速生槐葉蘋入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及管理措施分析

張 岳，張國良，袁至立，宋 振，王忠輝，付衛(wèi)東

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081

由外來植物引起的生物入侵已成為全球性的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)問題(閆小玲等，2012)。入侵植物嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其生態(tài)系統(tǒng)功能，并且破壞物種棲息地，影響生物多樣性。建立外來植物入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系可對(duì)外來物種傳入過程中產(chǎn)生的不確定事件進(jìn)行識(shí)別、評(píng)估和處理，以最小的成本將各種不利后果減少到最低程度。完整的外來植物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估包括對(duì)外來入侵植物的各種特性、環(huán)境因素和人為因素進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)其傳入、擴(kuò)散的可能性，預(yù)測(cè)其對(duì)本地居民健康、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)生活等產(chǎn)生的影響，最后從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治等方面確認(rèn)危害可以接受的程度，制定和實(shí)施降低風(fēng)險(xiǎn)措施(張瑞海等，2019；張國良等，2020)。

速生槐葉蘋SalviniamolestaD.S.Mitchell，隸屬于槐葉蘋科Salviniaceae槐葉蘋屬Salvinia，又稱人厭槐葉蘋、蜈蚣蘋、山椒藻(萬方浩等，2012；閆小玲等，2020)，是一種原產(chǎn)于巴西東南部的多年生漂浮型水生植物(Forno，1983)。作為一種觀賞和水族箱的造景植物，其被廣泛引種至世界各地后逃逸至野外，侵入湖泊、河流和稻田等各種水生生境?；趯?duì)生物多樣性和人類活動(dòng)產(chǎn)生影響的嚴(yán)重性，以及能否闡明生物入侵的關(guān)鍵性問題等2個(gè)主要篩選標(biāo)準(zhǔn)(Loweetal.，2000)，速生槐葉蘋被列為“世界100種惡性外來入侵物種”之一，是僅次于水葫蘆Eichhorniacrassipes(Martius) Solms的世界第二大有毒水生植物(Luqueetal.，2013，2014)。

速生槐葉蘋在中國的分布范圍有限，但其潛在的高入侵風(fēng)險(xiǎn)及危害不可忽視(閆小玲等，2020；冼曉清等，2022)。本文通過查閱梳理文獻(xiàn)，對(duì)速生槐葉蘋開展定性和定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析，建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，確定入侵我國的風(fēng)險(xiǎn)值，為其檢疫決策及防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 文獻(xiàn)資料收集

速生槐葉蘋的地理分布數(shù)據(jù)來源于全球生物多樣性信息網(wǎng)絡(luò)(global biodiversity information facility，GBIF)(https:∥www.gbif.org/species/5274863)、國際應(yīng)用生物科學(xué)中心(centre agriculture bioscience international，CABI)的入侵物種大全(invasive species compendium，ISC)(https:∥www.cabi.org/isc/datasheet/48447)和《中國外來入侵植物名錄》(馬金雙和李慧茹，2018)。定性分析和定量分析的相關(guān)資料主要以“速生槐葉蘋”“人厭槐葉蘋”“Salviniamolesta”“kariba weed”為關(guān)鍵詞檢索中國知網(wǎng)和web of science數(shù)據(jù)庫，并參考?xì)W洲和地中海植物保護(hù)組織(European and Mediterranean Plant Protection Organization，EPPO)的EPPO全球數(shù)據(jù)庫(EPPO global database)(https:∥gd.eppo.int/taxon/SAVMO)、《中國外來入侵植物志第一卷》(閆小玲等，2020)及《生物入侵：中國外來入侵植物圖鑒》(萬方浩等，2012)。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

參照張國良等(2020)提出的外來植物風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系和判斷標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)4個(gè)指標(biāo)層(入侵性R1、適應(yīng)性R2、擴(kuò)散性R3和危害性R4)的17個(gè)指標(biāo)和32個(gè)問題進(jìn)行量化賦值，并計(jì)算出某植物的風(fēng)險(xiǎn)值R，即R=0.40R1+0.15R2+0.20R3+0.25R4

