王增琪，高均昭

(1．中煤科工集团西安研究院，陕西西安710054;2．许昌学院土木工程学院，河南许昌461000)

在高速公路建设过程中，由于占用大量的土地、开挖山体等，对自然环境产生了一些非污染型生态影响，主要表现为植被破坏、土壤侵蚀、自然资源影响、景观影响及生态敏感区影响等。2004年国内首次提出了“生态高速公路”理念，国内开始有植被护坡、植物固坡、坡面生态工程、坡面植被恢复等说法。国际上对植被护坡的描述为“用活的植物，单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”［1］。

植物由原生存地经自然或人为途径侵入到另一个新环境，对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难，这叫做植物入侵。外来入侵植物与本地植物竞争生存空间和养分，给农业生态系统、畜牧和鱼类的栖息环境、农业生物多样性保护造成了巨大威胁。2010年我国西南地区遭遇历史罕见旱灾，高温干旱、降水稀少，一些林业有害植物如紫茎泽兰的繁殖和危害时间明显提前，有大面积暴发成灾的潜在危险。作为全国粮食主产区的河南省，入侵植物每年给粮食、水产养殖等造成的损失至少上亿元。张云霞等学者在2010年的研究表明，河南省新近入侵植物9 种，包括细叶满江红、野老鹳草、假酸浆、毛酸浆、牛茄子、北美车前、霍香蓟、鬼针草和两耳草［2］。

1 高速公路的植物入侵情况

21 世纪初期是我国的高速公路高速发展时期，2011年高速公路总里程已达8 万km，位居世界第二。但高速公路修建时，因为挖方或填方，原先的生态系统遭到破坏，外来入侵植物此时最容易乘虚而入，迅速成为优势植物。如紫茎泽兰原产于北美墨西哥和中美洲，有天敌象甲虫专吃紫茎泽兰的叶子，使其受到控制，但20 世纪40年代从中缅、中越边境传入云南南部后，因在中国失去了天敌而肆意蔓延，疯狂侵袭本地物种，成为独霸一方的单一优势种，现已广布于西南地区，仅云南目前发生面积即达24.7 万km2，并以每年10 多km 的速度向周边蔓延［2］，凡是紫茎泽兰所到之处其他植物均失去生存空间。

2011年，为了查明在生态高速公路边坡的植被恢复过程中，由于脆弱的生态造成的植物入侵的程度，开展了此次调查。调查地点全部在河南省境内，包括京港澳高速、许平南高速、大广高速、郑尧高速、宁洛高速5 条高速公路，地域上包括许昌、郑州、平顶山、南阳等地，地形有平原、丘陵、山区，基本上代表了河南省各种高速公路的特征，调查里程约600 km，取样方17个，调查植物58 种。

1.1 植物种类众多

本次调查共统计植物58 种，分别为紫穗槐、小蓟、裂叶艾、葎草、爬山虎、茜草、榆树幼苗、狗牙根、加拿大蓬、女贞、茵陈、野燕麦、艾蒿、鬼针草、狗尾草、石榴、南天竹、绿豆、马鞭草、荩草、鹅冠草、夏枯草、波斯菊、猪毛菜、西瓜苗、牵牛、红叶李、鸡公菊、蜀葵、月季、齿果酸模、刺槐幼树、黄蒿、鸭跖草、绞股蓝、高粱、荆条、紫薇、旋覆花、紫花苜蓿、阿尔泰紫菀、喜旱莲子草、打碗花、苣荬菜、星宿菜、圆叶掐不齐(鸡眼草)、广玉兰、莎草、节节草、苍耳、一年蓬、野菊花、茅草、圆叶牵牛、盐蓬、圆叶苜蓿、苜蓿和毛地黄。

1.2 人工种植植物占优势地位

据调查，公路边坡植物中的大部分优势植物属于人工种植植物，如紫穗槐、爬山虎、狗牙根、牵牛、苜蓿、荆条等。这类植物在公路边坡中占主要部分，其中紫穗槐作为灌木占有绝对优势，其盖度占所调查边坡总盖度的33.1%(图1)，在个别样方中其盖度达到了99%;爬山虎、狗牙根的生长状况也很不错，其盖度分别占整个调查样方总盖度的10．8%和7．8%，在单独样方中盖度分别可达98%和50%。

图1 高速公路边坡中的植物盖度比例

1.3 部分人工种植的观赏性植物不适于作为公路护坡

本次调查发现，2007年在南洛高速公路边坡建设中引入的观赏性植物有石榴、南天竹、波斯菊等，其中:石榴、南天竹的野外生存能力一般，4年后基本适应野外生存;而有些植物虽然观赏性好，但在野外生存能力弱，如波斯菊由于受到入侵植物鬼针草的影响，4年后其生存能力大大下降(图2)，大部分地段已经不存活，部分存活的生活力也弱，估计几年以后会在公路边坡中彻底灭绝。

图2 南洛高速公路边坡某样方盖度统计

1.4 入侵植物达一定比例

本次调查共调查到入侵植物4 种，有加拿大蓬(Conyza canadensis)、鬼针草(Bidens pilosa)、野燕麦(Avena fatua)、一年蓬(Erigeron annuus)。累计所有样方，这几种植物盖度占总盖度比例分别为10.8%、5.6%、2.9%和0.7%(图1)，但在单独的样方中，加拿大蓬盖度高达55%，最大高度达到了2.2 m，鬼针草盖度为70%，野燕麦盖度为30%，一年蓬为1%。如果剔除人工种植植物，只统计野生植物的话，裂叶艾、狗尾草和加拿大蓬在前三位，盖度比例分别达到15.7%、14.9%和14.0%，鬼针草和野燕麦的盖度比例分别达到7.3%和3.8%(图3)。

