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裸柱菊在中国的入侵现状及展望

2022-12-07

农技服务 2022年8期
关键词:生物入侵农田杂草

刘 志

(贵州省贵阳市乌当区农业农村局,贵州 贵阳 550018)

从1958年动物生态学家ELTON C S 所著的《动植物的生物入侵》出版以来[1],世界各国对生物入侵重视度越来越高,一方面在于大多数生态系统在受到人类干扰后抵抗能力较弱,完整性受到极大破坏[2]。在过去十多年间,外来入侵物种的快速繁殖对全球经济和环境造成严重影响[3-4]。另一方面,伴随着全球一体化进程,不同区域之间人类频繁活动更是加剧了物种入侵进程。如何量化和评价生物入侵对生物多样性造成的威胁一直是科学界争论的问题[5]。对生物入侵潜在的影响做出评价非常重要,外来物种入侵通常对乡土物种发展具有负面影响,但其对环境与经济社会造成的影响在初期往往被忽略。入侵物种对其最先进入地区的影响往往是长期的,与气候、经济社会、森林覆盖、种群数量等密切联系[6]。为从源头上解决问题,科研工作者和政府决策者通过制定广泛的前边界入侵物种风险评估,用以预测哪些物种会被称为入侵物种[7]。虽然此类风险评估方法被广泛应用,但对降低生物入侵程度作用较为有限,需加强相关研究,提高其评估有效性[8-9]。在降低生物入侵程度上,主要采取的手段是在其入侵后治理和干预[6,10-11]。在全球经济高度一体化的背景下,外来物种与乡土物种混生,几乎在所有生态系统中都能发现其踪迹,人类在从事社会经济生产过程中无法排除外来物种的干扰[12],生物入侵问题成为21世纪五大环境问题之一[13]。

现有资料表明,我国共有入侵物种529 种,其中微生物、植物、动物分别有61 种、198 种、270 种,以陆生植物数量最多[14]。现今中国外来陆生植物数量达800余种,其中大多数物种入侵性尚不明确[15]。除人们较为关注的空心莲子草(Alternanthera sessilis)、水葫芦(Halerpestes cymbalaria)、紫茎泽兰(Eupatorium adenophora)、加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)等影响巨大的外来入侵植物外,应注意菊科植物裸柱菊泛滥程度在中国南方地区颇有燎原之势[11],近10年植物资源调查中多发现其身影,但由于裸柱菊较紫茎泽兰等著名入侵物种进入我国较晚,还未引起相关部门及学者的重视。该物种由美洲经由香港入侵大陆,但其发展速度较迅速,在21世纪初期西南地区的贵州省已见该物种的分布[16]。现主要在台湾、广东、海南、福建、湖南、浙江、安徽、江西、广西和贵州等地区广泛分布。对该物种的入侵管理和危害评估应引起足够重视,在其泛滥初期制定出评估和治理方法,同时加大对裸柱菊的治理预警与监测、资源开发利用。通过对裸柱菊入侵身份的确定、裸柱菊生物生态学特性、入侵状况、防治对策、开发利用等方面进行总结,为裸柱菊的治理预警与监测、资源开发利用提供参考。

1 裸柱菊入侵身份的确定

裸柱菊是菊科裸柱菊属植物,又名座地菊、九龙吐珠、七星坠地、七星菊和大龙珠草等。原产于澳大利亚、美洲大陆等地区,后被引进到国内[17]。我国产有8种裸柱菊属,其中裸柱菊为外来种,在野外作业中对其身份确定较为容易。1912年我国首次在香港发现,现已广泛扩散到华南、华中、西南等地区[18],其主要对农田麦类、蔬菜、油菜等经济作物造成较大影响。裸柱菊为区域恶性杂草,2002年被国家质量监督检疫管理局列为主要外来杂草和主要外来有害入侵植物。

2 裸柱菊生物生态学特性

2.1 植物性状

裸柱菊为1年生矮小草本。茎常短于叶、丛生、极短、平卧;叶互生、有柄,长5~10 cm,叶片2 或3 回羽状分裂,裂片线形,全缘或3 裂,被长柔毛或近无毛;头状花序近球形,无梗,聚生于茎基部,直径6~12 mm ;总苞片约2层,矩圆形或披针形,边缘干膜质;花托扁平;花异型;外围雌花数层,无花冠;中央的两性花少数,花冠管状,黄色,长约1.2 mm,常不结实。瘦果倒披针形,扁平,边缘具横皱纹的翅,长约2 mm,先端具宿存的芒状花柱和蛛丝状毛[19]。