若R>61，則該植物應(yīng)禁止引入；若29.5

2 速生槐葉蘋入侵風(fēng)險(xiǎn)的定性分析

2.1 速生槐葉蘋的入侵性

2.1.1 起源、入侵?jǐn)U散歷史及分布情況 速生槐葉蘋原產(chǎn)于巴西亞熱帶地區(qū)(McFarlandetal.，2004)。1943年，斯里蘭卡科倫坡大學(xué)植物系引入的速生槐葉蘋逃逸至野外，第一次在原產(chǎn)地之外建立野外種群(Oliver，1993)。在澳大利亞，于1952年首次發(fā)現(xiàn)逃逸，至1976年暴發(fā)，其危害程度超過了包括水葫蘆在內(nèi)的其他水生植物(Cronk &Fuller，2001)。1972年引入巴布亞新幾內(nèi)亞后，在塞皮克河泛濫。在非洲主要發(fā)生在湖泊-河岸系統(tǒng)，1962年在卡里巴湖其種群暴發(fā)，超過1/4的湖泊被其覆蓋(McFarlandetal.，2004)。速生槐葉蘋于1995年在美國南卡羅來納州的野外被監(jiān)測(cè)到(Jacono &Pitman，2001)。隨后于1998年入侵德克薩斯州和路易斯安那州，1999年入侵到佛羅里達(dá)州、阿拉巴馬州、密西西比州、夏威夷州、亞利桑那州、加利福尼亞州和佐治亞州。

速生槐葉蘋目前已廣泛分布于非洲(貝寧、博茨瓦納、布基納法索、喀麥隆、剛果、斯威士蘭、肯尼亞、萊索托、馬達(dá)加斯加、馬拉維、馬里、瑪麗塔尼亞、毛里求斯、莫桑比克、納米比亞、尼日利亞、塞內(nèi)加爾、南非、坦桑尼亞、贊比亞、津巴布韋)、亞洲(印度、印度尼西亞、以色列、日本、馬來西亞、巴基斯坦、菲律賓、新加坡、斯里蘭卡、泰國)、歐洲(奧地利、比利時(shí)、法國、德國、以色列、意大利、荷蘭、葡萄牙、西班牙、瑞士)、北美洲(墨西哥、美國、古巴、瓜德羅普、危地馬拉、馬提尼克、特立尼達(dá)和多巴哥)、南美洲(阿根廷、巴西、哥倫比亞、圭亞那)和大洋洲(澳大利亞、斐濟(jì)、新西蘭、巴布亞新幾內(nèi)亞)(EPPO，2022)。

在我國，速生槐葉蘋作為觀賞植物最早由臺(tái)灣引入，后逸生于野外。目前已分布于江蘇、臺(tái)灣、浙江、海南等省及香港特別行政區(qū)，也常見于各地花卉市場(chǎng)、植物園與水族館中(馬金雙和李慧茹，2018)。

2.1.2 國外重要地位及管控措施 速生槐葉蘋于2007年被列入EPPO預(yù)警名單，在2019年被列入EPPO A2類檢疫性有害生物名錄(EPPO，2022)。澳大利亞將其列入國家有毒雜草清單，各州都出臺(tái)了相應(yīng)的管控措施(Australian Weeds Committee，2016)。2014年，南非將其列為1b類入侵物種，即“必須受到管控，并在可能的情況下鏟除和銷毀。嚴(yán)禁任何形式的貿(mào)易或種植”(http:∥www.environment.gov.za)。美國將其列入聯(lián)邦有害雜草名單(未經(jīng)許可在美國各州之間進(jìn)口或運(yùn)輸該植物是非法的)，被亞利桑那州、加利福尼亞州、科羅拉多州、佛羅里達(dá)州等州政府列為入侵物種(McFarlandetal.，2004)。

2.1.3 傳播方式及傳入途徑 速生槐葉蘋可通過風(fēng)、水流和動(dòng)物活動(dòng)(鳥類、水豚、河馬和水牛等)進(jìn)行自然傳播(Forno &Smith，1999)。但主要通過人類有意引入(作為觀賞植物或飼料)或無意引入(依附在船舶或摻雜在水生植物和魚類的貨物中)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播(Gewertz，1983；Parsons &Cuthbertson，1992)。

2.1.4 檢驗(yàn)鑒定難度 速生槐葉蘋隸屬于美洲槐葉蘋復(fù)合體。該復(fù)合體包含4個(gè)物種，即速生槐葉蘋、耳形槐葉蘋S.auriculataAubl、S.bilobaRaddi和S.herzogiide la Sota (Mitchell，1972)。上述4個(gè)物種營養(yǎng)器官的形態(tài)特征極其近似，只能通過孢子果等生殖器官的細(xì)微差異進(jìn)行識(shí)別。另外，速生槐葉蘋與槐葉蘋S.natans(Linnaeus) Allioni也極為近似，但前者浮水葉表皮毛頂端的分叉在末端閉合，后者的分叉不閉合，是區(qū)分二者的主要特征(Booyetal.，2015)。

