王增琪，高均昭

(1．中煤科工集團西安研究院，陜西西安710054;2．許昌學院土木工程學院，河南許昌461000)

在高速公路建設過程中，由于占用大量的土地、開挖山體等，對自然環(huán)境產(chǎn)生了一些非污染型生態(tài)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年國內(nèi)首次提出了“生態(tài)高速公路”理念，國內(nèi)開始有植被護坡、植物固坡、坡面生態(tài)工程、坡面植被恢復等說法。國際上對植被護坡的描述為“用活的植物，單獨用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結合，以減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕”［1］。

植物由原生存地經(jīng)自然或人為途徑侵入到另一個新環(huán)境，對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)濟損失或生態(tài)災難，這叫做植物入侵。外來入侵植物與本地植物競爭生存空間和養(yǎng)分，給農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、畜牧和魚類的棲息環(huán)境、農(nóng)業(yè)生物多樣性保護造成了巨大威脅。2010年我國西南地區(qū)遭遇歷史罕見旱災，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間明顯提前，有大面積暴發(fā)成災的潛在危險。作為全國糧食主產(chǎn)區(qū)的河南省，入侵植物每年給糧食、水產(chǎn)養(yǎng)殖等造成的損失至少上億元。張云霞等學者在2010年的研究表明，河南省新近入侵植物9 種，包括細葉滿江紅、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［2］。

1 高速公路的植物入侵情況

21 世紀初期是我國的高速公路高速發(fā)展時期，2011年高速公路總里程已達8 萬km，位居世界第二。但高速公路修建時，因為挖方或填方，原先的生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，外來入侵植物此時最容易乘虛而入，迅速成為優(yōu)勢植物。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，但20 世紀40年代從中緬、中越邊境傳入云南南部后，因在中國失去了天敵而肆意蔓延，瘋狂侵襲本地物種，成為獨霸一方的單一優(yōu)勢種，現(xiàn)已廣布于西南地區(qū)，僅云南目前發(fā)生面積即達24.7 萬km2，并以每年10 多km 的速度向周邊蔓延［2］，凡是紫莖澤蘭所到之處其他植物均失去生存空間。

2011年，為了查明在生態(tài)高速公路邊坡的植被恢復過程中，由于脆弱的生態(tài)造成的植物入侵的程度，開展了此次調(diào)查。調(diào)查地點全部在河南省境內(nèi)，包括京港澳高速、許平南高速、大廣高速、鄭堯高速、寧洛高速5 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特征，調(diào)查里程約600 km，取樣方17個，調(diào)查植物58 種。

1.1 植物種類眾多

本次調(diào)查共統(tǒng)計植物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、刺槐幼樹、黃蒿、鴨跖草、絞股藍、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、苣荬菜、星宿菜、圓葉掐不齊(雞眼草)、廣玉蘭、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。

1.2 人工種植植物占優(yōu)勢地位

據(jù)調(diào)查，公路邊坡植物中的大部分優(yōu)勢植物屬于人工種植植物，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優(yōu)勢，其蓋度占所調(diào)查邊坡總蓋度的33.1%(圖1)，在個別樣方中其蓋度達到了99%;爬山虎、狗牙根的生長狀況也很不錯，其蓋度分別占整個調(diào)查樣方總蓋度的10．8%和7．8%，在單獨樣方中蓋度分別可達98%和50%。

圖1 高速公路邊坡中的植物蓋度比例

1.3 部分人工種植的觀賞性植物不適于作為公路護坡

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2007年在南洛高速公路邊坡建設中引入的觀賞性植物有石榴、南天竹、波斯菊等，其中:石榴、南天竹的野外生存能力一般，4年后基本適應野外生存;而有些植物雖然觀賞性好，但在野外生存能力弱，如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(圖2)，大部分地段已經(jīng)不存活，部分存活的生活力也弱，估計幾年以后會在公路邊坡中徹底滅絕。

圖2 南洛高速公路邊坡某樣方蓋度統(tǒng)計

1.4 入侵植物達一定比例

本次調(diào)查共調(diào)查到入侵植物4 種，有加拿大蓬(Conyza canadensis)、鬼針草(Bidens pilosa)、野燕麥(Avena fatua)、一年蓬(Erigeron annuus)。累計所有樣方，這幾種植物蓋度占總蓋度比例分別為10.8%、5.6%、2.9%和0.7%(圖1)，但在單獨的樣方中，加拿大蓬蓋度高達55%，最大高度達到了2.2 m，鬼針草蓋度為70%，野燕麥蓋度為30%，一年蓬為1%。如果剔除人工種植植物，只統(tǒng)計野生植物的話，裂葉艾、狗尾草和加拿大蓬在前三位，蓋度比例分別達到15.7%、14.9%和14.0%，鬼針草和野燕麥的蓋度比例分別達到7.3%和3.8%(圖3)。

