鄉土災變藤本刺果藤的防控技術研究

宋雪，劉明輝，王輝，李瑜，昝啟杰

1. 深圳大學生命與海洋科學學院，廣東 深圳 518060；2. 深圳中綠環境集團有限公司，廣東 深圳 518016；3. 深圳市自然保護區管理中心，廣東 深圳 518031；4. 深圳小洲生態環境有限公司，廣東 深圳 518101

木質藤本是一類必須依靠其他植物或其他支持物的物理支撐才能到達森林冠層的木質植物，其獨特的生物學特性，常使它們在生態適應性和種間競爭上具有明顯優勢（祁承經等，2007；夏江寶等，2008；烏玉娜等，2011；劉晉仙等，2012）。木質藤本通常在樹冠上形成一層致密的“地毯”結構，與樹木競爭光資源（Van t al.，2009；陳亞軍，2008），還能夠吸收更深層土壤的水分，與樹木競爭地下水資源（Chen et al.，2015）。在一定程度上，木質藤本可降低樹木生長速度和抑制樹木再生，進而減緩森林更新（Alvira，2004；Sfair et al.，2015）。木質藤本的過量增加對次生林的正常生長有抑制作用，會降低喬灌木的多樣性與均勻度（林承博等，2020）。有研究發現，木質藤本對五椏果葉木姜子（Litsea dilleniifolia）群落樹木的死亡可能存在影響，但相關關系不顯著（P>0.05）（陸芳等，2021）。

刺果藤是梧桐科（Sterculiaceae）大型莖纏繞木質藤本，曾被記錄在廣州白云山和廣東佛山西樵山森林公園的有害種列表中（Peng et al.，2009）。在深圳羊臺山森林公園，刺果藤莖的生長速度大于喬灌木的生長速度，其枝條攀爬到樹木的冠層，形成厚30—50 cm常綠莖葉覆蓋層，造成層下的喬灌木生長不良、瀕于死亡或死亡，表明刺果藤已不再是森林植物群落中可以與其他物種長期共存的藤本植物（王海軍等，2016）。昝欣等（2017）利用踏查、無人機拍攝及航片識別等多種方式對深圳內伶仃島藤本植物全方面調查，調查結果表明刺果藤生境條件相差較大，土壤肥力和水分含量的差異都不構成刺果藤災變生長的因素，其已成為全島分布面積最大、危害最嚴重的鄉土藤本。人工割除刺果藤的藤莖，1年后地面的匍匐莖萌發新枝，可見單一的物理防治手段不能有效控制刺果藤的繁殖（王海軍等，2016）。總體而言，關于刺果藤的防控技術相關研究極少，目前尚未篩選防控刺果藤的有效途徑。本研究擬通過人工清除、化學防除和群落改造防控刺果藤的試驗，比較3種技術手段對刺果藤的防控效果和對植物群落物種組成的影響，旨在為刺果藤防控提供技術支持，以便大面積推廣應用，同時，也為有效控制其他大型的木質藤本提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

內伶仃島位于深圳市西南部的珠江口（113°46′18″—113°49′49″E，22°23′49″—22°25′35″N），陸地面積480 hm2，其東臨近香港11 km，北離深圳蛇口大約17 km，西間隔珠海24 km（藍崇鈺，2001）。雨水充沛，年降水量在1800 mm以上，降雨季節變化明顯、干濕季分明是內伶仃島降水的主要特點（藍崇鈺，2002）。地貌類型不復雜，由東灣、北灣、蕉坑灣、黑沙灣、水灣、南灣、鹿場等組成。植被覆蓋率在90%—94%，幾乎無裸地。島上藤本植物極其豐富，包括梧桐科刺果藤、蕓香科飛龍掌血（Toddalia asiatica）、豆科葛（Pueraria montana）、藤黃檀（Dalbergia hancei）、龍須藤（Bauhinia championii）、買麻藤（Gnetum montanum）等（昝啟杰等，2001）。

