豫南大别山区外来入侵和归化植物分析

Analysis on the alien invasive and naturalized plants in the Dabie Mountains of southern Henan Province

摘要

为了解豫南大别山区外来植物分布现状，通过野外调查及相关文献资料和中国数字植物标本馆（CVH）馆藏标本的查阅，获取豫南大别山地区外来植物的结构组成、原产地、生活型和分布格局等信息。结果表明：豫南大别山区外来种共156种，其中，外来入侵和归化植物24科62属98种，有待观察类24科42属58种，新发现河南省外来入侵种19种。豫南大别山区外来入侵和归化植物以菊科（Asteraceae，22.45%）、苋科（Amaranthaceae，10.2%）、禾本科（Poaceae，8.16%）植物为主。其中，草本植物最多，有95种（占总数的96.9%）。原产美洲的最多，有67种（占68.4%）。信阳市区（浉河区和平桥区）外来入侵和归化植物有92种，是外来植物种类最多的地区，与其他8县共有的外来入侵和归化植物种类也最多。

Abstract

In order to investigate the distribution status of alien plants in the Dabie Mountains of southern Henan province， the data on structural composition， origin， life form， and distribution patterns were collected through field surveys， literature reviews， and examination of specimens from the Chinese Virtual Herbarium （CVH）. A total of 156 alien taxa were recorded in the region. Among these， 98 species （belonging to 62 genera in 24 families） were classified as invasive and naturalized plants， while 58 species （from 42 genera in 24 families） were designated as species requiring further observation. In addition， 19 alien invasive species were newly recorded in Henan Province. The invasive and naturalized alien taxa were predominantly represented by species from the families Asteraceae （22.45%）， Amaranthaceae （10.2%） and Poaceae （8.16%）. Herbaceous plants constituted the majority （95 species， 96.9% of the total）， and species originating from the Americas were the most common （67 species， 68.4%）. In Xinyang City（Shihe，Pingqiao district）， a total of 92 invasive and naturalized alien plant species were recorded， representing the highest number among all regions and sharing the greatest number of species with the other eight counties.

Graphical abstract

关键词

外来入侵植物 / 生物安全 / 归化植物 / 过渡带 / 豫南 / 大别山区

Key words

alien invasive plant / biosafety / naturalized plant / transition area / southern Henan Province / Dabie Mountains

0 引言

随着全球经济一体化和国际贸易的飞速发展，我国生物入侵形势愈发严峻^［1-2］。最新研究表明，我国外来入侵物种已有660余种，其中，外来入侵植物461种，严重威胁国民经济和生态安全^［3］。

河南省是一个生态环境脆弱和生物灾害频繁的农业大省，外来入侵生物对河南省农业生产安全、生态安全、社会安定和经济贸易发展构成了严重的威胁。豫南大别山区处于亚热带与暖温带过渡带，紧邻湖北省和安徽省，是河南省的南大门。该区域入侵植物的疫情突发和频发，是河南省外来种入侵的重灾区^［4］。蔓柳穿鱼（Cymbalaria muralis）最早在河南省鸡公山引种栽培作吊盆观赏，现在河南信阳地区广泛逸生^［5］；通奶草（Euphorbia hypericifolia）、剑叶金鸡菊（Coreopsis lanceolata）、野茼蒿（Crassocephalum crepidioides）^［6］、北美车前（Plantago virginica）^［7］、苏门白酒草（Erigeron sumatrensis）^［8］和卵叶异檐花（Triodanis perfoliate subsp. biflora）^［9］等首次报道入侵豫南大别山区。也有研究表明，外来入侵植物种类在鸡公山国家级自然保护区里呈持续增长趋势^［10］。当前，豫南大别山区外来植物入侵风险不断加剧，建立翔实的外来植物本底资料不仅是实现精准防控的关键前提，更是当前亟待解决的首要问题。

