崇明西滩和横沙岛外各滩涂,总面积为4,553.37 hm 2,占滩涂植被总面积的22.1%,其中南汇边滩最多,达 2,069.01 hm 2,其次是崇明东滩和九段沙。
以崇明东滩为例,在引入互花米草之前,这里的滩涂可划分为四个带:芦苇带、海三棱藨草/藨草带、光滩、潮下带水域,都是鸟类的良好栖息地。其中,芦苇带活动鸟类以鸣禽为主,主要包括伯劳科、鹟科、攀雀科、绣眼鸟科等,一些攀禽也常在该区域活动。芦苇带同时也是甲壳类的主要分布区域,昆虫种类也非常丰富,共同构成鸟类的重要食物来源;海三棱藨草/藨草带是涉禽的重要栖息地,以鹭科、鹤科以及鹟鹬类为主。海三棱藨草的球茎、种子,是鹤类、小天鹅及其他植食性雁鸭类的主要食物来源,这里底栖动物种类和数量都非常丰富,为鹟鹬类提供了充足的食物来源;光滩是鹟鹬类等涉禽的重要栖息地,主要种类有环颈鹟、黑腹滨鹬、白腰杓鹬等。此外,光滩藻类的种类和数量非常丰富,底栖动物以双壳类为主,是鹟鹬类的重要食物来源;潮下带水域为游禽的栖息场所。上世纪90年代初期,曾有3000多只小天鹅每年冬季在该区域栖息。
互花米草引入后,先占据了芦苇带、海三棱藨草带的中间位置,不久迅速扩张,同时与芦苇和海三棱藨草发生竞争。一方面导致东滩芦苇的产量大幅减少,严重影响到当地收割芦苇营生的农民生计;另一方面海三棱藨草分布面积锐减,并且甚至可能导致海三棱藨草在崇明东滩完全消失,最终威胁到迁徙鸟类的食源和栖息地。互花米草生长迅速,形成致密的单优势种群,且叶片比较尖锐,鸟类无法停歇,使得鸟类生物多样性大幅度下降,同时致密的植株会阻截细小的泥沙,形成泥滩,堵塞潮沟,破坏景观,而潮沟是鱼类以及底栖动物丰富的地方,也是鸟类觅食和休憩的场所。如不加以控制,崇明东滩国际重要湿地和国家级自然保护区将失去存在的意义。
长江口盐沼湿地具有生物多样性保育、咸淡水调节、土地底质固定、河口与近海高生产力维持等重要的生态服务功能,是长三角地区生态安全的重要保障。在将互花米草引种到长江口盐沼的早期,人们主要重视其固堤护岸及防浪促淤等功能带来的经济效益,而对互花米草入侵带来的生态危害没有足够的认识。目前,互花米草还在我国福建沿海等地区疯长成灾,造成滩涂中鱼虾、贝类丧失生长繁殖场所,导致一些区域大片红树林消失,栖息候鸟绝迹。因此,互花米草在我国沿海地区的入侵现状有必要引起有关部门重视,采取生态工程以及立法等多种途径对其进行控制和管理。
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