圖3 高速公路邊坡中野生植物蓋度比例

1.5 山區(qū)和丘陵地區(qū)植物種類少、蓋度低

在山區(qū)和丘陵地帶，由于巖石裸露，土壤很少，因此植物蓋度較低，個別樣方中植物蓋度不到10%，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。

2 入侵植物的入侵途徑

大多數(shù)外來種的傳入與人類活動有關［3］。在對外交往中，人們有意或無意地將外來種引入了我國。但也有一些入侵種類屬于自然傳入，與人類活動無關或沒有明顯關聯(lián)。

2.1 人類活動無意傳入

火車、汽車攜帶的外來種容易在鐵路、公路兩側(cè)定居、擴散，如加拿大蓬、野胡蘿卜、皺果莧、刺莧等，沿著鐵路、公路線擴散到偏遠山區(qū)［4］。尤其是近年來，隨著國際貿(mào)易的不斷增加、對外交流的不斷擴大、國際旅游業(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。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，此處在邊坡上設置了人行臺階，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55%，單株高度達2.20 m(表1)。

表1 植物群落調(diào)查表(樣方13)

2.2 有意引入

植物有意引入的主要途徑有:觀賞、藥用、食用蔬菜、牧草、飼料和環(huán)境保護等，但如果不注意充分利用本地種，很可能導致入侵種種類增加、危害加劇。根據(jù)資料統(tǒng)計，截至1970年，由原產(chǎn)世界各地引種到我國來的植物有837 種，隸屬于267 科，約占我國栽培植物的25%～33%。近30年來，隨著對外經(jīng)濟和科技交流的日益擴大，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確數(shù)據(jù)，本次調(diào)查中也未發(fā)現(xiàn)。

2.3 自然傳入

外來入侵植物可以通過風力、水流自然傳入，另外鳥類等動物還可通過糞便傳播雜草的種子，例如:紫莖澤蘭是從中緬、中越邊境自然擴散入我國的，薇甘菊可能是通過氣流從東南亞傳入廣東的，水稻象甲也可能是借助氣流遷飛到中國大陸的。

3 高速公路邊坡植物生態(tài)修復的建議

學者研究表明，入侵種群把更多的葉氮分配到光合機構致使其光合能力和光合氮利用效率提高，這與其生長特性一致。在入侵地紫莖澤蘭對天敵減少的進化響應是降低葉氮向防御系統(tǒng)分配比例，提高葉氮向光合機構分配比例，進而提高資源捕獲能力和利用效率，提高入侵能力［5］，一旦天敵出現(xiàn)，必然有災難性的后果。鑒于外來物種大多是依賴人為因素傳播的，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)勢種群依然是人工種植植物，但人工植物種群的選擇應以本土植物為主。建議灌木選擇紫穗槐、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能力弱，不宜在生態(tài)高速公路中種植。

(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)勢物種。應在物種抵達時及尚未廣泛逸為野生前，盡快鑒定及評估其入侵性和對本地生態(tài)及原生物種的影響，并對惡性入侵種盡快消除，以免廣泛蔓延?？刹扇∪斯し乐?、機械或物理防除、替代控制、化學防除、生物防治、綜合治理等方法。

(3)高速公路邊坡的生態(tài)恢復刻不容緩。高速公路在修建時期，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，此時外來入侵植物最容易乘虛而入，迅速占領資源，成為優(yōu)勢植物。所以高速公路修建時，開挖邊坡至邊坡生態(tài)修復至正常水平的時間應保證盡量縮短［6］。

(4)加強對外來入侵物種的生物學特性、入侵生態(tài)學、控制措施等方面的研究，建立入侵物種數(shù)據(jù)庫;把外來入侵種納入國家生物多樣性政策、戰(zhàn)略和行動計劃，著力提高公眾的生物多樣性保護意識，制定經(jīng)濟獎懲措施以及其他政策手段。

［1］張瑩瑩．高速公路邊坡植被恢復過程中群落動態(tài)變化研究［D］．鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學，2010:8－10．

［2］張云霞，劉兆云，陳付合，等．河南外來入侵植物新報［J］．河南農(nóng)業(yè)大學學報，2010，44(6):695－697．

［3］劉婷婷，張洪軍，馬忠玉．生物入侵造成經(jīng)濟損失評估的研究進展［J］．生態(tài)經(jīng)濟，2010(2):173－175，178．

［4］董東平，葉永忠．河南外來入侵植物區(qū)系成分與成災機制［J］．河南科學，2007(5):765－769．

［5］馮玉龍．增加葉氮向光合機構分配的進化促進外來植物入侵［J］．中國基礎科學，2009，11(4):32－33．

［6］盧少飛．高速公路沿線外來入侵植物種類及分布的初步研究［D］．武漢:華中師范大學，2006:50．