康文佳，李鑫宇，资惠宇，彭金波，王瑞龙，种云霄*

(1.华南农业大学资源环境学院，广东省农业农村污染治理与环境安全重点实验室，广东 广州 510642；2.广州市水生态建设中心，广东 广州 510403)

江心岛是由江河长期积累的泥沙落淤形成，其广泛分布于各大河流中。四面环水的封闭地理环境使得江心岛成为河流生态系统中相对独立的区域，不易受人类活动干扰，是水生动物的天然庇护所[1]。在人口稠密、经济发达的城市区域，江心岛可以为水鸟等大型动物提供适宜的栖息场所，其是非常重要的城市湿地系统和自然景观资源，具有生态和文化等多重价值[2]。在广州市珠江水系中，分布着50多座江心岛，其中大部分江心岛未被大规模开发和利用，仍然处于较为自然的状态。江心岛是广州市碧道建设实施方案中的重点保护对象[3]。

入侵植物是指通过自然媒介或者人类以有意或者无意的方式引入、在当地建立起自然种群、对入侵地生态环境造成严重危害的植物[4-5]。根据“天敌逃逸假说”，大多数外来植物物种入侵后，由于缺乏天敌，其种群数量激增，与被入侵区域中的物种竞争资源，占据土著物种的生态位，导致土著物种的多样性水平降低[6]。入侵植物物种不仅对被入侵地的植物多样性带来不利影响和极大破坏，还威胁着城市生态环境和经济发展[7-8]。广州市的气候属于亚热带季风气候，高温多雨的自然环境条件适宜植物的生长，作为重要的商贸口岸，广州市与世界各地的物资交流频繁，因此，广州市是易受外来植物入侵的脆弱区域。研究表明，广州市已有入侵植物131种[9]，许多入侵植物物种在林场、公路、水渠和弃耕荒地成片生长，对当地环境带来了严重危害[10]。有些入侵植物物种已经在江心岛上生长，成为江心岛湿地生态系统健康发育的潜在危害因素。

为了全面掌握广州市的未开发江心岛的入侵植物物种的数量和分布特征，本研究通过现场调查和查阅相关文献资料，研究广州市22 座未开发江心岛入侵植物物种组成和分布特征，以期为广州市江心岛入侵植物的防控积累基础数据和为制定江心岛保护策略提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究区

本研究以广州市珠江水系的流溪河、东江干流、增江、前航道、后航道、珠江口(南航道、洪奇沥水道)中未经市政开发的22 座江心岛为研究对象(图1和表1)。

表1 22座江心岛的地理位置和面积信息Table1 Information of geographical locations and areas of 22 river islands

图1 广州市未经市政开发的22座江心岛分布示意图Fig.1 Schematic map of 22 river islands without municipal development in Guangzhou

1.2 野外实地调查

于2021 年7 月至2022 年7 月期间，根据每座江心岛的面积，对每座江心岛进行了1～2 次入侵植物野外实地调查，共开展了45 次野外调查。对于面积小于1 hm2且环境较为单一的江心岛，野外调查范围涵盖岛上的所有植物；对于面积大于1 hm2的环境条件较复杂的江心岛，则在人力调查的基础上，再使用无人机，选择有代表性的环境中的植物开展调查。

在每座江心岛进行野外调查时，记录乔木、灌木和草本植物的物种组成及其分布状况。对于已经形成单优势物种群落的灌木和草本植物入侵物种，详细记录其在江心岛上的分布区域和面积。

依据《广州入侵植物》[9]、《中国外来入侵植物彩色图鉴》[11]、《中国外来入侵植物名录》[12]和中国外来物种入侵种信息系统(http://ias.iplant.cn)的信息，识别和鉴定出每座江心岛上的入侵植物物种。

1.3 入侵植物物种的等级确定和特征研究方法

依据文献[9]和文献[11]，根据入侵植物物种的危害程度，将22 座江心岛上的入侵植物物种划分为恶性入侵物种、严重入侵种、局部入侵种、一般入侵种共4等级。其中，恶性入侵物种是指分布范围最广、入侵程度严重和已经在江心岛上形成单优势物种群落的入侵植物物种；严重入侵物种是指具有极强危害、已经对江心岛的部分环境产生影响和整体尚在可控范围内的入侵植物物种；局部入侵物种是指具有危害、但是尚未对环境造成明显危害的入侵植物物种；一般入侵物种是指入侵规模最小、生物学特性或者危害性不明显、目前难以形成新的入侵发展趋势的入侵植物物种。