2.1.5 防治難易程度 速生槐葉蘋的防治效率主要取決于入侵程度，當(dāng)它處于低密度時(shí)，許多防治手段均可在短時(shí)間內(nèi)有效根除(Koncki &Aronson,2015)，因此規(guī)范引種行為、早日發(fā)現(xiàn)逃逸的植株并及時(shí)處理是控制其泛濫最有效的方法。當(dāng)該種已大面積泛濫時(shí)，化學(xué)、物理防治效果甚微且耗資巨大，目前防治效果最佳的仍是以槐葉蘋象甲Cyrtobagussalviniae(Mart.) Solms為代表的生物防治。

化學(xué)防治：速生槐葉蘋葉片上表面密被籠狀結(jié)構(gòu)的毛，可形成大多數(shù)除草劑無法穿透的屏障。只能通過添加潤濕劑或表面活性劑來增強(qiáng)除草劑的滲透作用(Oliver，1993)。目前已知有效的除草劑包括草甘膦(Nelsonetal.，2001)、2,4-二氯苯氧乙酸與十二烷基苯磺酸鈣的混合制劑(Julian，1984)、百草枯、利谷隆、敵草隆等(Wellsetal.，1986)。

2.4 相關(guān)性分析 在觀察組孕婦中，直線相關(guān)性分析顯示，陰道微生態(tài)狀況異常與早產(chǎn)、胎膜早破、絨毛膜羊膜炎、產(chǎn)褥感染、胎兒窘迫、新生兒感染呈現(xiàn)明顯正相關(guān)性(r=0.432、0.384、0.552、0.384、0.392、0.362,P<0.05)。

物理防治：人工清除速生槐葉蘋可作為一種持續(xù)控制方法，但當(dāng)其定殖且生物量達(dá)到8×106kg·km-2，速生槐葉蘋將進(jìn)入快速生長發(fā)育階段，機(jī)械收割和人工清除的成本將遠(yuǎn)超化學(xué)防治。

生物防治：在目前已知的所有天敵性昆蟲中，僅有一種原產(chǎn)于巴拉圭、巴西和玻利維亞的半水生甲蟲——槐葉蘋象甲被證明有效，并且成本低于化學(xué)或物理防治(Chikwenhere &Keswani，1997)，已成功被引入16個(gè)國家進(jìn)行生物防治(Julien &Griffiths，1998；Julienetal.，2002，2009)，包括南非、博茨瓦納、印度(Cilliers，1991；Creagh，1991)、巴布亞新幾內(nèi)亞(Thomas &Room，1986)、斯里蘭卡(Room，1990)等，使速生槐葉蘋的發(fā)生面積銳減至原發(fā)生面積的1%～20%。但在澳大利亞新南威爾士州和北領(lǐng)地卻引入失敗，主要原因是槐葉蘋象甲對(duì)溫度較敏感，水溫過高或過低均不適合其生長發(fā)育(Oliver，1993)。此外，槐葉蘋象甲的攝食量與水體含氮量呈正相關(guān)，在低氮水平下，槐葉蘋象甲無法維持自身種群數(shù)量(Room，1990)。

2.2 速生槐葉蘋的適應(yīng)性

2.2.1 氣候適宜度 速生槐葉蘋的分布范圍主要由海拔和最冷季的平均溫度決定，全球氣候變化將有利于其逐漸向溫帶地區(qū)傳播定殖(Koncki &Aronson，2015)。由此推測(cè)，中國臺(tái)灣以及華南的大部分地區(qū)都有遭受該種入侵的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2 生存環(huán)境條件 速生槐葉蘋喜光照強(qiáng)、水溫較高且營養(yǎng)豐富的水域(Mitchell &Tur，1975)。最佳生長發(fā)育pH值為6.0～7.5，水溫為20～30 ℃(Cary &Weerts，1983)。在富營養(yǎng)化棲息地，如磷礦復(fù)墾濕地和池塘，特別適合其生長發(fā)育(Oliver，1993)。

2.2.3 分布生境特點(diǎn) 自然生境中，速生槐葉蘋喜靜水或流動(dòng)緩慢的水域，如湖泊、河流或溪流、濕地、池塘等(EPPO，2022)。易在稻田、運(yùn)河、泄洪渠、人工湖以及水利發(fā)電設(shè)施等擾動(dòng)生境中定殖(Forno &Harley，1979)。

2.2.4 耐逆性 速生槐葉蘋的厚墊狀結(jié)構(gòu)，可將其對(duì)霜凍的抵抗力提高到生理耐受性水平之上(Harley &Mitchell，1981)，如Owensetal.(2004)發(fā)現(xiàn)其可在-3 ℃的試驗(yàn)池塘中存活48 h以上。而芽由于沒有厚墊狀結(jié)構(gòu)的保護(hù)，暴露在低于-3 ℃或高于43 ℃的溫度中超過2～3 h后即死亡(Whiteman &Room，1991)。速生槐葉蘋對(duì)鹽度的耐受性較低，但可在鹽度約為20%的低鹽度海水中緩慢生長(Harley &Mitchell，1981)。

