遭遇生物入侵

《新知客》9月刊報(bào)道 鐮刀劃過弧線，高揚(yáng)砍下一小束互花米草丟在東灘的灘涂上。她抬起頭，看不出這10平方千米，相當(dāng)于1400個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)面積的互花米草有任何減少。

20世紀(jì)90年代以前，在上海崇明島最東端的60多萬平方千米內(nèi)，還找不到一株這種名字拗口的外來入侵植物。現(xiàn)在它卻以每年2平方千米的速度，瘋狂圈占著東灘的濕地。

反客為主的“洋草”

圖：濕地保護(hù)區(qū)已經(jīng)建立，但崇明東灘的蘆葦每年冬

圖：東灘濕地是各種候鳥的歇腳地，圖中的彎嘴濱鷸就是過路的候鳥之一。

????高揚(yáng)和她丈夫唐龍，分別是中科院水土保持研究所、復(fù)旦大學(xué)生物多樣性科學(xué)研究所的在讀博士研究生，三年多來，他們?cè)谏虾３缑鳀|灘不斷重復(fù)這揮起、落下的割草動(dòng)作。唐龍說，他們所從事的探尋互花米草生態(tài)控制方法的工作，是一項(xiàng)國際公認(rèn)“困難又昂貴的事業(yè)”。

????在東灘，投入巨大而成果無幾的研究者們也曾試圖猜想，如果一開始沒有互花米草的意外入侵，替代它占據(jù)東灘濕地植被面積1/4的，可能是什么景色？

????答案是：蘆葦蕩。相關(guān)生態(tài)學(xué)研究給出一套“崇明東灘植被群落自然演替過程”的基本模式：光灘裸地→莎草科植物群落→蘆葦群落。這意味著，蘆葦，這種常見于水畔的高大禾草將被自然確立為東灘的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種。

????但基于理論的假設(shè)無效。1995年，東灘的水鳥發(fā)現(xiàn)，棲息地生長著一種陌生的植物。它的地上部分高1~2米，看上去有點(diǎn)柔弱，但在看不見的地下，發(fā)達(dá)的根狀莖觸及著深達(dá)0.5~1米的土層。當(dāng)時(shí)的研究人員認(rèn)為，這些互花米草可能是從江蘇啟東等地隨水漂流而來。

????據(jù)曾在華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工作的李賀鵬博士介紹，互花米草的原產(chǎn)地是美國東南海岸，一次偶然，1979年12月，南京大學(xué)幾位教授赴美考察東海沿岸植被，將互花米草攜帶回國。其后的試驗(yàn)種植研究當(dāng)中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種一根一根生長致密的草可以減緩流速，阻擋風(fēng)浪。中國是侵蝕災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，70％左右的沙質(zhì)海岸線及幾乎所有開闊的淤泥質(zhì)岸線均存在海岸侵蝕，這種海岸線的后退和海灘的下蝕是海水動(dòng)力沖擊造成的。專家于是建議將互花米草用作護(hù)岸固堤的生態(tài)工程。天津、江蘇、福建、海南等地陸續(xù)從中受惠。

????于是，2000年，上海決定引種互花米草到東灘濕地，那時(shí)的擔(dān)心竟然是：這種被寄予厚望的小草能否活下來？

????阿利效應(yīng)(Allee effect)是物種生態(tài)學(xué)重要原理之一，任何外來入侵種都要經(jīng)過它的檢驗(yàn)。它指出，“當(dāng)種群密度低于某一閾值時(shí)，物種將會(huì)滅絕?！边@是因?yàn)榉N群密度過于稀疏時(shí)，種群個(gè)體將因難以找到配偶或因近親繁殖等因素導(dǎo)致出生率減小，死亡率增加。按理說入侵的互花米草無法繁殖，但檢驗(yàn)結(jié)果是：只9個(gè)月里，1個(gè)單株可以擴(kuò)散出222株。成功入侵。