参照文献[13]至文献[16]，研究分布在22座江心岛上的入侵植物物种的功能性状、原产地和区系。

2 结果与分析

2.1 入侵物种的组成

调查期间，在22 座江心岛上，共记录13 科26属27种入侵物种(表2)。其中，菊科、豆科、苋科和旋花科的物种数量分别为10种、4种、2种和2种，柳叶菜科、茄科、天南星科、雨久花科、马鞭草科、禾本科、锦葵科、莎草科和商陆科的物种数量都为1 种。27 种入侵植物物种都为广州市已经记录的入侵物种。

表2 22座江心岛上的入侵植物物种名录Table 2 List of invasive plant species in 22 river islands

在22 座江心岛上分布的27 种入侵物种包括23 种(占物种总数的85.19%)草本植物、3 种(占11.11%)灌木和1种(占3.70%)乔木；果实类型则以瘦 果(占40.74%)、蒴 果(占14.82%)、荚 果(占11.11%)和浆果(占11.11%)为主，核果和胞果各占7.41%，坚果和分果各占3.70%；凤眼蓝和大薸为水生物种，其他25种物种都为陆生物种。

在13 科中，有8 科(占科总数的61.54%)入侵物种为世界广布物种，有3科(占23.08%)入侵物种为泛热带分布物种，各有1 科(各占7.69%)入侵物种分别为热带亚洲和热带美洲间断分布物种和以南半球为主的泛热带分布物种。

2.2 入侵物种的分布

22座江心岛上入侵物种的分布情况存在明显差异。其中，白花鬼针草和光荚含羞草是分布最广的物种，其分别分布在14 座江心岛上(图2)，这些江心岛分布在广州市珠江水系的5个流域中；其次是薇甘菊、马缨丹和南美蟛蜞菊，其分别分布在7座、7座和6座江心岛上，有马缨丹和南美蟛蜞菊生长的江心岛也分布在广州市珠江水系的5 个流域中，有薇甘菊生长的江心岛则分布在除流溪河以外的4 个流域中；其他22 种入侵物种分布的江心岛数量都小于6座，其中，钻叶紫菀等13种入侵物种仅生长在1座江心岛上。

图2 27种入侵植物物种在22座江心岛上的分布图Fig.2 Distribution map of 27 invasive plant species on 22 islands

东江流域的泊鹤洲上的入侵植物物种数量(11 种)最多，其次是南航道的屎船沙(10 种)，再其次是流溪河流域的无名岛1(7 种)、无名岛4(6 种)和南航道的大虎岛(6 种)。鲇鱼洲、糖家墩、海心岗上都只有光荚含羞草1种入侵物种生长，而龙门沙上没有入侵物种。

流溪河流域的糖家墩、鲶鱼洲以及前航道和后航道流域的海心岗的面积都很小，岛上的环境都很简单，都生长着以土著物种为优势物种的高覆盖度植物群落。例如，糖家墩上生长着以朴树(Celtis sinensis)为主的郁闭乔木群落，鲶鱼洲的植物以竹亚科(Bambusoideae)物种为主，这些物种能减少入侵物种定植和扩散的几率。龙门沙岛仍处于形成过程中，整个岛的地势比较低洼，下垫面以泥滩为主，在丰水期时，泥滩会被完全淹没，由于龙门沙处于宽阔江面的中间，周边水流的速度较快，环境一直在剧烈变化，使得凤眼蓝和大薸等水生入侵植物也难以在此生长。

2.3 入侵物种的危害和等级

在27 种入侵物种中，白花鬼针草、南美蟛蜞菊、薇甘菊和光荚含羞草都在其所分布的江心岛上展现出较强的入侵性，这4种物种已经在其所分布的江心岛上形成了多处面积大于10 m2的单优势物种群落。光荚含羞草在屎船沙上的入侵面积最大，部分单优势物种群落的面积接近1 hm2。薇甘菊除了形成单优势物种群落以外，还大面积地覆盖在附近的乔木和灌木植株上，部分被覆盖的乔木和灌木植株已经枯萎或者死亡。尽管2 种攀爬草本植物五爪金龙和原野菟丝子在少数江心岛上分布，但是由于其具有攀援和缠绕的生长特性，也对乔木和灌木产生了入侵危害，其大面积地覆盖乔木和灌木植株，导致部分乔木和灌木死亡。其他21 种入侵物种都是伴生物种，还未形成单优势物种群落，还未造成入侵危害。

