呼和浩特市本土草坪草與引進草坪草競爭特性研究進展

呼麗瑤　王雷　吳俊儀　王家元

【摘 要】本文綜述了呼和浩特市本土草坪草與引進草坪草競爭特性研究的科學意義，國內外研究現狀及研究展望。特色與創新之處在于：分析各種可控條件對本土草坪草與引進草坪草競爭、生存能力的影響，為探究有效保護本土草坪草、降低外來物種入侵率提供參考。

【關鍵詞】本土草坪草；引進草坪草；競爭特性；呼和浩特市草坪草

【Abstract】This thesis summarizes the significance of competitive characteristics of native and exotic turfgrass species research in Hohhot. And introduced the domestic and foreign research status and the research prospects of this research. Features and innovations： analysis of the impact of various controlled conditions on competition and viability of native and exotic turfgrass. species.Provides reference for exploring the effective protection of native turfgrass and reducing the rate of invasive species.

【Key words】Native turfgrass species； Exotic turfgrass species； Competitive characteristic； Hohhot turfgrass species

1 國內外研究現狀及發展動態

隨著外來物種的擴散及入侵，出現了全球生物群落同質化的現象，一些外來物種在與本土物種競爭過程中，通過獲得陽光、水分、營養及空間逐漸取代本土物種。生物入侵越來越多地引起人們的關注并成為研究焦點[1]。外來物種與本土物種的群落演化模式相似，并且，在某一生態系統中，生態位相同的外來物種與本土物種所起的生態功能也相同[2]。

部分學者試圖通過研究解釋外來物種具有哪些特性以及本地生物群落具有哪些特性才容易導致外來物種的入侵[3]，一些假說揭示了哪些植物群落更容易受到外來物種的入侵，例如：Davis and coworkers （2000）認為某一植物群落有未被利用的自然資源就容易被外來物種入侵[4]。也有研究認為，擾動是外來物種入侵的一個前提[5]等等。同時，也有一些學者對外來物種及本土物種的生物特性，包括光合能力、繁殖及擴散能力、種子建植模式等進行了對比分析，降水增加提高了生物種群的多樣性[6]。

外來物種之所以能夠替代本土物種，歸結起來，有以下幾種論點：a、外來物種缺少天敵[7]，使得外來物種生長及繁殖更加容易、競爭力更強。b、一些外來物種具有一些獨特的特性使得它們在同本地物種競爭中獲勝[8]。c、另外還包括：一些外來物種具有超強的競爭力；種子被采食幾率低；形態可塑性強，一些外來物種生長高度往往高于他們在本土種植時的高度且更具活力；生長迅速；自主擴散能力強[9]。

隨著人類農業、交通、旅游等事業的快速發展，使得各類生物物種突破各自原有的自然障礙迅速擴展開來[10]。例如：1991年，由于貨船壓艙水中含有霍亂弧菌被釋放出來污染了飲用水，導致一百萬秘魯人受到霍亂感染，其中一萬人死亡[11]。20世紀50年代，由于東非的維多利亞湖引入尼羅河鱸魚，在此后的幾十年間，導致該地區現代脊椎動物大量滅絕，其中，200多種當地特有魚種滅絕[12]。至20世紀90年代，僅在美國，每一年由于外來物種 （NIS）入侵導致的環境破壞及經濟損失就高達1370億美元[13]。2014年年初，美國陸軍工程兵就應奧巴馬的要求向美國國會提交了一份關于防止亞洲鯉魚進入美五大湖區的計劃，整個計劃預計將耗資180億美元，用25年建堤攔住亞洲鯉魚[14]。毫無疑問，外來物種 （NIS）入侵時是威脅本土生物物種多樣性及（擾亂本土）生態系統功能的重要原因[15]。例如，早年我國深圳地區作為觀賞及地被植物引進的植物薇甘菊、五爪金龍、三裂葉蟛蜞菊現已成為深圳乃至珠三角地區絞殺本土植物，威逼生態安全的頭號“植物公敵”[16]。 僅2004年，薇甘菊導致內伶仃島森林生態系統服務如涵養水源、固定CO 2、凈化大氣、減少病蟲害等方面功能下降造成的經濟損失為383萬-862萬元。生物多樣性下降造成的經濟損失為每年66萬-150萬元。估計全島年損失近450萬-1013萬元。粗略計算，2010-2013年度，僅中國購買引進草坪草種花費的外匯平均8500萬美元/每年[17]。作為生物基因池的組成部分，Ortega and Pearson（2005）希望外來物種能植根于本土植物群落，并在本土植物群落中扮演相同的角色[18]。

