入侵植物互花米草防治：理念、技术与实践

入侵植物互花米草防治：理念、技术与实践

互花米草（Spartina alterniflora）是一种入侵中国的多年生禾本科草本植物，常见于潮间带和河口滩涂。其入侵对滨海湿地生态系统造成了严重破坏，2003年被原国家环境保护总局列入我国第一批外来入侵物种名单。本文总结了互花米草入侵的生态危害、防治理念、治理技术，并分析了我国互花米草防治现状，提出了未来防治工作的建议。

互花米草最大的正面效应可能是消浪护岸、促淤造陆，其负面效应（即生态危害）主要是对生物多样性和生境的威胁，总结为以下3个方面。

一、互花米草入侵的生态危害

（1）通过种间竞争，威胁本土原生植物

互花米草与部分盐沼植物和红树植物具有相同或相近的生态位，但互花米草在盐度较高的地方比本土植物拥有更强的竞争力，其入侵挤占红树林、海三棱藨草和盐地碱蓬等本土植物生存空间。

（2）形成“绿色沙漠”，降低潮间带生物多样性

互花米草密度高、根系发达，其分布区形成“绿色沙漠”，严重威胁大型底栖生物生存，改变潮间带食物网，使鸟类食源、栖息生境减少或丧失，导致潮间带生物多样性下降。

（3）形成“生物堤坝”，影响潮间带水文连通性

高大密集的互花米草在低中潮滩形成一道“生物堤坝”，影响海水交换过程，相当于自然的围填海，可堵塞潮沟，影响潮滩水文连通性，通过改变水盐状况等生境特征而影响本土物种。

二、互花米草防治理念

互花米草的生态影响因地而异，宜根据其生态危害大小，采用因地制宜的治理技术分区控制。本文提出了“生态危害评估—分区有效控制—监测预警”的防治理念（图1）：

①生态危害评估，包括对本土动植物及其生境的影响、对航道和泄洪的影响等，按照危害大小进行分区。

②分区有效控制，对生态危害大的区域，全面清除互花米草；对生态危害小的区域，及时有效控制互花米草，防止其继续扩散。

③监测预警，防范互花米草二次入侵，防止敏感的潜在互花米草分布区遭受入侵；若发现二次入侵或新入侵的互花米草，在幼苗期将其全面清除。

2.1 生态危害评估

从代表性和可行性角度考虑，建议调查评估互花米草入侵区域和本土生态系统中的植被、大型底栖动物及鸟类的差别（表1），并根据差别大小划分危害等级。

2.2 分区有效控制

根据互花米草生态危害等级评估结果，结合互花米草面积等因素，把互花米草划分为重点治理区、一般治理区、有效控制区3个等级，分区依据和防治目标见表2。

表2 互花米草防治分区

• “—”指不论面积大小，所有生态危害等级高的区域均列为重点治理区；** 100公顷是根据经验确定的阈值，可以根据实际情况调整

2.3 监测预警

监测区域应包括互花米草治理区及其邻近湿地。在治理工程完成后，需要建立巡查预防制度，防范二次入侵。借助无人机、气垫船等设备，每年进行巡查（重点在4—6月的幼苗期），一旦发现互花米草，将其及时清除。

三、互花米草治理技术

互花米草治理技术包括物理治理技术、化学治理技术、生物控制技术和综合治理技术。不同技术各有优缺点和适用性，治理效果也有较大差异，需因地制宜地采取不同治理技术（图2）。

图2 互花米草治理技术体系

3.1 物理治理技术

物理治理技术一般不会对环境和本土生物产生长期、不可逆的影响，治理完成后本土生物和生境一般可逐渐自然恢复。比较有效的物理治理技术包括人工清除、刈割和淹水等（表3）。物理治理技术在盐沼湿地和红树林湿地均可使用，多次实施的治理效果会更好。

3.2 化学治理技术

化学治理技术一般是施用除草剂灭杀互花米草。目前，常被用于治理互花米草的的除草剂包括高效盖草能（haloxyfop-R-methyl）、滩涂米草除控剂、草甘膦（glyphosate）、草铵膦（glufosinate ammonium）、咪唑烟酸（也称抗米净，imazapyr）等（表4）。高效盖草能对互花米草的治理效果最好，但其短期内对底栖动物有一定毒害。用药剂量和用药时间会影响化学治理效果。化学治理技术简单易行，可作为其他治理技术的有益补充，由于药剂可能对环境和本土生物产生负面影响，因此，在大面积应用前，应对其负面影响做全面、长期的评估。

