云南昆明地区常见农田杂草种类组成与原产地研究

2016-10-15罗文何澍然周平

杂草学报 2016年1期

罗文何澍然周平

摘要：探讨云南省昆明地区常见农田杂草种类组成及外来入侵杂草的来源，为农田杂草防控提供理论依据。昆明地区常见农田杂草分属4科共计11种；优势科的现象十分明显，其中菊科（Copositae）占1种，禾本科（Graineae）占种，十字花科（Cruciferae）占10种。在所调查的11种杂草植物中，外来杂草有4种，其中菊科外来杂草植物有1种；4种外来杂草植物中，来自美洲大陆的外来杂草共占种，来自非洲大陆的外来杂草植物占种，来自欧洲大陆的外来杂草占10种。昆明地区常见的农田杂草以菊科、禾本科、十字花科、蓼科杂草植物为主，占调查总杂草种数的471%；昆明地区常见农田外来杂草以菊科、苋科、禾本科杂草植物为主，占总调查外来杂草种数的4%；昆明地区常见农田外来杂草以来自美洲大陆地区的草本植物为主，占总外来杂草植物种数的%。因此，在农业生产中，要加强对菊科、苋科、禾本科杂草植物的监管及有效防控；在引进外来植物物种时，要对来自美洲的植物特别是菊科植物加强风险评估及鉴定。

关键词：外来杂草；种类组成；优势种；原产地；昆明地区

中图分类号：41文献标志码：A文章编号：100-9X（01）01-00-07[7]

Abstract： o provide valuable inforation for the effective control of weeds，this study investigated the species coposition of coon exotic weeds in uning and analyzed their origin he recorded 11 weed species belonged to 4 failies with clear doinance of soe of the he Copositae were represented by 1 species，followed by the Poaceae with species and the Cruciferae with 10 species here were 4 exotic species aong the 11 weed species，1 of the belonging to Copositae wenty-eight exotic species originated fro the Aerican continent，ten fro Europe and three fro Africa Alost half of the weed species（471%） belonged to Copositae，Graineae，Cruciferae，and Polygonaceae iilarly，4% of the exotic weed species belonged to Copositae，Aaranthaceae，and Poaceae herefore，weeds belonging to the three failies should be especially supervised and effectively controlled within agricultural production In addition，ecological risks should be assessed and appraised when plants fro Aerican continent，especially plants of Copositae，would be introduced

[]ey words：[]exotic weeds； species coposition； doinant species； origin range；uning Area

农田杂草是指违背人们的栽培目的、出现在栽培场所、又不是栽培对象的植物[1-]。人们普遍认为，杂草在农田中的滋生会严重影响作物的产量、质量，还会传播病虫害及影响农事操作。据联合国粮农组织（AO）统计，全世界每年因农田杂草危害带来的损失约达数百亿美元[4]。我国常见农田杂草约0多种[-]，对农业生产造成危害的主要农田杂草有0多种，危害面积约4 000万h，每年造成粮食产量损失10%左右[7]。

近年来，随着人们对生物多样性的重视，保持农田生态系统中植物（包括杂草）的多样性及发挥植物多样性的生态功能越来越受到人们的重视[]。现有研究证实，杂草资源多样性是维持农田生态系统缓冲能力和补偿能力的主要源泉[9]。杂草植物群落主要的生态功能包括保护天敌以控制农业害虫、保持土壤结构和促进养分循环、减轻和缓冲农田环境污染等[10]。

世界各地自然植物区系因气候、土壤等自然条件的差异而变化极大。因此，在不同区域农田杂草种类组成的差异非常大[11-1]。即使在同一个地方，自然环境条件（如地形、地貌、水资源等）的不同以及耕作措施和历史的不同也会导致农田杂草植物群落出现差异。此外，在不同的季节，农田杂草植物群落的差异也是明显的[1]。云南省特殊的地理位置和复杂的自然环境蕴育了极为丰富的生物资源，生物多样性为全国之首。因此，云南省是我国乃至全世界生物多样性最丰富和最独特的地区之一。昆明地处热带与亚热带过渡地带，生物多样性复杂；此外，昆明是云南的政治、经济活动中心，农业生态系统杂草种类的组成受人为活动的影响较明显。本研究的目的是：（1）调查云南省昆明地区常见农田杂草的种类组成；（）查阅资料并分析云南省昆明地区常见农田杂草中外来杂草的起源及所占的比例；（）分析出现优势杂草植物现象的原因。

