從「護堤幫手」到「入侵物種」:互花米草在中國的生態啟示 | 環境資訊中心

從「護堤幫手」到「入侵物種」:互花米草在中國的生態啟示

2021年09月23日
文: 孔令鈺(自由撰稿人,關注環境與科學議題。曾是財新傳媒記者和廣州綠網環境保護服務中心項目經理)
一種因為出色的海岸保護能力而被引進中國的植物,卻在多年之後成為了需要花費巨大人力物力予以移除的有害物種。互花米草在中國的四十年歷史帶來哪些啟示和教訓?

河北的一些沿岸地帶被互花米草佔領,其他沿海地區為移除與防治互花米草做出了不同的嘗試。圖片來源:孟偉慶

2001年,一種叫「互花米草」的外來植物被栽種在上海崇明島東灘。僅僅過了11年,上海卻不得不花了11.6億人民幣(約49.8億新台幣)將它移除,成為迄今中國最昂貴的互花米草防治工程。

2021年,中國學者通過分析遙感資料發現,中國沿海鹽沼的48.3%已經被互花米草佔領,面積約600多平方公里。

「互花米草已經是中國海岸帶生態的最大威脅之一。」中國自然資源部第一海洋研究所研究員張朝暉告訴中外對話。去年,中國國家發展改革委和自然資源部聯合發佈了《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃(2021-2035)》,將「加強互花米草等外來入侵物種災害防治」列入海岸帶生態保護和修復重大工程。地方行動也緊隨而上,目前,山東廣西等地已明確公佈了互花米草防治的量化目標。

從引種初期受到讚譽的「綠色長城」,反轉為破壞生態的「綠色沙漠」,互花米草形象變遷的40年,對中國是一則值得深思的入侵物種警示錄。

從「綠色長城」到「綠色沙漠」

在上世紀70年代末,中國學者不遠萬里奔赴美國東海岸,將互花米草引入國內,是因為互花米草有著強悍的護堤、固灘能力。人們至今津津樂道的一個故事是1994年,颱風登陸浙江溫州,掀起平均7公尺的浪高,導致70%的石築海堤被毀,但有15公里海堤卻因為堤外200公尺寬的互花米草帶的消浪作用而被保住了。

互花米草是天生固灘幫手。大多數植物無法忍受海水的鹽度,以及長時間淹水的缺氧環境,因此無法在海灘上生長。而互花米草具有鹽腺,可以將根部吸收的鹽分排出體外,還有著發達的通氣組織來為根部供氧,因此能耐受每天12小時的海水浸泡。

成年互花米草高約2米,根系能紮進地下30公釐,有時甚至可達1公尺,而且莖杆密集,1平方公尺內可生長200多株。保爾森基金會生態保護項目經理幹曉靜十幾年前在上海讀博期間研究互花米草入侵對鳥類群落的影響。她回憶說,自己和同學去採樣,很容易就在草叢裡迷失,因為草的密度太高,人在草裡又悶又熱,走一天下來褲子都被鋒利的葉片劃破了,「還特別臭,因為根莖和凋落物無法被潮水帶走,都腐爛在了泥裡面。」


製圖:Ricardo Macía Lalinde / 中外對話海洋

改革開放後中國進入了「向海要地」的建設高潮,不少沿海地區有組織地引進種植互花米草。上海就曾在90年代末為了建設浦東國際機場而在長江口外的沙洲——九段沙種植了互花米草。

在引進種植過程中,互花米草的危害也逐漸暴露。在浙江、福建,互花米草堵塞航道、誘發赤潮;在華南地區,它入侵紅樹林;在上海和江蘇,它排擠原生植物,侵佔鳥類棲息地。江蘇的漁民發現,互花米草在光灘上大片蔓延後,他們過去經常捕捉的黃泥螺、彈塗魚不見了。研究發現,密集的米草群落及其發達的根系,會嚴重抑制螺類、貝類、蟹類等大型底棲生物的生長棲息。

2003年,中華人民共和國環境保護部(原國家環保總局)和中國科學院發佈了中國第一批16種外來入侵物種的名單,互花米草名列其中。這是中國受世界自然保護聯盟(IUCN)全球百大入侵物種名單的啟發,首次發佈本國入侵物種名單。互花米草雖榜上有名,但實際上,那時中國對其入侵後果的研究並不多。中國當時才剛剛萌生對入侵物種的防範意識。

在這個名單發佈前兩年,復旦大學生命科學學院教授李博已經親眼看到互花米草強勁的入侵性。他安排博士生陳中義來研究互花米草的入侵危害。2004年,陳中義完成了博士論文《互花米草入侵國際重要濕地崇明東灘的生態後果》,這是中國第一份系統性地評估互花米草對東灘植物、底棲動物和鳥類影響的學術研究成果。