2.2 生态学特征

蒋明[20]在裸柱菊生长发育规律的研究中发现,2-4月是裸柱菊快速生长期,4-5月裸柱菊分支数量和叶片增重较快。裸柱菊存在2个出苗高峰,分别为5月和12月,且5月的出苗数较12月的出苗数多。出苗的不整齐性,给防治工作带来一定困难。根据统计数据,裸柱菊在8-9月的出苗量几乎为0。在低温条件下,裸柱菊仍能出苗,高温干旱条件下不利于裸柱菊出苗。徐正浩等[21]对其生态位的研究发现,裸柱菊出现在荒地、绿化地、林下、水仙花地和菜地等5个生长环境中,菜地生境裸柱菊为优势种,说明其生长环境分布较广[16]。裸柱菊存在明显的地域性,目前对裸柱菊的研究集中在入侵杂草生态学等方面[22-26]。

2.3 生长繁殖机制

孙庆文等[16]研究发现,裸柱菊结实量大,种子多而细小,繁殖速度极快。蒋明[20]报道裸柱菊最喜的生长环境为农田、湖畔、湿地边缘地带,表现为高度湿生性。该物种喜生于较潮湿的湖边、河岸及农田等环境,其种子易被雨水和风力带至下游而迅速扩散,从而对农作物和生态环境造成危害。裸柱菊可进行无性繁殖,通过植株分株快速产生新个体。裸柱菊为1年生或越冬小草本,生活史对策偏向r对策[23],在新的环境中易快速建立起新的种群。通过有性或无性繁殖的方式繁殖,对于践踏等人为活动有较强抵抗性,还具有较强的杂草性[27-28]。

3 入侵状况

在1976年出版的《中国高等植物图鉴》第4 册和1983 出版的《中国植物志》73 卷中已收录该种,对其分布状况描述为广东、广西、四川、福建、云南、台湾等地。由各地方植物志可知,安徽[29]、北京[30]、贵州[31]、青海[32]、山东[33]、河北[34]、江苏[35]、新疆[36]、西藏[37]在其植物志编撰时期未见该物种分布,福建、海南、四川、广东、广西、云南[38-43]在植物志编撰时期已有该物种分布。2009年程元启等[44-45]对安徽升金湖国家级自然保护区水生植物调查发现裸柱菊的分布,这是安徽首次发现裸柱菊。孙庆文等[16]在贵州省中药资源考察过程中在贵州省贵阳市首次发现裸柱菊,经5年观察,其扩散趋势极强劲,2004年在红枫湖首次发现其踪迹;2006年在白花湖发现其踪迹,数量很少,仅零星分布在湖滩上;2009年7月再次对红枫湖和白花湖周边植被进行考察发现,裸柱菊在两湖周围的湖滩和农田里已广泛分布,且长势极好,大有迅速扩散之势。2005年前后,韦继光[46]在江苏发现裸柱菊的踪迹。在福建地区历年关于主要杂草的研究中均发现该物种在不同地区[47]不同类型的农田中广泛分布,已对当地经济作物造成一定威胁。欧健[48]在对厦门市入侵植物进行风险评价时已把裸柱菊列为入侵物种。马跃峰等[49-50]在广西地区对裸柱菊的调查发现,其出现频次高达62%,且危害指数较高;采用不同种类药剂对裸柱菊等杂草进行处理时,处理效果未达预期。谢红艳等[51]在湖南衡阳进行外来入侵物种调查发现,裸柱菊在南岳地区广泛分布。黄华等[52-53]在浙江金华地区发现,裸柱菊大量分布,甚至在人工景观中也发现其分布,对其进行重金属富集作用研究发现,其对Cu、Pb、Cr、Cd 有较强的耐受性和富集作用。张晓青等[54]对浙江丽水地区外来入侵物种的调查发现该物种大量分布。蒋明[20]在对丽水地区蔬菜地入侵杂草的研究一定程度上佐证该事实。这些调查表明裸柱菊在浙江省可能已大面积分布。葛刚等[55-56]在江西省鄱阳湖国家自然保护区和江艳等[57]在江西省九连山国家自然保护区均发现裸柱菊大量分布。严岳鸿等[58]在广东珠海、韶关、广州等地发现该物种大量分布。