外来物种入侵本质上是一个有序的生态学过程，包括传入、定殖、潜伏时滞、扩散和暴发等阶段^［11］。其中，外来物种在入侵地的扩散是其造成危害的关键^［12］。而控制入侵物种的关键在于建立早期预警机制，加强疫区源头管控，在其大面积扩散之前进行根除^［13］。豫南大别山区地处亚热带和暖温带分界线，也是一些国家重点管理外来入侵植物扩散的最南界或最北界。加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）于20世纪30年代在上海被发现，后来扩散到安徽省、湖南省、湖北省、福建省、贵州省、云南省、江苏省和河南省^［14］；大薸（Pistia stratiotes）最初引入到我国珠江三角洲，后逐渐扩散到长江流域。目前，湖南、湖北、四川、福建、江苏、浙江和安徽等省均有分布，而信阳地区为高风险区域^［15］；水葫芦（Pontederia crassipes）1901年被作为观赏花卉引入我国台湾，后因其强大的繁殖能力，开始在全国作为畜禽饲料推广，广泛分布于中国黄河以南地区，尤以东南和西南各省最为严重，而信阳地区为其在长江以北的严重威胁区^［16］。2000年，研究团队在河南省新县首次发现豚草（Ambrosia artemisiifolia）向北蔓延至罗山县和光山县，并建立了大面积的单优群落^［17］；虽然黄顶菊（Flaveria bidentis）已从河北向南扩散至河南省安阳市、鹤壁市、濮阳市、新乡市、郑州市、开封市和三门峡市等地，但尚未达到其最大潜在分布范围，豫南大别山区是黄顶菊向南扩散的潜在分布区^［18］。

总之，结合豫南大别山区特殊的地理位置，在全面掌握豫南大别山区外来植物种类及数量的基础上，针对该区域作为入侵末端开展精准防控工作，将为全省乃至全国的生物多样性保护和生态屏障建设提供坚实的科学依据和实践支撑。

1 研究区概况

豫南大别山区包括信阳市区（浉河区和平桥区）、潢川县、光山县、息县、新县、罗山县、商城县、淮滨县和固始县。该区是华夏文明的发祥地之一，有着丰富的资源和优越的生态环境。信阳地区位于河南省最南部，东连安徽，南临湖北，地处鄂、豫、皖三省交界处，地势南高北低，西部和南部是由桐柏山、大别山构成的豫南山地，中部为丘陵岗地，北部为黄淮平原和洼地，属于亚热带向暖温带过渡地区，季风气候明显。

2 研究方法

对豫南大别山区外来入侵植物进行20多年不间断的调查，获取了该区外来入侵植物的时空分布与发生数据，包括其地点、经度、纬度、海拔、地形部位、坡向、坡度和危害性等。尤其在2022—2023年，依据外来入侵植物的生物学和生态学特性，在其花果期开展了全面普查。以乡镇为单元，沿着信阳各区县的主要交通干线（国道、省道、县道、乡道）进行踏查，在外来入侵植物发生的重点区域设立标准大样地，每个样地不少于5个样方（1 m×1 m），采集标本，记录相关信息并拍摄照片。

此外，参考《中国外来入侵植物志》^［19-23］和《河南植物志》^［24-27］，查阅并整理中国数字植物标本馆外来入侵植物的馆藏标本及相关文献资料^{［4-10，17，28-29］}，根据豫南大别山区外来植物的实际生长分布情况，从利用价值、分布范围、生长情况和生态影响等方面，对外来种进行了划分。

（1）有待观察类：具有观赏、药用和食用等价值，种植在居民建筑物附近、温室或苗圃中，或者引入的花卉市场，其生长和繁殖需要人为管理，尚未离开栽培地进行自行繁殖，未对生态环境造成影响的外来植物。

（2）归化种：没有或具有一定的利用价值，经有意或无意引进，能够逃逸栽培地在野外自行繁殖，自主完成生长、繁殖和扩散过程，但野外分布范围和个体数量都相对较少，虽然目前没有对生态环境造成影响，但具有潜在入侵生态系统能力的外来植物。

（3）入侵种：没有或具有潜在的利用价值，在人为可控制区域和野外自然环境下大量分布，常形成高密度的单优群落，具有很强的生长、繁殖和扩散能力，已经对本地的生态系统造成危害，并具有向其他适生区域扩散能力的外来植物。

3 结果与分析

经过对豫南大别山区2022—2023年的全面普查，共设立调查点156个，利用ArcMap10.3绘图（图1）。

3.1 外来入侵及归化植物种类组成

豫南大别山区共记录外来入侵植物22科44属60种，归化植物14科28属38种，有待观察类24科42属58种（见中国知网增强出版附件1和本刊网站）。外来入侵及归化植物中，菊科（Asteraceae）植物最多，有22种，占比22.45%。其次为苋科（Amaranthaceae，10种）、禾本科（Poaceae，8种）、大戟科（Euphorbiaceae，7种）、旋花科（Convolvulaceae，7种）、茄科（Solanaceae，7种）和车前科（Plantaginaceae，7种）。这7科植物种类达68种，占豫南大别山区外来入侵及归化植物种类的69.39%。