图3 高速公路边坡中野生植物盖度比例

1.5 山区和丘陵地区植物种类少、盖度低

在山区和丘陵地带，由于岩石裸露，土壤很少，因此植物盖度较低，个别样方中植物盖度不到10%，种类仅有爬山虎、狗牙根、葎草等少数几种，不利于公路边坡的生态修复。

2 入侵植物的入侵途径

大多数外来种的传入与人类活动有关［3］。在对外交往中，人们有意或无意地将外来种引入了我国。但也有一些入侵种类属于自然传入，与人类活动无关或没有明显关联。

2.1 人类活动无意传入

火车、汽车携带的外来种容易在铁路、公路两侧定居、扩散，如加拿大蓬、野胡萝卜、皱果苋、刺苋等，沿着铁路、公路线扩散到偏远山区［4］。尤其是近年来，随着国际贸易的不断增加、对外交流的不断扩大、国际旅游业的迅速升温，外来入侵生物借助多种途径越来越多地传入我国。本次调查中，在车流量较高的京港澳高速公路边坡中，发现了大量的加拿大蓬，调查点位于和城市道路交叉的高速公路边坡地段，此处在边坡上设置了人行台阶，一些公交车辆违反规定在此停车上人，此处的加拿大蓬盖度达55%，单株高度达2.20 m(表1)。

表1 植物群落调查表(样方13)

2.2 有意引入

植物有意引入的主要途径有:观赏、药用、食用蔬菜、牧草、饲料和环境保护等，但如果不注意充分利用本地种，很可能导致入侵种种类增加、危害加剧。根据资料统计，截至1970年，由原产世界各地引种到我国来的植物有837 种，隶属于267 科，约占我国栽培植物的25%～33%。近30年来，随着对外经济和科技交流的日益扩大，外来入境植物(包括杂草)数量也大为增加，到目前为止很难得出引种所带来的有害植物的准确数据，本次调查中也未发现。

2.3 自然传入

外来入侵植物可以通过风力、水流自然传入，另外鸟类等动物还可通过粪便传播杂草的种子，例如:紫茎泽兰是从中缅、中越边境自然扩散入我国的，薇甘菊可能是通过气流从东南亚传入广东的，水稻象甲也可能是借助气流迁飞到中国大陆的。

3 高速公路边坡植物生态修复的建议

学者研究表明，入侵种群把更多的叶氮分配到光合机构致使其光合能力和光合氮利用效率提高，这与其生长特性一致。在入侵地紫茎泽兰对天敌减少的进化响应是降低叶氮向防御系统分配比例，提高叶氮向光合机构分配比例，进而提高资源捕获能力和利用效率，提高入侵能力［5］，一旦天敌出现，必然有灾难性的后果。鉴于外来物种大多是依赖人为因素传播的，为减少外来入侵物种的威胁，建议防止植物入侵的措施如下:

(1)生态高速公路边坡大部分地段的优势种群依然是人工种植植物，但人工植物种群的选择应以本土植物为主。建议灌木选择紫穗槐、荆条，藤本选择小叶扶芳藤为主，草本植物选择苜蓿、白茅、狗牙根等，石榴、南天竹等观赏性植物可在河南省适量引入，而波斯菊等野外适应能力弱，不宜在生态高速公路中种植。

(2)生态高速公路边坡植物中，入侵现象表现为部分物种在部分地段演变为优势物种。应在物种抵达时及尚未广泛逸为野生前，尽快鉴定及评估其入侵性和对本地生态及原生物种的影响，并对恶性入侵种尽快消除，以免广泛蔓延。可采取人工防治、机械或物理防除、替代控制、化学防除、生物防治、综合治理等方法。

(3)高速公路边坡的生态恢复刻不容缓。高速公路在修建时期，由于施工原因导致原来的生态系统受到破坏，生态系统最为脆弱，此时外来入侵植物最容易乘虚而入，迅速占领资源，成为优势植物。所以高速公路修建时，开挖边坡至边坡生态修复至正常水平的时间应保证尽量缩短［6］。

(4)加强对外来入侵物种的生物学特性、入侵生态学、控制措施等方面的研究，建立入侵物种数据库;把外来入侵种纳入国家生物多样性政策、战略和行动计划，着力提高公众的生物多样性保护意识，制定经济奖惩措施以及其他政策手段。

［1］张莹莹．高速公路边坡植被恢复过程中群落动态变化研究［D］．郑州:河南农业大学，2010:8－10．

［2］张云霞，刘兆云，陈付合，等．河南外来入侵植物新报［J］．河南农业大学学报，2010，44(6):695－697．

［3］刘婷婷，张洪军，马忠玉．生物入侵造成经济损失评估的研究进展［J］．生态经济，2010(2):173－175，178．

［4］董东平，叶永忠．河南外来入侵植物区系成分与成灾机制［J］．河南科学，2007(5):765－769．

［5］冯玉龙．增加叶氮向光合机构分配的进化促进外来植物入侵［J］．中国基础科学，2009，11(4):32－33．

［6］卢少飞．高速公路沿线外来入侵植物种类及分布的初步研究［D］．武汉:华中师范大学，2006:50．