????生態(tài)學(xué)原理失效了嗎？實(shí)際上，互花米草有兩種繁殖方式，它的無性繁殖類似大蒜，能靠地下鱗莖，即蒜瓣生出新的個(gè)體。阿利效應(yīng)只能解釋產(chǎn)生種子的有性繁殖，對(duì)形成分株的無性繁殖則沒有效果。因此，乍到東灘后，互花米草無性繁殖占優(yōu)勢(shì)，根狀莖、斷落植株等繁殖體的貢獻(xiàn)超過了種子。

????對(duì)海水的耐受力更使它快速適應(yīng)了東灘的環(huán)境，國外科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這緣于它很不簡單的結(jié)構(gòu)：“互花米草具有高度發(fā)達(dá)的通氣組織，為其根部提供足夠的氧氣，可以耐受每天12小時(shí)的浸泡”，“葉片上均具有泌鹽組織，能將組織中的鹽分排出植物體”，“根部具有顯著的離子排斥機(jī)制，以減少鈉離子的吸收”。

????2003年，距離互花米草被人為引入東灘僅僅3年，我國公布了第一批外來入侵物種名單，它作為唯一的海岸鹽沼植物名列其中，在十六種入侵物種當(dāng)中位居第六。而在當(dāng)年，沒有人預(yù)料到它會(huì)對(duì)東灘如此適應(yīng)，以至于改變了這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)原有的秩序。

????圖：互花米草正在侵占本地物種蘆葦和海三棱藨草的領(lǐng)地，一方面減少了鶴的食物，海三棱藨草的球莖，另一方面減少了泥螺和沙蠶賴以生存的光灘，使得以之為食的野鴨和大濱鷸漸漸失去這塊遷徙中的補(bǔ)給站。（該圖植物根系、鳥的大小并未按比例繪制。）

圖：小海蟹就是候鳥的美食。但是互花米草占領(lǐng)了灘涂之后，這一切都將不復(fù)存在。

????東灘，申城“最后的凈土”，遠(yuǎn)離成橋新城48千米、上海新城46千米，那里原始灘涂的樣貌似乎表明，它并不歡迎外人到來。但高揚(yáng)、唐龍卻客居在此。

????2006年12月，剛剛遷出城市的夫婦兩人發(fā)現(xiàn)，位于陸生生態(tài)系統(tǒng)、水生生態(tài)系統(tǒng)之間的這塊地域的確難以適應(yīng)。高揚(yáng)說，宿舍區(qū)入口黑板上的潮汐表每日更換。首先是因?yàn)?，不同的科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)潮位有不同的要求。但更重要的是出于安全考慮。

????落潮時(shí)，潮溝盡現(xiàn)。潮溝是在潮間帶上發(fā)育的一種地貌，由潮水沖刷而成的彎曲迂回的溝。有一次唐龍走過灘涂，被泥濘的潮溝困住，他只好放棄水靴拔出雙腿，一路赤著腳走回來。但因?yàn)檠芈份^高的鹽度和硬物而受傷，唐龍兩個(gè)星期不能野外工作。他說，曾有一位老教授為了救陷入潮溝的學(xué)生，死在這片灘涂上。

????盡管大多數(shù)城市居民無法像少數(shù)科研人員一樣，與東灘保持一份長期的、近距離的關(guān)系，但它作為“地球之腎”的生態(tài)服務(wù)功能卻將兩者密切相連。

????長江、東海交匯處這塊20多年前形成的年輕濕地，占到全球濕地面積的10%。長江從上游攜大約5億噸泥沙而來，一半留在了入?？?，因此，東灘正以每年100~150米的速度向海生長。東灘濕地能通過光合作用和呼吸作用與大氣交換二氧化碳和氧氣，消減溫室氣體；具有滲透和蓄水能力，將降水進(jìn)入江河的時(shí)間滯后，達(dá)到消洪目的；作為一個(gè)新陳代謝旺盛的生態(tài)系統(tǒng)，為水產(chǎn)、灘涂植物、底棲生物、濕地鳥類提供棲息地。