1.2 研究方法

2017年6月，在內伶仃島設置刺果藤人工清除、化學防除和群落改造防控刺果藤的試驗樣地（表1）。試驗樣地內刺果藤的莖與葉疏松交織成厚約50 cm的莖葉覆蓋層。在人工清除樣地內，刺果藤的蓋度 89.3%，其余樹種包括血桐（Macaranga tanarius）、臺灣相思（Acacia confusa）、白楸（Mallotus paniculatus）、藤黃檀（Dalbergia hancei）、羊角拗（Strophanthus divaricatus）、兩面針（Zanthoxylum nitidum）、海芋（Alocasia odora）、薇甘菊（Mikania micrantha）、蔓生莠竹（Microstegium fasciculatum）等。在化學防除樣地內，刺果藤的蓋度 99%，其余樹種為棕櫚科刺葵（Phoenix hanceana）和天南星科野芋（Colocasia antiquorum）。另外，刺果藤覆層下方分布著極少量的長勢不佳的鄉土植物。在群落改造樣地內，刺果藤的蓋度99%，其余樹種為臺灣相思和白楸。

表1 刺果藤的防控試驗設計Table 1 The experimental design of the control of Byttneria grandifolia

1.2.1 人工清除

在東灣度假村南側建立300 m2的刺果藤人工清除樣地，設置3個10 m×10 m樣方。每個樣方的四周設置了圍網，相鄰樣方間隔50 cm。在離地<20 cm處用砍刀割斷刺果藤的地上藤莖，藤莖留在清理點。在清除刺果藤0、10、30、60 d后調查刺果藤的蓋度，并計算刺果藤的殺滅率。計算公式如下：

式中：

P——刺果藤的殺滅率（%）；

A——防控后刺果藤的蓋度（%）；

B——防控前刺果藤的蓋度（%），蓋度是指刺果藤地上部分垂直投影面積占樣地總面積的百分比。

1.2.2 化學防除

在焦坑灣建立900 m2刺果藤化學防除樣地，設置3個30 m×10 m大樣方，每個大樣方再分為10 m×10 m小樣方。每個樣方的四周設置了圍網，相鄰樣方間隔50 cm左右。試驗藥劑為以質量分數（w）為25%滴酸·氨氯吡水劑（25%2, 4-D picloram），有效活性成分為2, 4-滴和氨氯吡啶酸，由西安近現代化學研究所提供。前期噴施 25%滴酸·氨氯吡水劑 2—5 L·hm?2后，刺果藤的葉干枯率<50%，結果發現，使用該劑量的 25%滴酸·氨氯吡水劑未能完全殺滅刺果藤。為進一步探究25%滴酸·氨氯吡水劑的最佳施藥量（商品量），設置劑量分別為 10、20、30 L·hm?2。選擇晴朗無風的天氣，采用機動噴霧器將藥液均勻噴灑到樣地內所有植物的葉面和藤莖上，至葉面和莖部滴水為止。機動噴霧器的施藥量為12 L·hm?2。在噴藥0、30、45、90、365 d調查樣地內刺果藤的藥害程度和其他植物恢復情況，并計算刺果藤的殺滅率。

根據噴藥后樣地內的刺果藤的藥害程度分為 4個等級。描述如下：Ⅰ表示輕度藥害，指植物葉片萎蔫和枯黃，0<葉干枯率≤25%，嫩莖受藥害較小，老莖未受藥害；Ⅱ表示中度藥害，指植物葉片嚴重萎蔫，25%<葉干枯率≤50%，頂端嫩枝干枯較明顯；Ⅲ表示嚴重藥害，指50%<葉干枯率≤75%，嫩枝明顯干枯；Ⅳ表示極嚴重藥害，指 75%<葉干枯率≤100%，植物大部分死亡或完全死亡。