2.3 速生槐葉蘋的擴(kuò)散性

速生槐葉蘋是五倍體，因此減數(shù)分裂異常，產(chǎn)生的孢子敗育，只能進(jìn)行營養(yǎng)繁殖(Mitchell，1972)，Barrett(1989)推測(cè)速生槐葉蘋是由槐葉蘋屬其他物種雜交產(chǎn)生的，且入侵至全世界的所有速生槐葉蘋種群均是同一個(gè)遺傳個(gè)體的克隆體。但目前尚未有相關(guān)的遺傳學(xué)研究證明。

2.4 速生槐葉蘋的危害性

2.4.1 經(jīng)濟(jì)影響 速生槐葉蘋與水稻OryzasativaL.爭奪水分、養(yǎng)分和空間，影響水稻帶穗分蘗的數(shù)目，從而導(dǎo)致水稻減產(chǎn)12.5%(Azmi，1988)，是印度、斐濟(jì)、斯里蘭卡等國家的主要稻田有害生物(Sundaresan &Reddy，1979；Thomas &Room，1986)。

2.4.2 生態(tài)環(huán)境影響 速生槐葉蘋可在水面形成1 m厚的墊狀物，嚴(yán)重妨礙其他沉水植物的光合作用，從而抑制本土根系植物和沉水生植物生長，減少維管植物的多樣性(Sculthorpe，1967)。墊狀物可在較寬闊的水域中形成漂浮的小島(Thomas，1981)，顯著改變水生棲息地，對(duì)本地動(dòng)植物產(chǎn)生負(fù)面影響(Carpenter &Lodge，1986)。墊狀物的形成還降低了水中溶解氧含量和pH值，同時(shí)增加了CO2和H2S含量，導(dǎo)致底棲動(dòng)物數(shù)量減少(McFarlandetal.，2004；Mitchell，1969)。在印度，速生槐葉蘋已經(jīng)侵入濕地并替代了本土的植物群落(Gopal，1988)。

2.4.3 對(duì)社會(huì)的影響 速生槐葉蘋是傳播西尼羅病毒、圣路易型腦炎病毒、委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒和農(nóng)村象皮病的曼蚊屬蚊子的重要宿主植物(Chowetal.，1955；Lounibosetal.，1990；Pancho &Soerjani，1978；Ramachandran，1960)，也為傳播腦炎、瘧疾和登革熱的蚊子(Creagh，1991)和傳播血吸蟲病的蝸牛(Holmetal.，1977)提供了庇護(hù)場(chǎng)所。

速生槐葉蘋厚墊狀結(jié)構(gòu)使船只無法通過，嚴(yán)重阻礙水路運(yùn)輸以及捕魚業(yè)發(fā)展。同時(shí)還堵塞灌溉管道和排水渠(Oliver，1993；McFarlandetal.，2004)。在巴布亞新幾內(nèi)亞的塞皮克河沿岸，速生槐葉蘋的入侵使當(dāng)?shù)鼐用竦尼t(yī)療衛(wèi)生、教育和糧食安全等民生問題無法得到保障，被迫整體搬遷(Gewertz，1983)。

2.5 速生槐葉蘋利用價(jià)值

一些研究利用速生槐葉蘋生產(chǎn)沼氣(Thomas &Room，1986)，其能量生產(chǎn)潛力約為4.2×105J·km-2(Abbasietal.，1990)。速生槐葉蘋能夠有效富集水體中的磷、氮、鉀、錳、鐵、鋅等富營養(yǎng)化物質(zhì)(Parsons &Cuthbertson，1992；Shimadaetal.，1988)及鉻等重金屬(Gupta &Devi，1995)。目前，速生槐葉蘋已經(jīng)廣泛應(yīng)用于礦山生態(tài)修復(fù)(Sukumaran，2013)及污水處理(Mustafa &Hayder，2020，2021)。此外，速生槐葉蘋還是滯留空氣層穩(wěn)定性和減阻效應(yīng)研究的仿生學(xué)模式材料(鄭亞雯，2018；Barthlottetal.，2010)。

3 速生槐葉蘋入侵風(fēng)險(xiǎn)的定量分析

根據(jù)外來植物風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系和判斷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)速生槐葉蘋進(jìn)行量化賦值(表1)。