陳中義的研究發現,互花米草的入侵,會導致海三棱藨(音同 「標」)草的生長繁殖受阻甚至死亡。海三棱藨草是長江口的一種最常見的鹽沼植物。在它被互花米草取代後,很多鳥類就失去了食物和棲息地。

例如,遷徙的鴴鷸類以光灘上的底棲動物為主食。每年3、4月,當它們自遙遠的南方飛來、在此處歇息時,海三棱藨草才剛開始萌芽,幼苗低矮稀疏,不會影響它們在草苗間漫步覓食;相反,互花米草有越冬苗,4月時其群落高度已經達到半公尺,覆蓋了六成的灘地,給鳥類覓食帶來很大困難。


製圖:Ricardo Macía Lalinde / 中外對話海洋

不止長江口,中國黃渤海之濱的多處濕地,正好在東亞-澳大利亞鳥類遷徙路線的路徑上,是勺嘴鷸、大杓鷸、大濱鷸等很多珍稀、瀕危鳥類在長距離遷徙過程中,一個極其重要、甚至無法取代的中間驛站。正是因此,「黄(渤)海候鳥棲息地」被列為世界襲產,世界上類似的襲產地點僅有兩處,另一處是歐洲的瓦登海。不幸的是,這些地點恰好也非常適合互花米草生長。

2003年被列入首批入侵物種名單,並沒有阻擋互花米草擴張的步伐。張朝暉說,互花米草在2010年之後進入自然擴張的加速期,2015年左右在全國的面積增速達到頂峰,之後才放緩。放緩僅僅是因為 「能長的地方,差不多都給占上了。」
這些互花米草波及之地,就成了幹曉靜所描述的又密又臭、葉片鋒利的高草灘,對於本地的很多鳥類、底棲動物來說,成了難以棲息的「綠色沙漠」。

昂貴的防治

互花米草之所以難治,是因為它兼具有性和無性兩種繁殖形式,既能靠海浪遠距離傳播種子,也能靠根莖克隆繁殖近距離擴張。

2012年底,中國國家林業局和上海市政府批准啟動了「上海崇明東灘鳥類國家級自然保護區互花米草控制和鳥類棲息地優化工程」,即本文開頭提及的昂貴工程。針對兩種繁殖形式,該工程提出的防治思路是「刈割+水淹」——先刈割莖稈,移除植物的地上部分,使之無法有性繁殖,然後水淹殘根6個月以上,使其缺氧而死,從而杜絕無性繁殖。為了形成水淹區,工程人員沿防治區的外邊界修建了一座26.9公里長的圍堤,並建設了涵閘來調節水位,使水深長期保持在40公釐以上。在互花米草死亡後,人們把海三棱藨草、蘆葦等水鳥喜歡的的本土植物在原地補種。

2018年,項目完工。上海市發佈的自評報告稱,互花米草移除率達95%以上,徹底扭轉了互花米草在崇明東灘大肆擴張蔓延的嚴峻態勢,部分區域的海三棱藨草也得以恢復,鳥類種群數量也顯著增加。

但是,該工程24平方公里投資高達11.6億元,平均每平方公里4800萬元,這對於中國大多數地區來說,財政上難以負擔。所以業內普遍評論為「難以複製的示範工程」。

「僅一河之隔,九段沙就沒法完全複製東灘的經驗。所以還是要因地制宜。」 參與了東灘互花米草防治工程的李博說。九段沙濕地在交通等方面的基礎設施遠不如東灘便利,如果還用圍堤水淹的方式去做,成本會高出許多。但是,他認為東灘經驗中的某些元素,比如刈割輔以臨時圍堰、種植原生植物等,是有借鑒價值的。

位於崇明東灘以北180公里的江蘇如東縣小洋口互花米草防治工程,就走了一條稍微不同的路。

2019年,小洋口工程動工。由於中國眾多實驗性的防治方案規模普遍較小,缺乏借鑒價值,唯一大規模樣板工程崇明東灘成本又太高,專案技術負責人張朝暉對著當時當地正在進行的航道疏浚想出了妙招——用疏浚物來掩埋互花米草。這項技術的關鍵點在於高程的控制,既要蓋住刈割後的米草,使其無法進行光合作用,又不能太高,好保證漲潮時能全部被海水淹沒。「否則就是填海工程了。」張朝暉說。