1.2.3 群落改造

在焦坑灣設置 2000 m2刺果藤群落改造樣地（圖1）、化學防除樣地和群落改造樣地，彼此獨立。試驗設置3個重復，每個重復設群落改造處理區域。由于刺果藤莖葉覆蓋層較厚，人工清理刺果藤難度大，群落改造需先采用化學防除后再進行林地清理，最后種植適宜的改造樹種，具體的技術流程如下，（1）藥劑防治：以41%草甘膦（Glyphosate）為試驗藥劑，噴施41%草甘膦20 L·hm?2于刺果藤莖葉上至葉面和莖部滴水為止。草甘膦屬于內吸傳導型滅生性除草劑，其毒性較小，且接觸土壤后能夠迅速降解失去活性，無農藥長時間殘留的問題，曾用于防控大型鄉土木質藤本金鐘藤（Merremia boisiana）效果較好（喬保勇等，2009）。本研究所設草甘膦的濃度參考喬保勇等（2009）采用草甘膦防控金鐘藤的濃度。（2）林地清理：沿山坡等高線帶狀人工清理刺果藤，平均帶寬設置為1.5 m。（3）替代防治：在清理后的區域按1.5 —2.0 m×0.5—1.0 m的株距和行距混合種植 1.5—3 m的血桐（Macaranga tanarius）、陰香（Cinnamomum burmannii）和潤楠（Machilus nanmu）3種鄉土速生植物（圖1）。（4）后期撫育：清除薇甘菊、五爪金龍（Ipomoea cairica）和龍珠果（Passiflora foetida）等雜草，人工撫育不低于 2 time·a?1，撫育周期1—2 a。在種植刺果藤165 d和365 d后，隨機調查樣地內8個5 m×5 m樣方內刺果藤蓋度和其他植物（包括人工種植的血桐、陰香、潤楠及新出現的植物）的蓋度。統計樣地內新增加的植物種類和數量。

圖1 實施群落改造措施前后對比效果Figure 1 Contrast effects before and after the implementation measures of forest community reconstruction

1.3 統計分析方法

采用單因素方差（One-way ANOVA）分析不同時間人工清除刺果藤的殺滅率和不同劑量的 25%滴酸·氨氯吡水劑對刺果藤的殺滅率。顯著性差異設定為P<0.05，全部分析應用SPSS 19.0統計軟件完成。所有統計圖應用GraphPad Prism 5.0軟件繪制。

2 結果與分析

2.1 刺果藤的人工清除

隨著人工清除時間的延長，刺果藤的殺滅率降低（圖2）。人工清除刺果藤10 d后，殺滅率為98.89%±1.11%（平均值±標準誤差）；人工清除刺果藤30 d后，殺滅率為91.45%±1.16%；人工清除刺果藤60 d后，殺滅率為36.94%±1.95%。人工清除刺果藤 60 d，殺滅率顯著低于 10 d和 30 d（P<0.05）。調查發現，刺果藤被清除無根的殘株重新萌發或復活率極低，不到 5%，但根部植株殘體（直接與根部相連的基莖或是埋入地下部分已長出須根的莖干）的重新萌發率超過60%。這說明通過人工清除的方式既不能殺死刺果藤，又不能抑制其營養生長。

圖2 人工清除刺果藤的殺滅率Figure 2 Killing rate of manual removal of Byttneria grandifolia

2.2 刺果藤的化學防除

2.2.1 25%滴酸?氨氯吡水劑對刺果藤的防除效果

隨著噴藥時間的增加，相同劑量的藥劑對刺果藤的殺滅率增大；隨著藥劑劑量加大，相同時間下藥劑對刺果藤的殺滅率也隨之增加（圖3）。噴藥30 d后，25%滴酸·氨氯吡水劑 30 L·hm?2對刺果藤的殺滅率顯著高于25%滴酸·氨氯吡水劑10 L·hm?2和20 L·hm?2（P<0.05）；噴藥45 d后，25%滴酸·氨氯吡水劑 20 L·hm?2和 30 L·hm?2對刺果藤的殺滅率顯著高于 25%滴酸·氨氯吡水劑 10 L·hm?2（P<0.05）；噴藥90 d后，25%滴酸·氨氯吡水劑20 L·hm?2和 30 L·hm?2對刺果藤的殺滅率達 (100%±0.00%)，25%滴酸·氨氯吡水劑 10 L·hm?2對刺果藤的殺滅率為 (91.22%±0.66%)；噴藥365 d后，25%滴酸·氨氯吡水劑能完全殺滅刺果藤。