国家重点管控外来入侵植物有藿香蓟（Ageratum conyzoides）、空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）、刺苋（Amaranthus spinosus）、豚草、落葵薯（Anredera cordifolia）、野燕麦（Avena fatua）、三叶鬼针草（Bidens pilosa）、凤眼蓝、小蓬草（Erigeron canadensis）、苏门白酒草、马缨丹（Lantana camara）、毒莴苣（Lactuca serriola）、垂序商陆（Phytolacca americana）、加拿大一枝黄花和石茅（Sorghum halepense），共计15种。

河南省首次记录刺果毛茛（Ranunculus muricatus）、紫斑大戟（Euphorbia hyssopifolia）、大地锦草（E.nutans）、匍匐大戟（E.prostrata）、匍根大戟（E.serpens）、刺黄花棯（Sida spinosa）、毯粟草（Mollugo verticillata）、原野菟丝子（Cuscuta campestris）、橙红茑萝（Ipomoea coccinea）、变色牵牛（I.indica）、瘤梗番薯（I.lacunosa）、喀西茄（Solanum aculeatissimum）、少花龙葵（S.americanum）、常春藤婆婆纳（Veronica hederifolia）、穿叶异檐花（Triodanis perfoliata）、欧洲千里光（Senecio vulgaris）、匙叶合冠鼠曲（Gamochaeta pensylvanica）、南美天胡荽（Hydrocotyle verticillata）和细叶旱芹（Cyclospermum leptophyllum），共计19种新入侵豫南大别山区的外来植物。

3.2 外来物种组成分析

各区县的入侵和归化植物的种类和数量稍有不同（表1）。其中，信阳市区（浉河区和平桥区）分布最多，有92种（归化种32种，下同）；其次是光山县73种（20）、新县66种（17）、固始县61种（17）、罗山县58种（14）、商城县58种（13）、潢川县53种（13）、息县53种（12）和淮滨县51种（11）。各区县间的相似系数皆大于0.5，即各区县间至少有一半以上的入侵植物相同，信阳市区（浉河区和平桥区）和光山县共有物种最多，相似系数为0.737，其次是信阳市区（浉河区和平桥区）与新县。

各市县共有的外来入侵植物有16科30属39种，以菊科（12种）最多，其次是苋科（5种）和禾本科（4种），其他科较少，分别是十字花科（Brassicaceae，2）、旋花科（2）、柳叶菜科（Onagraceae，2）、豆科（Fabaceae，2）、车前科（2）、伞形科（Apiaceae，1）、商陆科（Phytolaccaceae，1）、大戟科（1）、槐叶蘋科（Salviniaceae，1）、牻牛儿苗科（Geraniaceae，1）、石竹科（Caryophyllaceae，1）、茄科（1）和锦葵科（Malvaceae，1）。这些物种分布范围广，往往容易大范围暴发并蔓延危害到周边区域，是重点防控对象。区域共有的归化植物有10种，分别是婆婆纳（Veronica polita）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、硬直黑麦草（Lolium rigidum）、长春花（Catharanthus roseus）、香丝草（Erigeron bonariensis）、珊瑚樱（Solanum pseudocapsicum）、无瓣繁缕（Stellaria pallida）、苋（Amaranthus tricolor）和变色牵牛（Ipomoea indica）。

3.3 生活型及原产地分析

对豫南大别山区外来入侵及归化植物进行生活型与原产地的综合统计分析，结果显示该区域的外来植物主要分为乔木、灌木和草本等3类，其中草本植物占绝大多数，共95种（占96.94%），灌木和乔木分别仅有2种（占2.04%）和1种（占1.02%）。

在原产地统计中，若某植物同时来源于两个以上洲，则对各个洲均计入统计^［30］。结果表明，该区域外来植物的主要来源为美洲，共67种（占68.37%）；其次来自非洲、亚洲和欧洲的分别为13种、20种和23种，而大洋洲来源的最少，仅有2种（占2.04%）。

4 讨论

4.1 豫南大别山区外来植物入侵格局特征

豫南大别山区外来入侵植物种类丰富，明显高于河南省其他地区。该区域的外来入侵植物以草本植物为主，且原产地主要来自美洲，其中菊科、苋科和禾本科植物占据绝对优势。这一组成结构与我国大部分外来入侵植物的分布基本一致，再次证明美洲已成为全国外来入侵植物的首要发源地^［31-32］。此外，信阳市区（浉河区和平桥区）是豫南大别山区入侵植物最多的地区，其次是光山县和新县，这3个地区之间的入侵种相似度极高，本次调查新发现的入侵植物也基本集中分布在这3个地区，说明入侵种在该区域内的传播扩散十分频繁。例如，豚草自2019年在光山县、新县和罗山县首次被记录后，现已扩散至信阳市区（浉河区和平桥区）。本次调查新发现的大地锦草在光山县和信阳市区（浉河区和平桥区）均有分布。基于上述分布格局，建议未来进一步加强系统监测和跨区域联防联控，以有效防控外来植物的扩散，并降低其对区域生态系统和农业生产的潜在威胁。

