揭榜挂帅,锁定入侵者互花米草
草,往往作为背景板一般的存在,很少引起人们的注意。而有一种来自国外的“互花米草”,因在中国沿海地区野蛮生长,几乎侵占了整条海岸线,上了“全国通缉令”。
国家林草局今年4月12日启动“互花米草可持续治理技术研发”应急揭榜挂帅项目,北京林业大学等科研单位开展科技攻关,破解互花米草防治“卡脖子”问题。
日前,由北京林业大学牵头承担的“互花米草可持续治理技术研发”项目启动,《中国绿色时报》特邀请揭榜团队负责人、北京林业大学教授张明祥全面系统地科普互花米草的知识,看它是如何一步步走“出圈”的。
海岸线看似绿意盎然,却已被“通缉犯”互花米草强势入侵,严重制约了沿海地区生态安全和经济社会可持续发展 吴博摄
互花米草是什么来头?
互花米草是全球性海岸入侵物种,隶属于禾本科米草属的多年生草本植物。
互花米草茎秆密集粗壮,根部发达,具有生长能力强、光合作用效率高、耐盐和耐淹能力强等特点,原产于北美洲与南美洲的大西洋沿岸。在北美,互花米草从加拿大的魁北克省一直到美国佛罗里达州及墨西哥湾,沿海各州均有分布;在南美,互花米草零星分布于法属圭亚那至巴西里奥格兰德港口间的大西洋沿岸。
由于互花米草对波浪、潮流的阻挡,能有效减轻滩面及岸线受冲蚀程度,起到恢复和改善侵蚀型海滩生态系统的作用,1979年,互花米草从北美大西洋沿岸被引入我国,为保滩护堤、促淤造陆,减缓我国海岸线侵蚀起到一定作用,曾被不少人美誉为岸滩“保护神”。
互花米草根系发达 莫雪供图
为什么要除治互花米草?
互花米草的入侵会对本地物种产生竞争性排斥,通过迅速抢占生态位造成本土物种生物量和生物多样性下降,生态平衡遭到破坏,显著降低生态系统服务价值。
互花米草的泛滥还会阻碍潮水的正常流动,降低江河入海口的泄洪能力,航道被淤、滩涂被占,严重影响沿海航运及海滩旅游发展,威胁沿海地区的生态安全,制约沿海地区经济社会的可持续发展。
此外,互花米草泛滥还导致贝类、蟹类、藻类、鱼类等多种生物窒息死亡,并与海带、紫菜等水生植物争夺营养,使滩涂养殖受到毁灭性打击。
互花米草茎秆密集 吴博摄
互花米草是怎样泛滥的?
目前,互花米草的分布区域已经从其原产地扩展到欧洲、北美西海岸、新西兰、非洲与中国沿海。
互花米草具有无性和有性两种繁殖方式,有性繁殖通过脱落的种子随风浪、海潮漂流至适宜的海滩位置自行萌芽,无性繁殖利用根状茎扩散来扩大种群。互花米草进入新生境后,主要依靠营养繁殖来扩大分布。此外,互花米草还表现出极强的耐淤埋、耐风浪的特征,能在较宽广的气候带分布,并形成大面积的单种优势群落。
由于其自身极强的入侵力以及湿地生态系统的可入侵性(如天敌缺失、大规模海堤建设营造的空余生态位、早年人为引种等)的共同作用,1985年以来,互花米草在我国沿海地区快速扩张,种群面积持续增长,目前已遍及各沿海省份。最新遥感影像显示,全国互花米草总发生面积已达6.8万公顷,江苏、浙江、上海、福建和山东沿海的分布面积最广。
无人机喷施化学药剂 吴博摄
如何防治互花米草?