????但互花米草對(duì)這一切的平衡運(yùn)轉(zhuǎn)卻是個(gè)威脅。

????2005年7月，東灘正式升級(jí)為“崇明東灘國家級(jí)鳥類自然保護(hù)區(qū)”，東方白鸛、黑臉琵鷺、小白額雁、灰鶴、黑鸛、鴛鴦、野鴨等290余種留鳥或候鳥成為主角。遷徙季節(jié)，萬鳥齊飛，遮天蔽日。大濱鷸，全世界遷徙距離最長的鳥，從澳大利亞、新西蘭起飛，途經(jīng)6000多千米抵達(dá)東灘時(shí)，體重已不足離開時(shí)的一半。一個(gè)月的休整期后，它又要遠(yuǎn)赴5000千米外，北極圈附近的西伯利亞和阿拉斯加繁衍。李賀鵬對(duì)記者說，“互花米草近年迅速向光灘蔓延，光灘面積正在縮小。”大濱鷸可能因此失去在東灘的旅行中繼站，無處歇腳。

????另一種國家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物白頭鶴，每年來東灘越冬的數(shù)目有100多只。它們只在海三棱 草群落中覓食地下球莖和根莖海三棱草是中國土著種，與互花米草存在物種競(jìng)爭，但對(duì)于鹽、堿和淹水的耐受性，都不敵這個(gè)入侵種。

????原本有希望成為優(yōu)勢(shì)種的蘆葦也一樣，雖然它在鹽度低于5%的生境下比互花米草具有競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，但在東灘的情況截然相反。而且，李賀鵬分析，“在潮灘高程分布上，海三棱草在1.8米以下不能生長，蘆葦?shù)母叱滔孪奘?.6米，兩者與互花米草的最適生長高程有重疊。”結(jié)果將是，蘆葦?shù)姆N群數(shù)量減少，海三棱草甚至可能被互花米草完全取代。

????有研究者還發(fā)現(xiàn)，過密的互花米草很可能會(huì)抑制底棲動(dòng)物的生長。而沙蠶、泥螺、勾蝦、蚓蟲??這些泥地中涌現(xiàn)出的生命剛好是雜食性魚類的優(yōu)良天然餌料，它們數(shù)量在減少等于斷掉了魚類的一部分食物來源，影響將由食物鏈傳遞給鳥類。

????被榨干的東灘

????其實(shí)在互花米草為害之前，東灘自然狀態(tài)下的生態(tài)環(huán)境已被人為改變。

????20世紀(jì)60年代，上海崇明本地人意識(shí)到，長江口泥沙淤積，其實(shí)使東灘成為一個(gè)不斷漲大的土地資源。從此，圍海造地開始大肆展開。人們相信，有荷蘭的成功案例在先，圍墾代表著新的生存空間和更好的就業(yè)機(jī)會(huì)。

????近50年來，大的圍墾共有4次，小規(guī)模的不可計(jì)數(shù)，目前累積 .墾面積已接近120平方千米。去東灘實(shí)地可以看到，海堤向外推進(jìn)了10多千米，呈現(xiàn)在“崇明東灘1987~2002年圍墾面積示意圖”上，則是一組越來越趨近崇明島東岸的“右括號(hào)”。在短短5年間，崇明東灘失去了75.78%的灘涂濕地。

????經(jīng)過1990年、1992年和1998年的三次圍墾，海三棱草的地下球莖多被淤積所深埋，嚴(yán)重干擾了鳥類覓食，之后，鴨類數(shù)量下降，小天鵝幾乎全群覆滅，白枕鶴已很少出現(xiàn)。但可見的收益遮蔽了盲目圍墾的負(fù)面影響。

????除了圍墾，漁民還在以灘涂作業(yè)的方式向剩下的、未被改造的灘涂索要更多利益。灘涂作業(yè)與東灘多種鳥類的活動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)時(shí)空沖突：捕鰻苗、收割蘆葦和冬候鳥的停留季節(jié)重疊，捕撈海瓜子、捕摸黃泥螺、放牧和夏候鳥的停留季節(jié)重疊，而膽小的水鳥會(huì)被灘涂作業(yè)下的鼎沸人聲嚇跑。