[1][]1材料与方法

[]11调查区域概况与调查对象

调查研究在云南省昆明市进行，包括昆明市五华区、盘龙区、官渡区、西山区、呈贡区、东川区、寻甸县、禄劝县、富民县、石林县、嵩明县、宜良县、晋宁县、安宁市的农田生态系统。研究区域属于亚热带湿润季风气候，海拔1 00～ 000 ，10°10′～10°40′E、4°′～°′N，年均温度1～1 ℃，年日照时数 00 h，无霜期 d，年均降水量 1 00 ，降水集中，雨季（—10月）降水量占全年降水量的0%以上[14]。土壤多为红壤土，土层深厚，农耕历史悠久，农业生态系统的耕作制度为一年二熟制或两年三熟制，主要粮食作物为马铃薯、玉米、水稻等，农田杂草防除方法以化学除草法为主。调查对象是昆明地区农田生态系统中的杂草，即指人们有意识栽培的作物以外的植物。

[]1调查研究方法

01年—9月，调查昆明地区的玉米、大豆、小麦、马铃薯、蔬菜地，果园、撂荒地和水稻田及其沟渠等农田生态系统生境的杂草种类。每种生境地设置个调查点（样方）。每个调查样方面积设置为4 ×4 。参照《中国杂草志》[1]和《云南植物志》[1]分类鉴定科、属、种。参照《中国外来入侵种》[17]和中国农业有害生物信息系统[1]的中国外来入侵植物数据库把分类鉴定的杂草植物分为外来入侵杂草与本地土著杂草。

[1][]结果与分析

[]1昆明地区常见农田杂草的种类组成

本次调查研究的昆明地区农田杂草种类主要参照《中国杂草志》进行分类鉴定。从表1可以看出，昆明地区常见农田杂草共计11种，隶属于4科。由图1可知，优势科的现象非常明显，其中菊科杂草植物（Copositae）有1种，占所调查杂草种数的0%；禾本科（Graineae）杂草植物占种，占所调查杂草种数的14%；十字花科（Cruciferae）杂草植物与蓼科（Polygonaceae）杂草植物各有9种；苋科（Aaranthaceae）有7种；豆科（Leguinosae）有种；旋花科（Convolvulaceae）、茄科（olanaceae）杂草植物各有种；其余科的杂草植物都少于种，有11科杂草植物仅有1种，如马鞭草科（Verbenaceae）、玄参科（crophulariaceae）、车前科（Planataginaceae）等。

[]昆明地区常见农田外来杂草植物

在调查的11种杂草植物中，昆明地区常见的农田外来杂草植物有4种（表1），隶属17科，它们是菊科、苋科、禾本科、藜科、大戟科、茄科、豆科、旋花科、雨久花科、锦葵科、酢浆草科、藜科、马鞭草科、石竹科、玄参科、毛茛科、马齿苋科。

由表可知，外来杂草植物优势科的现象非常明显。其中，菊科植物有1种，占总外来杂草植物种数的比例为70%；苋科植物有种，占总外来杂草植物种数的比例为1%；禾本科和豆科杂草各有种和种，占总外来杂草植物种数的比例为%和104%；十字花科杂草植物有种，占总外来杂草种数的比例为4%；其余1科每科仅调查到1种或种外来杂草植物。

[]昆明地区常见的4种外来农田杂草的原产地[]

对4种外来杂草植物的原产地进行分析，结果（图）表明，昆明地区的农田外来杂草植物的原产地显现出明显的优势区域，其中来源于美洲热带地区的杂草植物有14种，占总外来杂草植物种数的917%；来源于北美洲的有种；来源于中美洲有1种；来源于美洲的有种（究竟来源于北美洲、中美洲还是南美洲无法确定）。如果按大陆来源划分，所调查到的主要科中的4种外来杂草植物中，美洲大陆的外来杂草植物共占种，占了总外来杂草种数的%；来源于非洲大陆的外来杂草植物共种，来源于欧洲大陆的外来杂草植物占种，来源于非洲大陆和欧洲大陆的外来杂草总数只占了总外来杂草植物种数的70%。总的来看，调查到的昆明地区的4种外来杂草绝大部分来自美洲大陆。

结论与讨论

本研究发现，在昆明地区常见的11种农田杂草植物中，有4种是外来杂草植物。4种外来杂草植物虽分属1科，但菊科外来杂草植物占了1种，禾本科、苋科次之，表现出很明显的优势。这与国内的很多研究结果大致相同，例如，在海南的外来入侵杂草植物调查中，发现海南目前有外来入侵杂草植物9种，菊科最多，占9种，其他种类较多的科为禾本科植物1种、苋科植物1种等[19-0]。本研究发现1种外来菊科农田杂草植物都已广泛分布且多数适应各种生境，这表明外来菊科杂草植物在各地已是一类十分普遍的杂草。