在27 种入侵物种中，白花鬼针草、南美蟛蜞菊、薇甘菊、光荚含羞草、五爪金龙和原野菟丝子属于恶性入侵物种；霍香蓟、凤眼蓝和马缨丹属于严重入侵物种；飞机草、水茄、大薸、金腰箭和毛草龙属于局部入侵物种；钻叶紫菀、银合欢、青葙、一点红、夜香牛、含羞草、刺苋、薏苡、黄花稔、香附子、垂序商陆、银胶菊和田菁属于一般入侵物种。

由于白花鬼针草、南美蟛蜞菊、薇甘菊、光荚含羞草、五爪金龙和原野菟丝子具有速生和速长的特性，其一旦入侵江心岛，就很难控制，会严重危害入侵江心岛生态系统的健康发育[12,17-20]。在《中国外来入侵植物名录》[12]中，这6种入侵物种都被列为恶性入侵物种，而白花鬼针草、薇甘菊、光荚含羞草和五爪金龙也被列入中国外来入侵物种名单中[21-22]。在广州市珠江水系的具有独特地理环境的江心岛中，这6种入侵物种已经对其所分布的江心岛上的植物造成了入侵危害，而且在21 座江心岛上都至少有其中1种物种分布，在泊鹤洲和屎船沙等江心岛上生长其中的4种物种，因此，将这6 种入侵物种确定为恶性入侵物种。这6 种入侵物种是21座江心岛生态保护中需要优先清除和控制的入侵物种。

在《广州入侵植物》[9]中，虽然霍香蓟、凤眼蓝和马缨丹都被确定为恶性入侵物种，凤眼蓝还被列入中国外来入侵物种名单，但是它们在江心岛上的分布面积并不大，都未形成单优势物种群落，还未造成严重的入侵危害。鉴于霍香蓟、凤眼蓝和马缨丹在广州市其他区域已经造成的入侵危害，如果不加以防范，有可能也会在江心岛上泛滥成灾，因此，将它们确定为江心岛的严重入侵物种，属于江心岛生态保护中需要注意的入侵物种。

飞机草、水茄、大薸、金腰箭和毛草龙只入侵了个别江心岛，比严重入侵物种的分布范围小，整体更易于处理和管控。但是，这些入侵物种在其他地区造成了严重危害。在《广州入侵植物》[9]中，飞机草、水茄、大薸和金腰箭被确定为恶性入侵物种，毛草龙被确定为严重入侵物种。因此，在江心岛生态保护中也需要提高警惕，注意防范这5种入侵物种。

钻叶紫菀等13种一般入侵物种在江心岛上出现的频率较低，并未观察到它们与周围的植物形成明显的竞争关系，对环境未造成明显的影响。

3 讨 论

江心岛上的入侵植物物种以草本植物为主，与适应能力较低的乔木、灌木和藤本植物相比，草本植物是具有较强传播和适应能力的进化类群[17-18]。入侵植物在进入新环境的初始阶段，个体数量往往较少，并且需要面临高强度的人类活动干扰，而草本植物的生命周期普遍较短，生命力更加顽强，特别是一年生草本植物的幼苗能够快速生长，而且开花多、结果时间长、种子小而量大和易传播，这些特点使入侵物种在与土著物种的竞争中具有明显优势[17,19]。此外，广州市江心岛入侵植物物种的果实以瘦果、蒴果、荚果和浆果为主，其中瘦果蒴果和荚果都属于干果，更易通过风和水流传播，跨越地理障碍的能力更强。例如，这些入侵物种的果实能跨越江心岛与陆地之间的水面阻隔，有利于其传播[20]。

在广州市的江心岛上，白花鬼针草、光荚含羞草、南美蟛蜞菊、马缨丹和薇甘菊等入侵物种的数量较多，这些物种都具有非常强的繁殖和扩散能力。其中，分布最广的白花鬼针草具有自交亲和、结实率高、结实量大、种子萌发率高和快速萌发等特性，其种子带有倒刺，极易被其所接触的动物或者人类携带[23]。薇甘菊和南美蟛蜞菊具有非常强大的营养繁殖能力，遇到适宜的环境，其断枝即可扎根、生长出新的植株[9]，所以它们成为广州市分布面积最大、危害最严重的入侵物种[10]。在实地走访中发现，在所调查的5条河流的河岸带及其附近荒废的农林区，白花鬼针草、光荚含羞草、南美蟛蜞菊、马缨丹和薇甘菊形成的单优势物种群落随处可见，这些植物群落与江心岛的距离已经非常接近。虽然江心岛与陆地有水面相隔，但借助风、水流和登岛人群等的传播，这些入侵物种的繁殖体极易从河岸带扩散到江心岛上。

