遭遇生物入侵

《新知客》9月刊報道 鐮刀劃過弧線，高揚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，相當于1400個標準足球場面積的互花米草有任何減少。

20世紀90年代以前，在上海崇明島最東端的60多萬平方千米內，還找不到一株這種名字拗口的外來入侵植物?，F(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：濕地保護區(qū)已經建立，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。

????高揚和她丈夫唐龍，分別是中科院水土保持研究所、復旦大學生物多樣性科學研究所的在讀博士研究生，三年多來，他們在上海崇明東灘不斷重復這揮起、落下的割草動作。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，是一項國際公認“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。相關生態(tài)學研究給出一套“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優(yōu)勢種。

????但基于理論的假設無效。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，看上去有點柔弱，但在看不見的地下，發(fā)達的根狀莖觸及著深達0.5~1米的土層。當時的研究人員認為，這些互花米草可能是從江蘇啟東等地隨水漂流而來。

????據曾在華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室工作的李賀鵬博士介紹，互花米草的原產地是美國東南海岸，一次偶然，1979年12月，南京大學幾位教授赴美考察東海沿岸植被，將互花米草攜帶回國。其后的試驗種植研究當中，科學家發(fā)現(xiàn)，這種一根一根生長致密的草可以減緩流速，阻擋風浪。中國是侵蝕災害最嚴重的國家之一，70％左右的沙質海岸線及幾乎所有開闊的淤泥質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力沖擊造成的。專家于是建議將互花米草用作護岸固堤的生態(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，那時的擔心竟然是：這種被寄予厚望的小草能否活下來？

????阿利效應(Allee effect)是物種生態(tài)學重要原理之一，任何外來入侵種都要經過它的檢驗。它指出，“當種群密度低于某一閾值時，物種將會滅絕?！边@是因為種群密度過于稀疏時，種群個體將因難以找到配偶或因近親繁殖等因素導致出生率減小，死亡率增加。按理說入侵的互花米草無法繁殖，但檢驗結果是：只9個月里，1個單株可以擴散出222株。成功入侵。

????生態(tài)學原理失效了嗎？實際上，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，即蒜瓣生出新的個體。阿利效應只能解釋產生種子的有性繁殖，對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，根狀莖、斷落植株等繁殖體的貢獻超過了種子。

????對海水的耐受力更使它快速適應了東灘的環(huán)境，國外科學家發(fā)現(xiàn)，這緣于它很不簡單的結構：“互花米草具有高度發(fā)達的通氣組織，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中位居第六。而在當年，沒有人預料到它會對東灘如此適應，以至于改變了這個生態(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。但是互花米草占領了灘涂之后，這一切都將不復存在。

????東灘，申城“最后的凈土”，遠離成橋新城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、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。高揚說，宿舍區(qū)入口黑板上的潮汐表每日更換。首先是因為，不同的科學實驗對潮位有不同的要求。但更重要的是出于安全考慮。

????落潮時，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。但因為沿路較高的鹽度和硬物而受傷，唐龍兩個星期不能野外工作。他說，曾有一位老教授為了救陷入潮溝的學生，死在這片灘涂上。

????盡管大多數城市居民無法像少數科研人員一樣，與東灘保持一份長期的、近距離的關系，但它作為“地球之腎”的生態(tài)服務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?？冢虼?，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，將降水進入江河的時間滯后，達到消洪目的；作為一個新陳代謝旺盛的生態(tài)系統(tǒng)，為水產、灘涂植物、底棲生物、濕地鳥類提供棲息地。

????但互花米草對這一切的平衡運轉卻是個威脅。

????2005年7月，東灘正式升級為“崇明東灘國家級鳥類自然保護區(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6000多千米抵達東灘時，體重已不足離開時的一半。一個月的休整期后，它又要遠赴5000千米外，北極圈附近的西伯利亞和阿拉斯加繁衍。李賀鵬對記者說，“互花米草近年迅速向光灘蔓延，光灘面積正在縮小?！贝鬄I鷸可能因此失去在東灘的旅行中繼站，無處歇腳。

????另一種國家一級保護動物白頭鶴，每年來東灘越冬的數目有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爭，但對于鹽、堿和淹水的耐受性，都不敵這個入侵種。

????原本有希望成為優(yōu)勢種的蘆葦也一樣，雖然它在鹽度低于5%的生境下比互花米草具有競爭優(yōu)勢，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，蘆葦的高程下限是2.6米，兩者與互花米草的最適生長高程有重疊?！苯Y果將是，蘆葦的種群數量減少，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抑制底棲動物的生長。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60年代，上海崇明本地人意識到，長江口泥沙淤積，其實使東灘成為一個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)機會。

????近50年來，大的圍墾共有4次，小規(guī)模的不可計數，目前累積 .墾面積已接近120平方千米。去東灘實地可以看到，海堤向外推進了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”。在短短5年間，崇明東灘失去了75.78%的灘涂濕地。

????經過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，嚴重干擾了鳥類覓食，之后，鴨類數量下降，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產生了一個時空沖突：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，而膽小的水鳥會被灘涂作業(yè)下的鼎沸人聲嚇跑。

????為了從灘涂上獲得一點利潤，將以驅走珍稀水鳥，改變生態(tài)做代價。這是否值得？在2005年，復旦大學對崇明東灘及周邊社區(qū)做過一項社會經濟調查，結果發(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！調查報告里提到，“崇明本地的灘涂作業(yè)者只占少數，且?guī)缀跞渴?0歲以上的老漁民，子女已成年，有其它經濟收入；大多數來自外地的漁民，家中有農田，生活也可以保障?！闭{研人員還建議，漁民其實可以考慮第三產業(yè)，比如培育觀鳥。因為觀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)服務價值考慮進來，會有說服力。僅2000年，這個數字達到了9.95億元人民幣，與此相比，灘涂作業(yè)創(chuàng)造的產值微乎其微。

????制伏互花米草

????在互花米草入侵東灘并開始野蠻生長以后，當地人發(fā)現(xiàn)，植物對于生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性的破壞不遜于人。而且，對植物，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。廣東、福建、浙江、江蘇和山東等沿海地區(qū)紛紛“告危”。但李賀鵬提醒，“對互花米草的利與弊應當公正地看待，對于互花米草的處理要因地制宜，在不同地區(qū)，要根據其特點相應地采取不同的處理”。

????防風固堤的能力曾經為互花米草贏得了“生態(tài)系統(tǒng)工程師”的美譽。根據國家海洋局對東海沿岸有塊石護坡的土質堤壩的觀察結論：9005號臺風登陸甌江時，高程7.12米的永強海堤由于無互花米草保護，被風浪越過沖垮。但同樣高程、堤前有20米~30米寬互花米草保護的沙中鎮(zhèn)海堤的破壞程度較小，僅防波墻被沖毀。

????“對于岸坡不穩(wěn)定、正在遭受侵蝕以及經常受到臺風侵襲的區(qū)域，應當保留該植物，或者說能有更好的植物發(fā)揮保護海岸作用的話，才可以去除該植物?！崩钯R鵬解釋。一些重點區(qū)域，比如長江口這樣以保護生物多樣性、保護鳥類為主的地區(qū)，應該根除。

????但根除互花米草絕非易事，高揚和唐龍試過了圍堤、刈割、火燒、施化學除草劑、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重新長出幼苗，另一方面，雖然長時間浸泡能使互花米草因缺氧而死亡，但這種方法也會導致其他生物死亡，而且只能在潮水可以到達的區(qū)域使用。

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