天津地区冷季型绿化草坪初春杂草种群构成及优势度分析

张锦伟， 刘亦学， 于金萍， 张 惟， 谢亚琼， 葛宁宁

(1. 北京农业信息技术与研究中心， 北京100193; 2. 天津市植物保护研究所， 天津300384; 3. 北京颖泰嘉和生物科技股份有限公司， 北京102206; 4. 北京农禾之家咨询服务中心， 北京100062)

草坪是城市绿地系统的最重要、最基础组成部分，它以改善城市自然生态和生活环境为主要功能和目的，是现代城市生活和生产不可缺少的组成部分，具有稳定持久的环境、社会和经济效益，因而越来越受到人们的重视[1]。草坪业在发达国家是一个重要的产业，并处于快速发展之中，我国草坪业起步较晚，但随着我国城市化进程的加快，在短短几十年中得到了快速发展，尤其是近10年，无论数量还是质量，都取得了飞速发展和长足进步[2]。但就我国目前草坪业发展现状来看，各地多只注重草坪建植的数量，而忽视建坪后的管理。草坪建植后因管理不善或根本不管理而造成杂草的滋生和蔓延，加快草坪衰退速度，造成重大损失。杂草具有生长快、种类多、数量大的特点，一旦侵入草坪，如不及时防除，势必与主栽草竞争光、肥、水，侵占主栽草种生长空间，而且很多杂草作为病虫的中间寄主还会引致草坪病虫害的发生，严重影响草坪的正常生长，导致草坪的观赏价值降低，使用寿命缩短[3-4]。我国幅员辽阔，各地气候条件相差很大，草坪草按照地理分布和对温度的适应性分为冷季型草坪草和暖季型草坪草，黄河以北的北方地区主要种植冷季型草坪[1]。不同地区草坪杂草的种群构成和发生情况都各不相同，据统计，我国草坪杂草种类约有450种之多，分属45科、127属，其中主要杂草种类有60种[5]；同一地区不同季节草坪杂草的种群构成和发生情况也并不相同，如梁巧玲等[6]研究表明伊宁地区，4-5月和9-10月是杂草发生的两个高峰期。

了解本地区特定时间段的杂草种群构成和发生情况对于提高草坪杂草的针对性防治具有重要意义。本研究对我国北方冷季型草坪主要杂草的发生情况进行调查研究，旨在了解本地区初春草坪杂草的种群构成情况并初步分析影响杂草发生的相关原因，为下一步的针对性防治提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 调查样点概况

为了保证调查取样的代表性和普遍性，本研究分别从天津地区位于不同方位的蓟县(3个)、宝坻区(2个)、宁河区(2个)、东丽区(2个)、西青区(3个)、北辰区(2个)、武清区(3个)、静海县(2个)、滨海新区(分为大港和塘沽，共4个)等9个不同区县随机选定23个草坪样地作为调查样点，样点具体地理位置、草坪种类及其使用类型如表1所示。

表1 天津地区冷季型草坪春季杂草发生调查样点分布Table 1 Survey sites of weed infestation in cool-season turfgrass in the early spring in Tianjin

1.2 调查方法

于2015年和2016年4月上旬分别对选定的23个不同调查样点进行杂草发生调查，样地面积均大于667 m2，对每块调查样地随机选取一定数量(2015年为15个，2016年为12个)的0.25 m2的样框作为调查样本框，记录样本框内杂草种类、密度、每种杂草相对于草坪草的相对高度、每种杂草在样本框内的盖度比例(全覆盖为1)。调查期间同时记录样地草坪的建植年限、草坪草种类和使用类型，以及草坪的管理水平等指标。

1.3 数据分析

为了量化结果，参考Thomas的数据统计分析方法对调查所得的杂草种类数、杂草密度、相对高度和相对盖度等数据进行整理，运用乘积优势度、田间均度、田间密度、田间频率、相对多度和重要值等参数[7]进行统计分析，具体计算方法按如下公式进行。每种杂草的优势度用重要值指标衡量，每个调查样点杂草的发生强度用所有发生杂草的优势度之和衡量。