3.3 生物控制技术

生物控制技术包括生物天敌控制技术和生物替代技术。

生物天敌控制技术，指利用寄主范围较为专一的植食性动物或病原微生物，通过直接取食或致病等方式控制有害植物。利用生物天敌控制互花米草的研究非常少，研究人员尝试用玉黍螺（Littoraria irrorata）、麦角菌（Ciavieps purpurea）和稻飞虱（Prokelisia marginata）控制互花米草，但效果均不佳。

生物替代技术，是用竞争力强的本地植物取代外来入侵植物的一种生态学防治技术。使用该类技术时一般需要先利用物理或化学方法清除互花米草，然后种植本土植被，以巩固治理效果并恢复本土生态系统（表5）。目前研究较多的是利用芦苇和红树植物对互花米草进行生物替代，研究证实芦苇无法成功替代互花米草，而速生红树植物有较好的替代效果。常用的红树植物包括秋茄（Kandelia obovata）、无瓣海桑（Sonneratia apetala）和海桑（Sonneratia caseolaris）等。无瓣海桑也是外来物种，且表现出了一定的入侵性，因此应慎用。生物替代技术在红树林地区表现出较好效果，但在盐沼地区效果不佳，未来应加强利用本土红树替代互花米草的技术研究和推广应用。

表5 控制互花米草的生物替代技术

3.4 综合治理技术

综合治理技术是指把不同治理技术配合使用，通常可以取得更好的治理效果，因此其研究与应用最为广泛。高效综合治理技术包括“刈割+淹水”“刈割+翻耕”和“刈割+遮荫”等（表6）。在盐沼湿地和红树林湿地，都可以采用综合治理技术控制互花米草。

四、我国互花米草防治现状

4.1 各沿海省份互花米草防治项目

2012年1月—2023年6月初，我国公开招标实施规模化互花米草防治相关项目188项，总投资约为23.81亿元。其中，治理类项目140个，投资总额为154289万元，治理恢复类即治理互花米草并恢复本地植被的项目20个，投资总额为77114万元。

上海市、福建省和广东省最早开始规模化互花米草治理，2020年开始，互花米草防治项目进入快速增长期（图3）。上海市、山东省、福建省和江苏省用于互花米草防治的资金远高于其他沿海省份（市），分别为12.24亿元、4.20亿元、3.31亿元和2.58亿元（图4）。

图3 我国互花米草防治项目数量

图4 我国互花米草防治项目年投资额度（万元）

4.2 互花米草治理成本

涉及互花米草治理成本的研究文献很少。美国华盛顿州用化学方法治理互花米草的成本约为124600元/千米海岸线（按7.12倍汇率换算）；南非的化学治理成本为55536元/公顷；我国黄河口的化学治理成本和“刈割+淹水”治理成本分别为7920和29325元/公顷。

规模化治理的成本高于文献报道。根据54个公开招标的治理项目，互花米草治理成本平均值为44370元/公顷，中位数为29700元/公顷（图5）。各地互花米草治理成本差异很大，可能与互花米草分布状况、环境差异和所用技术不同有关。

图5 我国互花米草治理成本

五、互花米草防治的对策与建议

5.1 防控结合，建立互花米草防治长效机制

互花米草防治长效机制包括预警监测和治理成果巩固。

①建立高分辨率卫星遥感、无人机航拍和现场踏勘等技术手段相结合的预警监测体系。在治理工程结束后，定期监测，及时发现并全面清除遗漏复生或二次入侵的互花米草。

②本土植被恢复和滩涂利用是巩固互花米草治理成果的有效手段。在适宜区域，可在互花米草治理后种植速生红树或开展滩涂底播养殖。

5.2 产学研结合，优化综合治理技术

虽然科研人员已研发出多种高效的综合治理技术，但这些技术多数是基于小区试验研究，在大规模治理互花米草时，可能遇到新问题。因此，应鼓励科研机构和企业共同实施互花米草治理工程，在实践中进一步优化现有治理技术，并有效保障技术落地，从而提高治理效率并降低治理成本。

5.3 加强机械设备研发，保障治理技术落地

复杂多变的地理环境给互花米草治理带来很大难度，专业机械设备的缺乏在很大程度上限制了治理技术的有效发挥。因此，需要根据互花米草治理技术特征、地理环境和地质条件等因素，研发专业机械设备，从而提高治理效率，降低治理成本。

5.4 加强治理效果与环境影响评估

任何一种互花米草治理方法都会对滨海湿地生态系统带来不同程度的扰动。在治理过程中，需定期监测评估治理效果及其影响，为实现对治理工程的全生命周期管理提供依据和指导。另外，可能还需要评估互花米草治理后海岸侵蚀、风暴潮等海洋灾害的发生概率或速率，以便为海岸带保护提供理论与技术支持。

本文原文刊载于《中国科学院院刊》2023年第12期专刊：科技助力“全面推进美丽中国建设”。