“海洋之肺”互花米草,为何变为生态杀手,在胶州湾泛滥成灾?

近日有报道发布了一组航拍胶州湾洋河入海口处互花米草的图片。图片中互花米草一片片,极其茂盛,呈现金黄色,尤为惹眼。互花米草能固定近海底质和海岸线,改善水质,为海洋生物提供栖息地,因而被称之为“海洋之肺”。

然而,由这组照片我们可以看到,互花米草在胶州湾已经覆盖了大量的海岸,几近泛滥成灾,视线范围内根本看不到其他物种,生物多样性完全被破坏,简直是“生态杀手”。

生态部门多么想治理并遏止互花米草的疯长与破坏,为什么互花米草还被认为是“海洋之肺”?还会被媒体当作海岸美景来欣赏呢?

互花米草是何来头?

互花米草原产美洲大西洋沿岸,是禾本科、米草属多年生草本植物,根由短而细的须根和根状茎组成,根系非常发达,布于地深达0.5-1米。植株茎秆坚韧、直立,杆径可达1厘米以上,杆高1-2米。

互花米草耐盐度高达3.5%,又耐淹,每日可淹没在海水中8小时以上。由于互花米草的耐盐性、耐淹性、根系发达、繁殖力强这一系列特性,其非常适合在海边淤滩种植,可以用来促进泥沙的快速沉降和淤积,改善土质。

1979年,南京大学生物学教授钟崇信从美国引入互花米草,只是为了保护滩堤,利用淤泥的沉积来扩展陆地。作为海滩绿化先锋植物,互花米草引入后于1980年试种成功,并移栽到福建省罗源湾。

罗源湾

现已分布于广东、广西、福建、上海、江苏、山东、河北、天津等地沿海,山东省渤海湾、胶州湾、黄河三角洲自然保护区分布着大面积互花米草群落。几乎已遍布东部沿海地区,北至辽宁盘锦,南至广西合浦,跨越了 22 个维度。

互花米草在一定程度上为抵御台风、保滩护岸立下了汗马功劳。然而,上世纪90年代开始有人质疑互花米草的种植,因为其繁殖和扩散能力已超出人类预期,破坏了原有滩涂的生态系统,甚至造成原生性生物多样性的灭绝。

红树林改造后的罗源湾

近年来,互花米草入侵面积在不断增加,由1990年的4375.5公顷,2000 年的25648.0公顷, 2010年的43061.1公顷,到2015年已达到54579.7公顷,25年来扩大了11.47倍。

胶州湾互花米草的入侵情况

胶州湾位于黄海中部、胶东半岛南岸,是山东省青岛市境内的半封闭海湾,南北长 32 千米,东西宽28千米,面积近 500 平方千米。

胶州湾湿地是山东半岛南部面积最大的近海与海岸湿地资源,是东亚至澳大利亚候鸟迁徙线路上的重要驿站,蕴藏着丰富的生物多样性,已被列入《国家重要湿地名录》,对维护区域生态安全发挥着重要作用,被青岛人民视为“母亲湾”。

胶州湾滩涂区域自上世纪末引种互花米草以来,该群落出现了快速扩展的趋势。目前整个胶州湾滩涂不同程度分布着互花米草群落,其中河口区域分布最为集中。洋河入湾口湿地2009年已有零星分布,目前已经是文章头三张照片中的情景,互花米草长势旺盛,持续向低潮蔓延。

山东省林业监测规划院统计数据表明,五河口互花米草面积在2009年只有3.61公顷,2010年4.28公顷,2012年12.45公顷,2015年疯长到99.05公顷,2017年高达215.45公顷,达到了指数级增长。

下图显示了2009-2017年,五河口互花米草分布区域的扩展轨迹图,可以明显看出覆盖区域不断扩大。

互花米草指数增长,2020-2021年情况如何?

研究人员根据2009-2017年的统计面积,模拟了互花米草群落未来自然扩展的趋势,参考下图。根据该模拟公式,目前,也就是2020-2021年,互花米草群落的理论面积约为1210.35公顷。

但考虑到海水深度等因素,五河口互花米草群落向深水区扩展空间不大,只能沿着海岸线向南北扩展,并向洋河河道内传播。因此,研究人员估计目前五河口区域互花米草分布面积可达500公顷左右,如下图所示。

互花米草是如何入侵的?

互花米草具有极强的繁殖能力,通过有性繁殖( 种子) 和无性繁殖( 根状茎、断落的植物) 迅速在沿海湿地扩张。2009年五河口外滩涂区域只有少量互花米草,而且这期间没有人工引进该植物。潮汐携带互花米草种子或植株在此繁衍,但第一批种子在次繁殖的可能性较大。

因互花米草的高遗传分化和基因渗入能力,其种群具备快速扩展的遗传学基础,种子抗逆性强,可在海水浸泡 3 个月后萌发。胶州湾湿地出现的互花米草属于自然点源式扩散模式,这也佐证了互花米草的种子通过海水传播,可以实现跳跃式长距离扩散。

互花米草对胶州湾生态的影响

互花米草作为外来入侵植物的典型代表,已成为我国海岸滩涂湿地生态系统最主要的入侵植物之一,并于 2003 年 1 月被列入《中国第一批外来入侵物种名单》。

由于五河口是裸露淤泥海滩,地貌平缓,海岸线1千米进深内都是互花米草的适生地区。另外,河口湾区滩涂淤泥肥力较高,有利于营养繁殖,河口淡水补充更有利于种子繁殖,致使互花米草群落过快繁殖,对河口地区生态影响很大。

从生态学方面,互花米草具有促淤造陆、保滩护岸、抵御风暴潮的作用。从景观学方面,五河口互花米草群落还有绿色景观的价值,当地管理部门在互花米草群落分布区域设置了木栈道,让游客欣赏不同于裸露泥质海滩的景观。

从生物多样性来看,互花米草群落增加了部分鸟类栖息觅食环境,区域鸟类种群数量会有所增加,但也减少了当地贝类种群数量。从沉积过程来看,潮水携带的泥沙进入互花米草群落,因流速变缓而沉积下来,使滩面逐年淤高,会导致胶州湾面积进一步缩小。

人工拨除

互花米草的治理

互花米草的治理实践很多,厦门采用了物理+生物的办法,也就是采用物理翻耕后,再种植红树林,遏制互花米草的蔓延。天津滨海区采用除草剂清除互花米草。

总体来说,互花米草治理可以用以下技术:一是物理防治,包括人工拔除、覆盖抑制、刈割控制、火烧清除、围堰水淹等;二是化学防治,主要采用除草剂,但对滩涂环境造成污染;三是生物防治,采用生物天敌降低种子产量,抑制扩散。

除藻剂

在胶州湾湿地,互花米草已形成规模,清除的难度很大,可利用其饲料价值,采用结果前机械收割、加工利用的办法,控制群落进一步扩展。

互花米草富含营养物质,具有增强机体免疫功能、强心、抗炎、耐缺氧等生理功能,江苏、福建等地居民在互花米草萌芽时挖新芽用作蔬菜,这一做法可大力推广。


参考资料

张学峰等. 胶州湾五河口互花米草群落扩展趋势及治理策略. 湿地科学与管理 . 2019, 15.

解雪峰等. 互花米草入侵对滨海湿地生态系统的影响研究进展. 应用生态学报. 2020, 31.

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