菊科植物兼具无性繁殖和有性繁殖，且种子小易于传播，使得它们能顺利繁衍成功；种间关联分析表明，菊科植物之间既有相似的生物学特性，某些种间有着协同作用，且又有各自特有的生长策略以保证对生境的适应[1-]；食草动物对菊科杂草植物没有偏好性，甚至一些菊科植物对食草动物来说有毒[10]，例如，家畜误食了菊科杂草植物的飞机草和紫茎泽兰会引起中毒。苋科杂草植物也具有与菊科杂草植物类似的生物学特性。这些特征可能在一定程度上促使了菊科和苋科杂草植物在农田生态系统的竞争优势。禾本科杂草植物常常与伴生的农作物具有相似的形态特征、生长特征、生命周期，因而使禾本科杂草植物与栽培的农作物常常混生[-4]，人为很难全部清除，这可能是禾本科杂草植物比较常见的原因之一。

本研究发现，4种外来杂草植物中有种来自美洲大陆，来自非洲和欧洲大陆的杂草植物相对较少。来源于非洲的外来杂草植物种类较少，原因可能是本调查区域与非洲地区的环境差异和气候差异较大，来自非洲大陆的杂草植物不适宜在本区域生长[]。来源于欧洲的外来杂草植物种类也相对比较少，可能是因为欧洲与中国的地理隔离较弱，在人类出现前已经开始了植物种质的交流，具有杂草潜势的植物可能已经在漫长的交流中相互同化。而来自美洲大陆的杂草植物占了绝大多数，其中凤眼莲、空心莲子草、紫茎泽兰、飞机草等已被公认为恶性外来入侵杂草植物[]。这说明美洲大陆来源的植物在中国成为外来入侵杂草的可能性比较大。根据大陆漂移学说，北美和东亚是在被子植物形成之后才分开的，由于北美和东亚处于相同的纬度范围，地质历史上有密切的联系，一旦北美的草本植物传到东亚，这些植物获得生存、蔓延、扩散的机会较大[7-]。此外，南美洲和中美洲与中国的很多地区处在相同的纬度范围，环境差异和气候差异较小，来自南美洲和中美洲的杂草植物也很容易在中国相同纬度的地区生存、扩散，从而导致植物入侵[9]。这些原因在一定程度上也可以解释昆明地区农田外来杂草中来自美洲大陆的植物种类占优势的现象。

本研究主要是针对旱生生境农田杂草植物而进行的，而对水生生境杂草植物的调查鉴定相对较少，因此调查的总杂草植物种类数有限。例如，莎草科杂草植物在本次调查研究中记载得较少。实际上莎草科杂草植物种类较多、也较常见，而莎草科的杂草植物有很多种类常分布在水田边、沟渠边、池塘边等潮湿环境[0-1]。因此，很可能由于本研究调查生境的局限性，莎草科杂草植物甚至其他一些科属的杂草植物记载较少，从而导致本调查研究的总杂草植物种类数较少。但就本调查研究结果看，可得出以下结论：（1）昆明地区常见的农田杂草以菊科和禾本科杂草植物为主，蓼科、十字花科次之，菊科、禾本科是明显的优势科；（）昆明地区常见外来杂草以菊科、苋科、禾本科杂草植物为主，这科的植物在外来杂草植物中占有明显的优势；（）昆明地区的常见外来杂草以来自美洲大陆地区的草本植物为主。

云南是以农业为主且与多国接壤的边境省份，气候适宜、对外交往密切，在外来入侵植物管理方面面临严峻挑战。首先应加强检验检疫和宣传力度，不能让入侵杂草有机可乘，从源头上杜绝入侵植物进入。其次，对入侵杂草的入侵力和群落的可入侵性进行评估，包括其繁殖力、繁殖体扩散方式、种子萌发特性、幼苗生长状况、表型可塑性以及生态系统被入侵的特性。另外，政府要加大投入力度，包括财政支出和人力防控投入，配备专项资金，组建科研体系。对部分难以控制的物种根据其特性编制应急预案，一旦入侵植物出现大规模扩散或暴发时，启动不同规模的应急预案将损失降到最低。因此，在日常的农业生产中，要加强对菊科、苋科、禾本科杂草植物的监管及有效的生物防治；在引进外来植物物种时，要对来自美洲的植物特别是菊科植物加强风险评估及鉴定，以免造成生态、环境灾难及农业生产损失。

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