圖3 25%滴酸·氨氯吡水劑對刺果藤的殺滅率Figure 3 Killing rate of 25% 2, 4-D picloram aqueous solution to Byttneria grandifolia

2.2.2 25%滴酸?氨氯吡水劑對刺果藤的藥害程度

隨著噴藥時間的增加，相同劑量的藥劑對刺果藤的藥害程度增加；隨著藥劑量加大，相同時間下藥劑對刺果藤的藥害也隨之增加（表2）。噴藥30 d后，25%滴酸·氨氯吡水劑 10 L·hm?2對刺果藤造成Ⅱ級藥害，刺果藤葉干枯率為30%—40%，嫩枝稍有脫水現象；25%滴酸·氨氯吡水劑20 L·hm?2和30 L·hm?2對刺果藤藥害等級上升至Ⅳ級，刺果藤的葉干枯率達85%以上，嫩枝明顯干枯。噴藥45 d后，25%滴酸·氨氯吡水劑10 L·hm?2對刺果藤造成Ⅲ級藥害，刺果藤的葉干枯率為75%左右，嫩枝明顯干枯，但老莖未枯；25%滴酸·氨氯吡水劑 20 L·hm?2和 30 L·hm?2對刺果藤等級為Ⅳ級，刺果藤葉干枯率達 95%以上，絕大部分地上部死亡。噴藥 90 d后，25%滴酸·氨氯吡水劑 10—30 L·hm?2對刺果藤造成Ⅳ級藥害，具體表現為 10 L·hm?2處理組使刺果藤葉干枯率達95%以上，嫩枝基本死亡，極少部分老莖未枯死；20 L·hm?2和 30 L·hm?2處理組使刺果藤葉干枯率100%，地上部分完全死亡。噴藥365 d后，樣地內未發現刺果藤萌發苗，刺果藤完全死亡。

表2 25%滴酸·氨氯吡水劑對刺果藤的藥害等級Table 2 Phytotoxicity grade of 25% 2, 4-D picloram aqueous solution on Byttneria grandifolia

2.2.3 25%滴酸?氨氯吡水劑對群落物種組成的影響

在噴藥0、30、45、90、365 d調查樣地內其他植物恢復情況。噴藥30—90 d后，其他植物未恢復。噴藥365 d后，25%滴酸·氨氯吡水劑10 L·hm?2處理組的樣地內新增物種數為 17種，其中闊葉植物種16種，禾本科植物種 1種；25%滴酸·氨氯吡水劑20 L·hm?2處理組的樣地內新增物種數為7種，其中闊葉植物種 5種，禾本科植物種 2種；25%滴酸·氨氯吡水劑 30 L·hm?2處理組的樣地內新增物種數為4種，其中闊葉植物種4種，未發現禾本科植物。25%滴酸·氨氯吡水劑30 L·hm?2處理組的樣地內新增的植物是血桐、薇甘菊、山黃麻（Trema tomentosa）和藤黃檀。25%滴酸·氨氯吡水劑10 L·hm?2處理組的優勢種是禾本科狗牙根（Cynodon dactylon）和血桐，兩者的蓋度分別約為55%和30%，其余為刺果藤的枯枝。25%滴酸·氨氯吡水劑20 L·hm?2處理組的優勢種是血桐和野芋，兩者的蓋度分別約為20%和15%，其余為刺果藤的枯枝。25%滴酸·氨氯吡水劑 30 L·hm?2處理組的優勢種是血桐和藤黃檀，兩者的蓋度分別約為15%和30%，其余為刺果藤的枯枝。雖然在 25%滴酸·氨氯吡水劑 20 L·hm?2和 30 L·hm?2處理組的空地上有大量的刺果藤枯枝，但刺果藤均未重新萌發。

2.3 群落改造對刺果藤的防控

2.3.1 刺果藤及其他植物的生長情況

在群落改造防控樣地中，采用 41%草甘膦 20 L·hm?2對刺果藤進行防治，噴藥30 d后，41%草甘膦對刺果藤造成Ⅰ級藥害（輕度藥害），主要表現為刺果藤莖尖嫩葉稍有萎蔫，葉干枯率約為 5%，這說明草甘膦并不適合用于防控刺果藤。通過人工清理刺果藤藤莖再種植血桐、陰香和潤楠鄉土速生植物，種植30 d后，刺果藤重新萌發，這說明群落改造初期還是存在刺果藤復發的情況。

