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研究人员为评估南非外来入侵植物治理效果，开展两次调查，发现防控存问题，为后续治理提供方向。
# 南非外来入侵植物研究：现状、挑战与治理新方向
在全球生态环境不断变化的当下，生物入侵已成为一个不容忽视的重大问题。外来入侵物种就像生态系统中的 “不速之客”，它们在新的环境中肆意生长，抢占本土物种的生存空间，破坏生态平衡，给当地的生物多样性、生态系统功能以及人类的生产生活带来诸多负面影响。南非，这个拥有丰富生物多样性的国度，同样深受外来入侵植物的困扰。
南非的外来入侵植物对其生物多样性、水资源、牧场生产力以及其他生态系统服务造成了严重破坏。据估算，要想有效控制这些入侵，南非需投入高达 2300 亿兰特（按 2022 年价值计算）。面对如此严峻的形势，南非政府积极行动，不仅出台相关立法，要求土地所有者对入侵物种进行控制，还专门启动了 “为水而工作”（Working for Water）项目，在 1998 - 2020 年间，每年平均投入 3.1 亿兰特用于治理外来入侵植物。然而，由于缺乏有效的监测系统，难以全面评估这些干预措施的成效，南非在治理外来入侵植物的道路上面临着重重挑战。
为了深入了解南非外来入侵植物的现状，评估治理措施的效果，来自斯泰伦博斯大学（Stellenbosch University）等机构的研究人员 J. D. F. Kotzé、Andrew Wannenburgh、Brian W. van Wilgen 等开展了一项重要研究。该研究成果发表在《Biological Invasions》上，为南非乃至全球治理外来入侵植物提供了宝贵的参考。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：
- 样地调查法：在 2007 - 2008 年和 2016 - 2023 年，分别对全国范围内的 47830 个 100×100 m 样地进行调查，记录 14 种主要外来入侵植物类群的覆盖情况。样地涵盖了河岸区域和景观区域，通过合理划分和随机设置，确保样本的代表性。
- 遥感影像分析法：在第二次调查中，利用 Sentinel 2 卫星的遥感影像（10 m 空间分辨率），结合样地数据，估算每个同质环境单元（HEU）的植物覆盖情况。通过对比影像中不同像素与样地的匹配情况，确定入侵植物的分布范围和覆盖程度。
研究结果
- 南非整体入侵情况
通过两次调查对比发现，南非未受干扰的自然植被中，入侵植物的覆盖面积在两次调查间增加了 146119 凝聚公顷（condensed ha，一种用于衡量植被覆盖的单位），增幅达 10.6%，目前约 1.6% 的国土被这些入侵植物占据。金合欢属（Acacia）、桉属（Eucalyptus）、松属（Pinus）和牧豆树属（Prosopis）的树木占总覆盖面积的近四分之三（72.4%）。多数入侵植物类群的覆盖面积呈增加趋势，只有部分金合欢物种、哈克木属（Hakea）灌木和仙人掌科（Cactaceae）植物在生物防治的作用下覆盖面积有所减少。
- 不同生物群落的入侵差异
- 印度洋沿海地带（Indian Ocean Coastal Belt）：是入侵最严重的陆地生物群落，11% 的剩余自然植被被外来植物入侵。其中，入侵灌木飞机草（Chromolaena odorata）和桉树的覆盖面积翻倍，苦楝（Melia azedarach）几乎增加两倍，松树的覆盖面积也近乎翻倍。尽管部分植物受到生物防治，但马缨丹（Lantana camara）和一些金合欢物种的覆盖面积仍在增加。
- 费恩伯斯（Fynbos）生物群落：优势入侵物种黑荆树（Acacia mearnsii）和松树的覆盖面积分别增加了 40% 和 33%，而滨刺槐（Acacia saligna）和哈克木属植物的覆盖面积显著下降，分别减少了 17% 和 16%。这表明生物防治在该生物群落对部分物种有一定效果。
- 其他生物群落：在草原（Grassland）生物群落，金合欢和桉树占据了大部分入侵区域；在奥尔巴尼灌丛（Albany Thicket）生物群落，金合欢属树木和仙人掌科肉质灌木是主要入侵物种；在干旱生物群落（如卡鲁（Karoo）和沙漠（Desert）地区），牧豆树属树木的入侵较为突出。不同生物群落的入侵程度和变化趋势各不相同，反映了不同生态环境下入侵植物的适应性和扩散特点。
- 水源保护区的入侵态势
研究选取了六个主要集水区（这些集水区超过 50% 的面积被划定为战略水源地）进行分析。结果显示，这些区域的入侵植物覆盖比例相对较高，介于 4.4% - 10.1% 之间，且多数集水区的入侵植物覆盖面积在两次调查间大幅增加，增幅在 21.9% - 32.3% 之间。例如，在费恩伯斯生物群落的一些集水区，如伯格（Berg）、布雷德（Breede）和克罗姆（Kromme）集水区，入侵树木的覆盖面积和增长速度都较为显著；而在斯瓦特科普斯（Swartkops）集水区，入侵面积有所下降，主要是由于滨刺槐、滨藜叶金合欢（Acacia cyclops）和仙人掌科植物的覆盖面积减少。
研究结论与讨论
这项研究全面展示了 2008 - 2023 年间南非外来入侵植物的覆盖变化情况，为南非的生态保护和入侵植物治理提供了关键数据支持。研究表明，除了部分接受生物防治的植物外，南非在全国范围内控制外来入侵植物扩散的努力尚未取得明显成效。这意味着有限的资金应更加集中地投入到重点区域，并且要加大生物防治的应用范围和力度。
同时，研究也揭示了南非在监测和治理外来入侵植物方面存在的诸多问题。例如，过去的调查数据由于方法差异难以进行准确对比，现有的监测手段如卫星遥感虽有潜力，但在区分入侵物种与本土植被、检测不明显物种以及应对季节性变化等方面还存在挑战。此外，新的外来物种不断涌入，而研究调查并未涵盖所有潜在的入侵物种，存在 “入侵债务” 问题，可能导致未来更多物种成为主要入侵物种。
从生物防治的角度来看，虽然在部分物种上取得了一定成效，但对于一些广泛分布且危害严重的物种，如在夏季降雨地区的某些金合欢物种、牧豆树属和松属植物等，生物防治的效果仍不理想，受到了诸如对经济产业影响的担忧等因素的限制。未来需要在平衡生态保护与经济利益的基础上，探索更有效的生物防治策略。
总体而言，该研究为南非外来入侵植物的治理指明了方向，后续应加强监测体系建设，整合多源数据，提高监测的准确性和时效性；同时，要进一步优化生物防治措施，加强对新入侵物种的研究和预警，以应对日益严峻的生物入侵挑战，保护南非的生态环境和生物多样性。