人类活动是促进外来植物入侵江心岛的主要因素。东江流域的泊鹤洲和南航道的屎船沙和大虎岛、流溪河流域的无名岛4和无名岛1等是入侵植物物种数量较多的江心岛，这些江心岛具有以下两方面的共同特点。一方面，流域内面积较大的江心岛的环境复杂，可以开发利用的潜力大。另一方面，这些江心岛离岸较近，周边居民登岛较为方便。例如，泊鹤洲位于广州市增城区广园大桥下，被广园大桥分割为东、西两部分，有天桥连接江岸。调查中发现，许多居民上岛游玩，而且岛上有小规模的水产养殖和果树种植等生产活动。屎船沙地处广州市南沙区与中山市交汇处的洪奇沥水道中，该岛南岸有经过人工修整的登岛码头。无名岛4位于流溪河湿地公园东侧，与该湿地公园的直线距离为700 m，枯水期时，居民或者游客可以徒步登岛。野外踏查发现，在这些江心岛的平坦区域或者岸边，入侵物种的分布数量较多，而在山体处则较少，而且在多种入侵物种的单优势物种群落边缘区域，还有木瓜等零星的农作物生长，表明这些区域曾经有农业活动。进一步对两岸居民调查走访发现，20 世纪80 年代以前，许多江心岛所在区域以农业为主。因此，很多江心岛上比较平坦的土地被当地居民开发为农田、林地和鱼塘等。例如，入侵植物物种数量最多的泊鹤洲，岛上原有的自然生态系统已经被破坏。随着广州市的经济和城市化的快速发展，江心岛两岸区域大部分居民已经不再以农业为生，岛上原来开垦的农田和鱼塘等逐渐被撂荒，这些土地正是白花鬼针草、南美蟛蜞菊和薇甘菊等恶性入侵物种最容易占领的区域[10]。因此，人类活动是外来植物入侵江心岛的主要影响因素。

在广州市的江心岛上，入侵植物主要是通过危害土著物种而对水鸟栖息地产生不利影响。处于广州市繁华区域的江心岛，例如，前航道、后航道、增江干流、东江干流中的江心岛，有相对封闭和安静的环境，江心岛上的乔木和灌木群落是鹭科等水鸟的栖息场所，而薇甘菊和五爪金龙等攀援植物覆盖乔木和灌木，导致这些树木死亡，会使水鸟的栖息环境丧失。白花鬼针草和南美蟛蜞菊等形成的单优势物种群落及其在江心岛上的不断扩张，将导致草本植物群落多样性水平降低，并改变土壤性质。研究发现，南美蟛蜞菊入侵可以导致土壤养分含量和微生物群落结构的改变[24]，从而有利于其生长和进一步扩张。因此，若不加以控制，入侵植物有可能会遍布整个江心岛，使得江心岛的水鸟栖息地等功能丧失。

一般采用人工与机械清除、化学防治和生物与生态防治方法[25]，防控和治理入侵植物。其中，人工清除和生物与生态防治方法比较适宜于治理江心岛上的入侵物种。由于化学防治方法涉及到施用化学除草剂，残留的除草剂能污染河流等水体[26]，因此，不建议采用化学防治方法清除江心岛上的入侵植物。因为入侵植物在江心岛上的分布面积都相对不大，故采用人工清除入侵物种的方法具有可行性，但是，需要注意的是，清除后的入侵物种的植株残体要及时和妥善处理，否则可能成为新的传播源，进一步加速入侵植物的扩散。

4 结 论

在广州市未经市政开发的22 座江心岛上，共记录11科26属27种入侵植物，以草本植物和陆生植物为主，其中菊科物种最多。

白花鬼针草和光荚含羞草分布最广，其次是薇甘菊、马缨丹和南美蟛蜞菊。东江流域的泊鹤洲上的入侵植物物种最多，其次为南航道的屎船沙。

白花鬼针草、南美蟛蜞菊、薇甘菊、光荚含羞草、五爪金龙和原野菟丝子为江心岛上的恶性入侵物种，建议在江心岛生态保护中被优先清除。人类的农业开发活动和农田撂荒等是导致外来植物入侵江心岛的主要原因。