在互花米草治理领域,国内外科研人员已进行多年探索,摸索出物理控制、化学控制、生物控制及综合防治等多项措施。
物理控制。物理控制也叫机械移除和光饥饿致死(织物覆盖),包括覆盖遮阴、刈割、火烧、水淹等措施。但这样的物理防治只能小范围开展,治理效果虽好但治理成本和人工消耗巨大,治理周期长,且不可避免地产生较大的环境扰动,尤其对土壤、底栖生物的影响较为显著,后期需投入较大的精力进行恢复。
化学控制。化学控制通过施用除草剂灭除植株,治理效果受风力、潮汐周期和植株茎叶覆盖的蜡质层等因素的影响较大,且会带来环境污染风险,因此高效、低毒、低残留药剂的选择是大规模应用需要突破的难点。目前主要使用的两种除草药剂分别是25%浓度的咪唑烟酸和盖草能,后者药性强,见效快,但未能获得在滩涂等湿地环境上使用的批准,且其对环境的影响尚需进一步分析。而咪唑烟酸是美国现在正在使用的一种广谱性除草剂,使用无人机喷施法可节省人工、运输成本,治理成本较低,减少进入互花米草入侵区域难等问题。
2019年,国家林草局批准“中国入侵物种——互花米草化学防控技术研究与示范”项目,分别在我国亚热带红树林、亚热带盐沼和温带盐沼湿地进行抗米净(25%咪唑烟酸水剂)防除互花米草效果验证及其环境影响评估,项目验证了我国研制的抗米净药剂对中国滨海湿地互花米草防除的可行性(防除率>95%)及安全性,并建立了目标入侵物种互花米草化学防控技术,推进了将抗米净登记为滩涂互花米草防除专用药剂的进程。
生物控制。生物控制包括利用天敌生物防治或利用竞争植物生物替代两种方法。
生物防治法是寻找合适的昆虫、寄生虫以及病原菌等天敌来控制互花米草种群的暴发。例如,在英国已经发现一种专性麦角菌可以大量感染互花米草花部,从而减少其种子的产生。国内研究人员已经提出可以引进国外一种象甲昆虫作为互花米草天敌,但这样的方案仍停留在实验阶段。生物防治必须要有专性,否则扩展到其他的物种上,又将成为一个新的入侵物种。
生物替代是根据植物群落演替规律,由竞争力强的本地植物取代入侵植物的一种生态控制技术,目前研究较多的是利用芦苇、海桑等本土植物对互花米草进行生物替代。但由于我国不同地区互花米草长势不同,能采用的治理方法也不同,比如利用红树植物替代控制技术就受到红树植物生长所需条件的限制,大规模应用仍有待进一步探索。
鉴于以上任何单项措施均难以取得满意效果,将这些措施相互搭配开展综合防治的研究日益引起科研人员的重视。
机械移除互花米草 吴博摄
国家防治互花米草行动有哪些?
党中央、国务院高度重视互花米草治理工作,国家林草局、自然资源部、生态环境部、水利部、农业农村部等部门联合印发了《互花米草防治专项行动计划(2022—2025年)》。当前,针对互花米草治理存在技术零散、防控成本高、再次入侵及潜在污染风险大等技术问题,国家林草局启动“互花米草可持续治理技术研发”揭榜挂帅项目,旨在努力研发建立“源头阻截、综合修复、治养结合、联防联控”的安全、高效、低成本互花米草防控技术体系,推进互花米草科学治理,有效遏制互花米草扩散态势,确保滨海湿地生态安全,提升湿地生态系统质量和稳定性。
国内防治互花米草正在做哪些努力?
“互花米草可持续治理技术研发”项目拟开展互花米草在中国海岸入侵的全境性扩散蔓延格局及治理技术研究。
项目包含“不同气候带互花米草扩张蔓延机理与阻断技术”“互花米草高效化学防除技术”“乡土植物替代与动物栖息地营建耦合技术”“互花米草综合防控技术体系”“互花米草蓝碳增汇及可持续利用技术”“温带地区互花米草综合控制技术应用示范”“亚热带地区互花米草可持续控制技术应用示范”7项子课题,由北京林业大学牵头,北京师范大学、中国科学院烟台海岸带研究所、中国科学院生态环境研究中心、复旦大学、上海农科院、南京大学、北京绿冠集团等国内从事互花米草治理研究的优势单位承担。
在项目实施过程中,首先要采取基于自然的解决方案,融入自然理念。其次,要加强各课题之间的沟通和交流,做到互通有无、取长补短。最后,把控项目的进度,及时对各项治理技术进行集成,为各地的互花米草治理提供技术指导。
互花米草揭榜挂帅项目有哪些创新?
构建多尺度互花米草扩散蔓延模型。项目充分考虑互花米草在局地与全境尺度上扩散蔓延机理的差异性,结合局地生境与不同气候带环境条件及入侵种自身生活史特征,构建互花米草局地和全境尺度上的动态扩散模型,体现其扩散蔓延的随机性、累积性和空间异质性,有效提升预测精度。
研发“除治-修复-防控”耦联技术。项目拟剖析互花米草除治、乡土替代修复以及二次入侵防控技术在时空上相互影响与耦合机制,以多阶段除治修复技术组合为基础,发展全链条一体化综合防治技术,为互花米草全过程联防联控提供新方法。
提出基于“自然实证管理”的互花米草综合防控方案。项目基于不同气候带及局地生境的自然条件,以“基于自然的解决方案”和“实证管理”理念为基础,因地制宜地制定各地互花米草治理和生态修复的适应性方案,通过示范验证完善后,提出基于“自然实证管理”的互花米草综合防控方案,契合榜单规定的互花米草可持续控制要求。(莫雪 记者 安璐)
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