根據(jù)表1 ，入侵性R1為72，適應(yīng)性R2為53，擴(kuò)散性R3為82，危害性R4為81。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算公式R=0.40R1+0.15R2+0.20R3+0.25R4，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)值R為73.4。因此，速生槐葉蘋應(yīng)屬于嚴(yán)格禁止引入的植物。

4 速生槐葉蘋管理措施建議

本文通過查閱梳理文獻(xiàn)，對(duì)速生槐葉蘋開展定性和定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析，建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，確定速生槐葉蘋入侵我國的風(fēng)險(xiǎn)值高。為防止其進(jìn)一步擴(kuò)散，建議相關(guān)管理部門采取如下措施加強(qiáng)管理。

(1)摸清速生槐葉蘋在我國的入侵現(xiàn)狀。目前只知道速生槐葉蘋已經(jīng)逸生到香港、江蘇、臺(tái)灣、浙江、海南等省市自治區(qū)，其具體的發(fā)生區(qū)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍、發(fā)生面積、生境、危害對(duì)象及危害程度等信息仍處于空白狀態(tài)，因此，應(yīng)盡快通過問卷調(diào)查、實(shí)地踏查、樣地調(diào)查等方式，摸清其在我國的入侵現(xiàn)狀。

(2)預(yù)測(cè)速生槐葉蘋在我國的潛在適生區(qū)范圍?？紤]到速生槐葉蘋在我國仍有作為觀賞植物和水族箱造景植物的市場(chǎng)需求，應(yīng)盡快開展我國潛在適生區(qū)范圍的預(yù)測(cè)研究?；谄湓谖覈臐撛谶m生區(qū)范圍，規(guī)范引種制度，劃分允許銷售區(qū)域和禁止銷售區(qū)域，并且嚴(yán)禁與禁止銷售區(qū)域開展跨區(qū)貿(mào)易往來。

(3)加強(qiáng)速生槐葉蘋的檢疫、監(jiān)測(cè)和監(jiān)管力度。由于速生槐葉蘋是無性繁殖，逃逸至野外的一株個(gè)體也足以在其適生區(qū)快速定殖、生長分裂并造成危害。因此，加強(qiáng)對(duì)可能攜帶速生槐葉蘋的載體，如水生植物、熱帶魚和水族箱等其他相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行檢疫工作，仔細(xì)檢查是否有速生槐葉蘋摻雜其中。考慮到速生槐葉蘋較小且近緣種較多，難以通過形態(tài)特征進(jìn)行有效鑒定，建議開發(fā)適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的分子鑒定試劑盒。另外，應(yīng)加強(qiáng)適宜生存區(qū)域開展重點(diǎn)監(jiān)測(cè)工作，如湖泊、河流、濕地、稻田、灌溉渠道、溝渠、池塘和運(yùn)河、人工湖以及水利發(fā)電設(shè)施等區(qū)域，研發(fā)集成生物芯片傳感和環(huán)境DNA技術(shù)的高通量、高靈敏度、實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)逃逸的植株。

(4)研發(fā)速生槐葉蘋應(yīng)急處置技術(shù)。在速生槐葉蘋處于低密度時(shí)，可通過多種防治手段在短時(shí)間內(nèi)有效根除，對(duì)低密度、零星發(fā)生區(qū)采用物理防治進(jìn)行人工摘除或機(jī)械清除；對(duì)成片發(fā)生的區(qū)域可采用物理防治與化學(xué)防治相結(jié)合的方法開展根除工作。目前僅有國外速生槐葉蘋的化學(xué)防治資料可供參考，考慮到不同國家的農(nóng)藥管理制度和允許使用的農(nóng)藥種類存在差異，建議在我國《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》的框架下，使用已取得中國農(nóng)藥登記的農(nóng)藥組成成分，盡快研制適用于我國速生槐葉蘋化學(xué)防治的農(nóng)藥組合和有效劑量。

(5)建立速生槐葉蘋聯(lián)防聯(lián)控綜合防治體系。在防控原則上，采取“預(yù)防為主，綜合防治”的原則，在速生槐葉蘋的潛在發(fā)生區(qū)，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)預(yù)警，強(qiáng)化植物檢疫措施，防止其向未發(fā)生區(qū)傳播擴(kuò)散；在速生槐葉蘋的發(fā)生區(qū)以農(nóng)業(yè)防治為基礎(chǔ)，協(xié)調(diào)化學(xué)防治、物理防治、生物防治等措施，進(jìn)行綜合治理。目前，對(duì)于區(qū)域防治效果最佳的仍是以槐葉蘋象甲為代表的生物防治，但我國目前尚未開展相關(guān)研究，亟需因地制宜開展研究和評(píng)估。