早期，Eltons（1958）生物抵制化假說（‘biotic resistance hypothesis）認為高的本土物種數量及豐富度會降低可利用資源的數量，從而降低外來物種入侵率[19]。最新研究共存的本土物種與外來物種豐富度關系（the native–exotic richness relationship 縮寫為NERR，該指數可以直接反映共存的本土物種與外來物種的競爭關系）的機理假說包括：環境適宜性假說（the favourable environment hypothesis） 和空間異質化假說（the spatial heterogeneity hypothesis）[20，21]。環境適宜性假說（the favourable environment hypothesis）主張認為，適宜的生長環境可以同時促進本土物種與外來物種的豐富度指數[20，21]。但也有學者認為環境適宜性假說（the favourable environment hypothesis）只考慮了理想環境條件，忽略了各個環境因子的變化而引起的系列變化[22，23]。空間異質化假說（the spatial heterogeneity hypothesis）目的是系統的了解各種生物及非生物因子變化對本土物種與外來物種豐富度的影響[21-23]，也就是對本土物種與外來物種競爭能力的影響。生物及非生物因子主要包括：景觀尺度變化及擾動理論（Disturbance System）下光照條件、土壤水分、土壤特性、植株密度、修剪頻度等等各個擾動因子（disturbance measure）的變化。隨著生物及非生物因子的變化，草坪草通過改變細胞結構及調節有機物的含量而影響植物生存能力[24-26]。

在我國，針對草坪業發展，草坪草各種條件的生理生化反應、抗逆性研究及轉基因研究的成果較多[27-30]；對本土草坪草的開發及推廣也有部分研究，但后續效果都并不明顯[31]。內蒙古地區本土草坪草——大青山草地早熟禾（poa pratensis L. CV.）由內蒙古農牧科學院通過采集野生草坪草經多年培育而成[32]。趙文麗等（2011）對內蒙古地區本土草坪草——野生羊茅（Festuca ovina L.）的一些特性及應用進行了研究[33]。

2 研究展望

目前，呼和浩特市及周邊地區所使用的草坪絕大部分是引進的草地早熟禾（PoaPratensis L.）（包括午夜2號、新哥來德、納蘇、肯塔基等）數個品種及少量高羊茅（Festuca arundinaces Schreb.）（包括獵狗5號、美洲虎4G、貝克等幾個品種）。引進的冷季型草坪草自播性很強，繁殖力旺盛，對周邊生態系統也具有很強的侵入性，破壞了本土城市及自然生態系統生物多樣性，典型現象是耗水耗肥，并引發化肥、農藥對環境的污染。同時，引進草坪草品種也消耗了我國大量的外匯。由于引進草坪草品種的大面積栽植，導致呼市城市綠地系統草坪層結構單一，并進而導致城市綠地系統功能不穩定，一旦發生引進草坪草的易感病、蟲害，就會導致同時期草坪草的大面積退化，城市綠地功能衰退。

因此，對呼市地區本土草坪草與引進草坪草的競爭特性進行研究從而降低本地區外來物種入侵率已經迫在眉睫。通過分析在環境適宜性假說及空間異質化假說前提下，本土草坪草與引進草坪草種的各種競爭組合模式生物多樣性的動態變化，得出各種可控條件對本土草坪草與引進草坪草競爭、生存能力的影響，探究有效保護本土草坪草、恰當控制引進草坪草的條件及措施，以維持本土草坪草與引進草坪草的和諧共存，并有效保護城市及自然綠地系統的生物多樣性，維護綠地系統功能的健全與穩定，是近些年，我國草坪與地被植物科研人員應重點關注的一個研究方向。

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[責任編輯：張濤]