江蘇小洋口工程的工作人員正在移除互花米草。圖片來源:張朝暉

工程還冒出過一段小插曲。初期,工人築了一座臨時圍堰來攔截泥沙。「土一上來,就立馬被衛星發現了。」自然資源部懷疑這是在偷偷填海。所幸經過多輪調查,自然資源部認定這不是填海。根據專案監測報告,2020年項目完工後,互花米草移除率達98%以上,防治區內鳥類回歸的種類是米草區3至5倍,而數量比米草區增加100到150倍,在修復區還發現了9隻中國國家一級保護動物琵嘴鷸。但是,這次防治4.88平方公里,花費1.7億,算下來每平方公里仍高達3500萬元。

防止解決方案變成問題

大規模防治有手段,但沒有後期管護的專門技術和措施,這在張朝暉看來這是最大的難題。「大面積的互花米草沒了,但新的種子飄進來,或者隨著潮溝進來,就又生根了」,他說,「你只能靠人工去查看,看到了就挖出來,只能這樣。 沒有後期管護的話,前期就白清除了,有三年時間肯定全部都長回來的。」


製圖:Ricardo Macía Lalinde / 中外對話海洋

張朝暉介紹,目前對互花米草防治的思路一是加強後期管護,二是「分區分類分級」防治 。「分區分類分級」是指按海岸屬性分區、按米草密度分類、按防治緊迫程度分級,以此來制定防治策略。比如,在鳥類棲息地和保護區,防治緊迫度高,需要根據其生長情況制訂干擾較小的防治措施;而對於一些油田和風電等需要加強護堤功能地方的米草,可以在控制其擴張能力的基礎上留用,防治緊迫程度就比較低。在張朝暉看來,對這些被保留下來的互花米草,只要在後期管護中做好兩件事,就可以防止它們擴散:第一,對它們進行定期刈割,不讓種子成熟;第二,在它們周邊做一些潮溝,用深水來阻擋根莖的對外擴散。

但也有專家告訴中外對話,在全國範圍內對互花米草要盡可能地移除,因為定期刈割等手段依賴持續的資金和人力投入,現實操作中也不可能總是有人能將它們及時移除。

相比物理工程,除草劑成本低、見效快。缺點也很明顯——毒性讓人擔憂。目前在中國,由於大面積使用的環境風險未知,除草劑只被用於小規模專案。多位專家也表示,在政府出資的大規模防治工程中,並不採用除草劑作為主要技術手段。在現有專案中,除草劑往往被用於物理工程無法覆蓋到的互花米草生境斑塊,例如圍堤外的光灘。

華南紅樹林區還流行著另一種防治方式——生物替代。廣西紅樹林研究中心的助理研究員潘良浩告訴中外對話,廣西沿海的互花米草面積仍在擴大,而且通過搶先佔據生境,制約了紅樹林的生長。但是,像崇明東灘、如東小洋口那樣的大規模物理工程,較適合於淤張型的大型河口,並不適用於紅樹林區。因此,目前在紅樹林區,一般先用人工或半機械的方式清理互花米草,然後種上適合本地自然條件的紅樹植物,讓它們抑制互花米草再度生長。

這種方式成本要低得多,但也要注意誤用。生物替代的要點是確保替代植物的生長速度快過互花米草,從而製造鬱閉,抑制後者的生長。因此,早年一些地區片面追求替代植物的生長速度,例如,珠海市政府曾在淇澳島紅樹林濕地的互花米草氾濫區引入過無瓣海桑、拉關木作為治理手段,因為兩者生長速度快,個子比互花米草高得多。但問題是,它們也是外來物種。


在中國廣西的山口紅樹林生態國家級自然保護區裡,互花米草制約了紅樹林的生長。圖片來源:潘良浩

作為中國首個從國外引進並大面積推廣種植的紅樹植物,無瓣海桑成為華南沿海地區恢復紅樹林選用的主要樹種,近年來圍繞其是否會對鄉土紅樹植物的生長產生不利影響、是否會造成生態入侵存在較大爭議。由於外來物種的入侵後果可能在長達數十年後才會顯現,一些學者呼籲,對於無瓣海桑的引種要慎之又慎,避免被作為解決方案引入的它們,成為新的入侵物種。

「無瓣海桑本身是否存在入侵潛力,目前學術界還有爭論」, 潘良浩說。但他表示,不可否認的是,作為外來種,在沒有足夠的資料評估其入侵性的前提下,都是有入侵的風險,不建議使用這樣的方法防治互花米草。李博也認為,引進任何外來物種之前必須做好風險評估,「否則付出的代價會是很沉重的。」

目前,珠海市淇澳島在逐步進行本土物種替代無瓣海桑和拉關木的實驗和工程。「最終還是要用本土物種來解決問題。」潘良浩說。