根据林秦文等^［33］的研究，湖北省的外来植物总数达973种，其中入侵和归化种占273种；而安徽省的外来植物则为199种，其中入侵及归化种占74种。在豫南大别山区的调查中，共记录了98种入侵及归化植物，其中约有一半的物种与湖北省和安徽省的外来种相同，表明这两个省份是该区域外来植物的直接来源。此外，尽管黄菖蒲（Iris pseudacorus）、长春花和苜蓿（Medicago sativa）等外来种在豫南大别山区主要作为观赏花卉存在，但在湖北省和安徽省已发展为入侵种，因此，此类外来种也应作为防控重点。橙红茑萝在信阳市区（浉河区和平桥区）已形成入侵，其在湖北省和安徽省同样被归类为入侵种，防控措施应优先部署以阻止其向北扩散。另外，长芒苋（Amaranthus palmeri）和黄顶菊（Flaveria bidentis）等外来种虽已在河南北部形成入侵，但目前尚未在豫南大别山区发现，故也应列为预防重点加以关注。

4.2 与已有调查结果的比较

笔者发现的苦苣菜（Sonchus oleraceus）、鳢肠（Eclipta prostrata）、荠（Capsella bursa‐pastoris）、弯曲碎米荠（Cardamine flexuosa）、鹅肠菜（Stellaria aquatica）和青葙（Celosia argentea）等，被《中国外来入侵植物志》记录为本地种。小酸模（Rumex acetosella）是外来种还是本地种，目前没有确切的定论^［34］。王磊等^［10］记载的小苜蓿（Medicago minima）、牛筋草（Eleusine indica）和泽漆（Euphorbia helioscopia）为本地种，牛膝菊（Galinsoga parviflora）、梯牧草（Phleum pratense）和洋金花（Datura metel）等可能是错误鉴定^［35-36］，本研究均未收录。毯粟草（Mollugo verticillata）并未被《中国外来入侵植物志》收录。然而，鲁德全^［37］在进行中国粟米草属植物校订时，认为该种原产热带美洲。笔者调查发现该种常分布于路边荒地、沙石地，甚至一些果园、农耕地旁，与其他外来入侵植物分布生境相似，故支持鲁德全的观点。

也有一些文献或标本记载的外来种入侵豫南大别山区，但这些外来种能否在该区自然繁殖生长仍有待考证。例如，笔者依据文献或标本准确的定位信息，并未找到田野毛茛（Ranunculus arvensis）^［38］、歧缬草（Valerianella locusta）和大薸。其中，田野毛茛和歧缬草仅发生于一个苗圃地，发生面积小或在其种子成熟之前已经被防除。大薸的发生点在一条河的水里，极具不确定性。虽然毛曼陀罗（Datura innoxia）已入侵豫北形成单优群落，但笔者在豫南大别山区没有发现。

5 结束语

豫南大别山区紧邻湖北省和安徽省，而湖北省和安徽省作为与沿海地区相邻的省份，其入侵物种数明显高于内陆其他地区^［39］。因此，豫南大别山区极易成为湖北省和安徽省外来入侵种扩散的枢纽，本次调查也显示该区域外来植物种类与湖北省和安徽省相似度较高，应重点关注这两个省份的外来植物入侵现状，及早采取防控措施，以防患于未然。信阳市作为豫南大别山区入侵和归化植物种类最多的地区，同时也是豫南大别山区的经济中心和旅游胜地，亟须实施重点防控。建议以信阳市为中心，在豫南大别山区建立跨区域联防联控机制，特别加强对新近入侵物种以及国家重点管控外来入侵植物的定期普查和监测。

此外，霜毛婆罗门参（Tragopogon dubius）已入侵郑州市，并在湖北省被归类为入侵种，但其在豫南大别山区尚未发现，说明其扩散途径和模式仍需进一步研究。长春花和紫茉莉（Mirabilis jalapa）等观赏花卉在豫南大别山区广泛种植，极有可能在该区域演变为入侵种，需要长期的监测和观察考证。

基于以上发现，未来研究应重点探讨跨区域外来植物扩散机制，建立长期监测体系和联防联控机制，并加强公众科普宣传，以全面提升区域生态安全和生物多样性保护水平。

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基金资助

国家自然科学基金项目(31270236)

信阳生态研究院开放基金项目(2023XYMS05)