????為了從灘涂上獲得一點(diǎn)利潤，將以驅(qū)走珍稀水鳥，改變生態(tài)做代價(jià)。這是否值得？在2005年，復(fù)旦大學(xué)對(duì)崇明東灘及周邊社區(qū)做過一項(xiàng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，那些從事灘涂作業(yè)的漁民，在家庭收入上卻不依賴于此！調(diào)查報(bào)告里提到，“崇明本地的灘涂作業(yè)者只占少數(shù)，且?guī)缀跞渴?0歲以上的老漁民，子女已成年，有其它經(jīng)濟(jì)收入；大多數(shù)來自外地的漁民，家中有農(nóng)田，生活也可以保障?！闭{(diào)研人員還建議，漁民其實(shí)可以考慮第三產(chǎn)業(yè)，比如培育觀鳥。因?yàn)橛^鳥利用的是非消耗性再生資源，依賴于濕地及其生態(tài)系統(tǒng)，而不是破壞。

????如果將崇明東灘所創(chuàng)造的生態(tài)服務(wù)價(jià)值考慮進(jìn)來，會(huì)有說服力。僅2000年，這個(gè)數(shù)字達(dá)到了9.95億元人民幣，與此相比，灘涂作業(yè)創(chuàng)造的產(chǎn)值微乎其微。

????制伏互花米草

????在互花米草入侵東灘并開始野蠻生長以后，當(dāng)?shù)厝税l(fā)現(xiàn)，植物對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性的破壞不遜于人。而且，對(duì)植物，沒有道理、建議可言。

????被互花米草入侵的中國地區(qū)不僅上海東灘一個(gè)。廣東、福建、浙江、江蘇和山東等沿海地區(qū)紛紛“告?！?。但李賀鵬提醒，“對(duì)互花米草的利與弊應(yīng)當(dāng)公正地看待，對(duì)于互花米草的處理要因地制宜，在不同地區(qū)，要根據(jù)其特點(diǎn)相應(yīng)地采取不同的處理”。

????防風(fēng)固堤的能力曾經(jīng)為互花米草贏得了“生態(tài)系統(tǒng)工程師”的美譽(yù)。根據(jù)國家海洋局對(duì)東海沿岸有塊石護(hù)坡的土質(zhì)堤壩的觀察結(jié)論：9005號(hào)臺(tái)風(fēng)登陸甌江時(shí)，高程7.12米的永強(qiáng)海堤由于無互花米草保護(hù)，被風(fēng)浪越過沖垮。但同樣高程、堤前有20米~30米寬互花米草保護(hù)的沙中鎮(zhèn)海堤的破壞程度較小，僅防波墻被沖毀。

????“對(duì)于岸坡不穩(wěn)定、正在遭受侵蝕以及經(jīng)常受到臺(tái)風(fēng)侵襲的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)保留該植物，或者說能有更好的植物發(fā)揮保護(hù)海岸作用的話，才可以去除該植物?！崩钯R鵬解釋。一些重點(diǎn)區(qū)域，比如長江口這樣以保護(hù)生物多樣性、保護(hù)鳥類為主的地區(qū)，應(yīng)該根除。

????但根除互花米草絕非易事，高揚(yáng)和唐龍?jiān)囘^了圍堤、刈割、火燒、施化學(xué)除草劑、曬地、水淹、移栽蘆葦，但徹底的解決方案仍不肯露面。一方面，只刈割的話，殘留在地下的根狀莖不久又會(huì)重新長出幼苗，另一方面，雖然長時(shí)間浸泡能使互花米草因缺氧而死亡，但這種方法也會(huì)導(dǎo)致其他生物死亡，而且只能在潮水可以到達(dá)的區(qū)域使用。

????“刈割＋水位調(diào)控”是一個(gè)折中的辦法。這完全是唐龍的一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)，他有一天路過積水區(qū)域時(shí)，看到里面被割掉的互花米草竟然不會(huì)再次生長，于是產(chǎn)生靈感。他們的研究目前就停在這一步。國際上也認(rèn)為，讓互花米草大面積退出東灘濕地還尚待時(shí)日。