乘积优势度(MDR)：

MDR=(相对高度×相对盖度)×100%

重要值(MDK)：

MDK=(某一杂草的MDR/∑群落中主要植物的MDR)×100%

重要值≥10%为重要杂草；1%≤重要值<10%为主要杂草；重要值<1%为次要杂草[8]；

相对高度：以草坪草高度为参照的杂草0～1的高度估值；相对盖度：以单位面积0.25 m2样方范围内杂草覆盖度所占0%～100%的估值。

RA=RF+RU+RD

RF=(某种杂草的频率/各种杂草的频率和)×100%

RU=(某种杂草的均度/各种杂草的均度和)×100%

RD=(某种杂草的平均密度/各种杂草的密度和)×100%

以上公式中，n为调查田块数，15为调查的样方数；Xi为某种杂草在调查田块中出现的样方次数；Di为某种杂草在调查田块i中的平均密度(株·m-2)；Yi为某种杂草在调查田块i中的频率，为1或0。RA为某种杂草的相对丰度；RF为相对频率；RU为相对均度；RD为相对密度。

2 结果与分析

2.1 杂草种群构成

综合2年调查结果，天津地区早春季节冷季型草坪地内杂草种群共由37个不同种构成。从杂草生活史来看，多年生杂草17种，占45.9%，一年生杂草20种，占54.1%；从杂草系统分类来看，37种杂草分属于14个不同科，其中以菊科杂草(16种)和十字花科(5种)为主，分别占总数的43.2%和13.5%，旋花科、蓼科、藜科等其它12科为辅；从杂草防治的角度来看，阔叶杂草35种，占总数的94.6%，禾本科杂草仅有多年生的芦苇和狗牙根，占总数的5.4%(表2)。可见，该时期冷季型草坪中杂草以一年生阔叶杂草为主，主要杂草中菊科杂草占比最多。

2.2 杂草优势度分析

综合两年的调查数据分析，根据对23个不同调查点37种不同杂草田间均度、田间频率以及田间密度3项指标的分析结果表明：苦荬菜(IxerispolycephalaCass.)、附地菜(Trigonotispedunclaris(Trev.) Benth.)、蒲公英(TaraxacummongolicumHand.-Mazz.)、旋覆花(InulajaponicaThunb.)、泥胡菜(HemisteptalyrataBge.)、打碗花(CalystegiahederaceaWall.)、车前(PlantagoasiaticaL.)和独行菜(LepidiumapetalumWilld.)是早春季节天津地区相对丰度值排名前八位的杂草，尤其是苦荬菜和附地菜是该时期草坪地的最常见杂草。从八大杂草生活史来看，八大杂草中多年生杂草和一年生杂草各4种；从八大杂草的科学分类情况来看，八大杂草分属5个不同科，其中菊科杂草4种，为优势科，紫草科、旋花科、车前科、十字花科各1种，为从属科；从杂草防治的角度来看，八大杂草均为阔叶杂草(表3，表4)。

表2 天津地区冷季型草坪春季杂草种群构成情况Table 2 Weed community composition in cool-season turfgrass in the early spring in Tianjin

为更深入反映不同种杂草在种群中的生态位以及与草坪草的竞争能力情况，我们同时采用杂草重要值(MDK)来分析种群中杂草的优势度情况，根据上述判定标准，综合两年调查数据分析发现，该种群中重要杂草有3种，为苦荬菜、附地菜和蒲公英，其两年的重要值均大于10；主要杂草(1%≤重要值<10%)两年均为15种；次要杂草(重要值<1%)2015年为15种，2016年为14种。两年中重要值均排名前十的杂草为苦荬菜、蒲公英、附地菜、独行菜、泥胡菜、打碗花、旋覆花和车前，共8种，该8种杂草与上述根据相对丰度排名得出的结果相同(表3，表4)。重要杂草的发生应该引起我们足够的重视，必要时应该采取相应的防治措施。

表3 2015年天津地区冷季型草坪春季杂草优势度分析Table 3 Dominance analysis of weed in cool-season turfgrass in the early spring of 2015 in Tianjin

注MDK指杂草的重要值

Note:MDKindicate the importance value of the weed

表4 2016年天津地区冷季型草坪春季杂草优势度分析Table 4 Dominance analysis of weed in cool-season turfgrass in the early spring of 2016 in Tianjin

续表4

2.3 杂草发生强度差异分析

结合分析各调查样点草坪草品种、草坪建植年限和管理水平等影响因素，各调查样点两年内发生杂草强度的统计结果表明：就草坪草而言，本研究中2个早熟禾草坪样地和1个早熟禾与高羊茅混播样地杂草发生强度均较大；草坪建植年限越长，管理越粗放则杂草发生强度越高，如蓟县城东、小淀公园等；而新建植草坪杂草发生强度较低，如梅厂商品交易市场和宝坻朝阳大道(表5)。