在群落改造防控165 d和365 d后，調查了8個 5 m×5 m樣方的刺果藤蓋度和其他植物總蓋度（圖4）。結果表明，群落改造165 d后，刺果藤蓋度約為65%—88%，其他植物蓋度為8%—30%，刺果藤蓋度與其他植物的總蓋度呈極顯著負相關，表明刺果藤蓋度明顯大于其他植物總蓋度，群落改造防控刺果藤的效果不明顯（F=27.56**，P<0.01），直線回歸方程為y= ?0.875x+84.13（r2=0.8212，n=8）。群落改造365 d后，刺果藤蓋度為0—15%，其他植物蓋度為75%—95%，刺果藤蓋度與其他植物總蓋度呈極顯著負相關，表明刺果藤蓋度遠遠不及其他植物蓋度，群落改造防控刺果藤的效果明顯（F=70.66***，P<0.001），直線回歸方程為y=?1.163x+94.58（r2=0.9217，n=8）。總體而言，隨著群落改造時間的增加，刺果藤蓋度逐漸降低，其他植物總蓋度顯著增加，群落改造防控刺果藤的效果已顯現。

圖4 實施群落改造措施后刺果藤蓋度與其他植物蓋度的相關關系Figure 4 Coverage of Byttneria grandifolia-other plants relationship after the implementation measures of forest community reconstruction

2.3.2 群落改造防控對群落物種組成的影響

在群落改造防控165 d后，樣地內新增植物種數為 18種。樣地內除血桐、陰香和潤楠以外，還增加了9種喬灌木，9種草本植物。喬灌木主要包括桑科對葉榕（Ficus hispida）、大戟科山烏桕（Triadica cochinchinensis）、山黃麻、五加科黃毛楤木（Aralia chinensis）等。草本植物主要包括錦葵科白背黃花棯（Sida rhombifolia）、龍珠果、爵床科山牽牛（Thunbergia grandiflora）、薇甘菊等。這表明該生境中土壤種子庫是比較豐富的。群落改造365 d后，樣地內的喬灌木覆蓋率達95%以上。群落改造樹種血桐高達5 m左右，白楸、山黃麻和對葉榕等喬灌木高達2.5—7 m。

3 討論

3.1 人工清除刺果藤

目前普遍采用的地毯式砍伐手段雖能迅速降低木質藤本的蓋度數量，但成本較高（陳亞軍，2008）。本研究表明，采用人工清除的方式控制刺果藤，直接與根部相連的基莖或是埋入地下部分已長出須根的刺果藤莖干重新萌發，且萌發率高于60%。這與王海軍等（2016）對刺果藤進行人工割除管控試驗結果一致。這說明了采用單一的人工清除手段很難有效遏制刺果藤的蔓延，若要通過人工清除的技術手段對刺果藤達到長期的防控效果，除了要割除地上部分莖干外，還需清除地下根系，該工作量大，需花費巨額的人力、物力和財力。因此，不建議人工清除刺果藤，但在小面積區域、或不適合進行化學防治的保護地、或有些緊急情況下還是可以采用人工清除防治刺果藤。