我国地方植物志编撰时间大多集中在20世纪末至21世纪初,通过植物志和现有报道文献比较发现,上世纪末贵州、安徽、湖北、浙江、江苏、湖北、江西等地区并没有裸柱菊分布,但现已有大量裸柱菊,说明近30年该物种已在我国南方地区大量扩散。

4 防治对策

鲜见专门针对裸柱菊防治研究的文章,在部分农田杂草处理文献中有部分涉及裸柱菊。詹晖华[59]在烟田杂草防治技术中使用除芽通、敌草胺、F6285 对裸柱菊等杂草进行处理发现,敌草胺可湿性粉剂对裸柱菊的防治具有较好效果,且对经济作物生长的抑制作用较小。同时,通过银灰膜、配色膜黑色膜、普通膜等处理方法对裸柱菊等农田杂草的抑制作用进行研究发现,黑色膜处理对杂草防除效果最好,配色膜次之。黑色膜、配色膜和银灰膜由于反射和阻挡部分阳光射入膜内,阻碍膜内杂草生长,对膜内杂草生长有一定阻碍作用,处理后期膜内杂草大量枯死,表明在农田对裸柱菊的防治中可采取黑色地膜覆盖方法对其进行防治。徐海根等[60-61]发现,2% 2,4-D 丁 脂600~750 mL/hm2对 水450~600 L、二甲四氯、草坪宁对裸柱菊有一定防治效果。裸柱菊较喜砂质土环境,在农田菜地等形成优势种群,耕作等人为活动在一定程度上促进裸柱菊的传播。种子借助水流、风力等外力顺势传播到下游地区而迅速扩散[16,24],为切断其传播途径,应尽量减少在裸柱菊分布区的人为活动,同时对其及时清理和销毁。徐正浩等[21]建议在裸柱菊入侵数量不多、危害面积较少的地区,在其开花结果前将其人工拔除。由于裸柱菊可通过匍匐茎延伸进行无性繁殖,所以在拔除裸柱菊植株时,须将其根状茎挖出晒干或销毁。对处在结实期的裸柱菊,应先剪去其果实,并用袋子包好,避免果实大量落粒,随水流或借助风力传播,压低繁殖基数,并将种子销毁。由于裸柱菊的结实量大、种子多,且可进行无性繁殖,繁殖能力强,易再次生长蔓延,需长期防除。针对裸柱菊低温仍能出苗的特性,在冬季应加强对裸柱菊防治[61]。

5 开发利用

近年来,入侵植物的环境治理作用受到较大关注[62-63]。黄华等[52]研究表明,裸柱菊对重金属Cu、Pb 和Cd 有较强的吸收富集能力,其繁殖能力和对重金属的抵抗能力较强,可将其用于土地修复,治理土壤重金属污染。另外,裸柱菊全草入药具有解毒散结的功效,可治疗痈疮疖肿、风毒流注、痹疬和痔疮等[47]。裸柱菊的开发应用有利于“变害为宝”,对裸柱菊入侵治理带来积极效应。

6 结语

在近年来全国各地各类植物资源调查中,在诸多省区发现裸柱菊分布,其对农田作物的恶性竞争作用引起了相关部门警惕。应尽快组织有关专家及学者全面展开对裸柱菊的扩散途径、扩散范围、生态习性及危害程度等方面的调查,并作出科学评估。同时,开展综合防治研究,及时提出预防、控制及根除等方法措施,防止其大面积扩散。加强预警和监测,根据现有研究资料对裸柱菊可能入侵的省区,特别是南方省区,应根据各地实际情况制定预控方案,加强防范措施。对已入侵的浙江、贵州等省区,加强其种群监测,并对其入侵机制机理进行研究,控制其种群数量。检疫部门加强植物检疫,防止其繁殖体随农产品传播。另外,加大对裸柱菊的资源开发利用,特别是在环境治理和药用价值等方面,实现“变废为宝”,减少裸柱菊对环境的危害。

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