表5 天津地区23个调查样点冷季型草坪初春杂草发生强度Table 5 Weed infestation intensity of 23 survey sites in cool-season turfgrass in the early spring in Tianjin

注：*代表每个调查样点所有发生杂草的优势度之和

Note:*Means the sum of the dominance value(MDR) of all the weeds infested in the site

3 讨论

随着人们对草坪杂草防治工作的逐渐重视，国内有关草坪杂草研究的报道逐渐增多。截至目前国内共有新疆[9]、广西[10]、江苏[11]、辽宁[12]、北京[13]、贵州[14]、内蒙古[15]等超过56个不同省市和地区对不同种类草坪在不同时期杂草的种群构成、发生和防治情况进行了研究。魏雪生等[16]于1997年报道了天津市区不同使用功能草坪内杂草的发生情况。本研究在其研究基础上扩大调查范围和尺度，重点针对初春时期进行多样点调查，并综合运用杂草重要值和相对丰度两项指标量化分析归纳出了本地区在初春季节常见的且发生强度较大的八大杂草，并且两项指标得出的分析结果一致，具有很强的可靠性，这为以后的草坪杂草种群量化分析提供了方法依据，并且在生产上对提高早春季节杂草防治的针对性具有重要意义。此外，本研究的结果显示该时期草坪以阔叶杂草为主，禾本科杂草很少，并且根据杂草相对丰度和重要值总结归纳出的本地区常见的八大杂草均为阔叶杂草，这与崔延堂等[17]对西安地区冷季型草坪春季杂草种群构成的调查结果类似。明确特定时期的重要杂草组成对提高杂草防治的针对性具有重要意义，本研究仅调查了初春时节草坪地内的杂草种群构成和发生强度，而对后续夏季以及秋季草坪杂草发生的调查研究还有待于进一步的工作开展。

草坪杂草的发生危害程度受多方面因素影响，本研究初步从草坪草种类、草坪建植年限和管理水平3个方面综合分析了影响杂草发生的关键因素。本研究中2个早熟禾草坪和1个早熟禾与高羊茅混播草坪样地杂草发生均较严重，这可能与早熟禾在本地区的耐旱性、耐寒性[18]和耐盐性[19]均较高羊茅差有关，因此生长势更弱，更易遭受杂草侵害。此外，建植年限越长、管理越粗放(缺乏必要的灌溉和修剪等)则杂草发生越严重，反之则发生危害较轻。但也有部分管理水平中等甚至优良的样点杂草发生也处于中等水平(如东丽湖样点和西双塘景区样点)，这主要是因为在管理过程中对草坪地内部分因死亡出现的裸斑地块缺乏及时、合理的草坪补种工作，为杂草的滋生提供了有利的空间条件。因此在草坪管理过程中，除了需要进行科学合理的浇水、施肥以及修剪等工作，对因各种原因造成草坪草死亡形成的裸斑也要进行及时、合理的补种，以免造成杂草的滋生危害。

4 结论

为了提高冷季型草坪春季杂草防治的针对性，本研究分别于2015年和2016年的初春对天津地区9个区县23个不同的草坪样点进行了杂草发生情况的实地调查。结果表明，本地用于绿化的冷季型草坪初春杂草种群共由14科37种杂草构成。从杂草生活史来看，多年生杂草17种，占45.9%，一年生杂草20种，占54.1%；从杂草系统分类学来看，菊科杂草(16种)和十字花科(5种)为主，分别占总数的43.2%和13.5%；从杂草防治的角度来看，阔叶杂草35种，占94.6%，禾本科杂草仅2种，占5.4%；运用相对丰度和重要值两项指标进行杂草发生的量化分析，结果均表明，天津地区早春最常见和危害程度最高的八大杂草是苦荬菜、附地菜、蒲公英、旋覆花、泥胡菜、打碗花、车前和独行菜，一年生和多年生杂草各4种，均为阔叶杂草。本研究初步分析了草坪草种类、建植年限以及管理水平3项因素对杂草发生的影响作用，结果表明，与高羊茅草坪相比早熟禾草坪杂草发生更严重且建植年限越长、草坪管理越粗放杂草发生越严重。