3.2 化學防除刺果藤

化學防除是操作簡單、成本相對較低和見效快的技術手段（李建榮，2004）。目前，關于刺果藤的防控技術研究尚未見報道。本研究將結合鄉土災變木質藤本金鐘藤的化學防除方法進一步探討。金鐘藤可通過匍匐莖的伸長和分支生長迅速覆蓋生境，往往通過較高的表型可塑性來適應多樣的生境條件（吳林芳等，2007；黃喬喬等，2015）。梁瑋莎等（2012）采用森草凈（Sulfometuron-methyl）和2, 4-滴等藥劑防治金鐘藤，噴藥后只能使其葉片和嫩枝枯死，但木質化程度較高的藤莖并未死亡。另有一些研究者把草甘膦和 2, 4-滴混合噴施于金鐘藤，噴藥30 d后，金鐘藤的的不定根深入地下重新占領該生境（王伯蓀等，2009）。這說明不是任何除草劑都能有效防治有害木質藤本。徐聲杰（1994）采用10%草甘膦15 L·hm?2兌水，并加72%2, 4-丁酯1.5 L的混合藥液防治金鐘藤，待莖葉干枯后噴 25%威爾柏（Vezpr）5 L·hm?2，試驗 1年后，該方法雖然對金鐘藤的防控效果達 100%，但使用劑量高，操作復雜，需進行多次噴藥。本研究在群落改造防控中，采用41%草甘膦20 L·hm?2對刺果藤進行防治，其莖尖嫩葉稍有萎蔫，這說明草甘膦不適合作為刺果藤的防除藥劑。在化學防除試驗中，25%滴酸·氨氯吡水劑 10 L·hm?2對刺果藤的殺滅率達100%，而且25%滴酸·氨氯吡水劑10 L·hm?2處理組樣地內新增物種的數量大于 25%滴酸·氨氯吡水劑 20 L·hm?2和 30 L·hm?2處理組，這說明 25%滴酸·氨氯吡水劑10 L·hm?2處理組對樣地內其他植物的藥害程度較小。探究25%滴酸·氨氯吡水劑的主要成分，氨氯吡啶酸具有低毒、高效、傳導速度快等特點，對闊葉雜草防治效果顯著，2, 4-滴對禾本科植物較為安全（趙丹陽，2012；朱文達等，2019）。因此，本研究建議把25%滴酸·氨氯吡水劑作為防治刺果藤的優選藥劑，推薦劑量為10 L·hm?2。在往后的研究中，在保證良好的殺滅率的前提下進一步降低藥劑的施藥量，最大程度減少藥劑對環境的負面影響。

3.3 群落改造對刺果藤的防控效果

群落改造防控是通過對原有植物群落進行人為干預，營造出不利于刺果藤生長的群落及生境來提高群落結構多樣性和抗干擾能力（昝啟杰等，2010；李鳴光等，2012）。本研究結果表明，群落改造前，刺果藤蓋度為99%，刺果藤為優勢種，樣地內的物種較為單一，這可能是因為刺果藤搶占了樣地內的環境資源，尤其是上層空間以光照，使得其他植物無法正常生長。群落改造165 d后，刺果藤蓋度明顯大于其他植物蓋度，群落改造365 d后，刺果藤蓋度遠遠不及其他植物蓋度，隨著改造時間的增加，防控刺果藤的效果逐漸顯現出來，今后仍需進行長期的監測來探究群落改造的防控效果。群落改造初期雖然刺果藤的殘株重新萌發，但是隨著其他植物的快速生長，刺果藤幼苗找不到攀援物，基本會匍匐生長，很難在長時間形成厚莖層。王勇軍等（2016）研究刺果藤災變產生的機理，結果表明，刺果藤割除后到其覆蓋層再次形成耗時較長，該觀點與本文觀點基本一致。另外，血桐、陰香和潤楠雖可作為群落改造的優良樹種，但樹種較少，今后仍需篩選出更多的改造樹種，營造抵御有害藤本的植物群落。

4 結論

本研究表明：（1）人工清除防控刺果藤的效果較差，不能有效遏制刺果藤的蔓延；（2）能有效殺滅刺果藤且對其他植物藥害較小的藥劑是25%滴酸·氨氯吡水劑，推薦劑量為 10 L·hm?2；（3）可選擇血桐、陰香和潤楠作為群落改造防控的樹種，改造365 d后樣地內喬灌木覆蓋率達95%以上，植物種類增加了 21種。因此，建議以防治刺果藤為目的的林地，可采用 25%滴酸·氨氯吡水劑 10 L·hm?2防治刺果藤；綜合考慮保護和恢復生態系統物種多樣性，宜選擇血桐、陰香和潤楠作為群落改造防控刺果藤的鄉土樹種；對于不方便使用除草劑的地區防治刺果藤，可采用人工清除。