細莖針茅的園林應用、生物學和生態學特性及風險評估

陳 超， 滕文軍， 武菊英

(北京市農林科學院北京草業與環境研究發展中心，北京 100097)

細莖針茅(Stipatenuissima)為禾本科多年生草本植物，原產于南美洲的阿根廷、智利和北美洲的墨西哥及美國南部地區，自然分布于空曠田野、開闊林地及巖石坡地[1]。細莖針茅植株密集叢生，株高60～70 cm；葉片細長，成弧形彎曲；圓錐花序開展，花序初期銀白色，后期變成草黃色。在我國南方地區，細莖針茅基本保持常綠狀態[2]；在北方地區，其花期從6月持續到9月，觀賞期約220 d，可保持到冬季[3]。細莖針茅在干燥、排灌條件良好的土壤中生長茂盛，較為耐旱、喜光，也耐輕度遮陰，具有一定的耐鹽堿性。在我國的園林綠化(尤其是生態園林)中，將其與巖石等硬質材料配置在一起，可以起軟化硬質線條的效果，群植效果則更壯觀[1]。隨著時間的推移，細莖針茅在我國的園林綠化中將有更廣泛的應用，其應用范圍和配置方式也將更多樣化。

細莖針茅大約在2000年前后引入我國，關于細莖針茅的研究涉及園林應用和適應性評價[2-5]、抗逆性研究[1，6]等。國際上，關于細莖針茅的研究主要有培養基質[7]、種子萌發特征以及入侵性和防控[8-9]等方面。

鑒于細莖針茅在我國園林應用中日漸普及以及其可能存在的入侵風險，需要對其潛在的入侵風險進行風險評估。風險評估可為外來物種的防治提供理論依據，從而最大限度地減少由外來物種入侵帶來的生態和經濟損失。一般地，常用的風險評估體系有Weber等的中歐風險評估體系(WG-WRA)[10]和澳大利亞雜草風險評估體系(WRA)[11]。中歐風險評估體系主要是從原產地、地域分布、繁殖能力及生活型等12個方面對植物進行入侵風險評估，分為3個等級：低風險Ⅰ(3～20分)、中等風險Ⅱ(21～27分)、高度風險Ⅲ(28～39分)。澳大利亞雜草風險評估體系則主要是從對農業和環境的影響進行評估，涉及8個方面，即馴化栽培史、氣候和分布、雜草特性、不可期性狀、植物類型、繁殖特性、擴散機制以及抗逆性。當其在環境和農業方面的得分超過6分時，即認為具有較高的入侵風險，應慎重引種并在引入后檢測。因此，本研究基于對細莖針茅生物學和生態學特性的觀測以及地理分布、擴散模式、入侵危害狀況等各方面信息的匯編，主要采用 WG-WRA 和WRA這2種常用的風險評估體系對其進行入侵風險評估，以期為細莖針茅的園林應用和入侵防控提供參考和依據。

1 生物學和生態學特征

細莖針茅種子產量非常大，田間觀測表明其單株可產45 000粒種子。在澳大利亞其單株種子產量在70 000～100 000粒。并且除了通過種子繁殖，細莖針茅還可以通過分蘗繁殖，長勢旺盛的植株其單株總分蘗數可達1 500個(表1)。細莖針茅種子(穎果)細小，長(1.5±0.2) mm，具芒，芒長(6.0±0.9) cm，千粒重約0.35 g(去芒后約0.25 g)。細莖針茅不僅種子細小、具長芒而有利于風傳播，其種子在土壤中的存活時間也較長。研究表明，細莖針茅種子存活時間可達7年[9]。但是，細莖針茅的自然擴展相對緩慢，種子成熟后常散落于母株附近(圖1)。筆者通過田間觀測發現，細莖針茅自然分布的實生苗密集分布于母株 2～3 m的范圍以內，密度高者可達2 000株/m2，超過5 m范圍的實生苗則較為少見(圖2)。但相關研究表明，細莖針茅的同屬植物Nassellaneesiana，其種子可通過黏附于放牧羊群的皮毛或農業機械進行長距離傳播[12-13]。因此，作為和N.neesiana特征非常相似的細莖針茅，其種子通過攜帶作用進行長距離傳播的機會還是很大的。

表1 細莖針茅的繁殖學特征Table 1 Reproduction characteristics of S. tenuissima

細莖針茅耐貧瘠土壤，且具有廣泛的適應性和良好的抗旱性[6，14]，但耐澇性較差[5]。在南方地區，細莖針茅可以安全露地越冬，但夏季容易受熱害[1]；在北方地區，夏季存在休眠現象，并且露地越冬困難[3，15]。但是，在北京地區冬季進行保護處理(如覆膜)后細莖針茅可以部分越冬。

2 地理分布和園林應用

細莖針茅原產于美洲，主要分布于南美洲的阿根廷、智利和北美洲的墨西哥及美國南部[16]?，F已在澳大利亞，新西蘭，非洲的南非，歐洲的西班牙、意大利、法國、英國、比利時、瑞士等地有分布，并在一些地區已歸化或造成入侵危害[17-18](圖3)。

在澳大利亞和新西蘭，細莖針茅及其同屬近緣植物是一類危害嚴重的外來植物。該屬植物侵入草地后會引起草產量下降，并且種子成熟后具有芒刺，常造成對家畜的危害[16，19-21]。在非洲的南非，細莖針茅及其同屬植物被認為是有害雜草，主要發生于南非東部和西部的山地草原[22]。此外，Bourdot等采用CLIMEX模型對細莖針茅的近緣種N.neesiana在全球分布的預測表明，未來時期北美洲、亞洲地區(如中國)和非洲南部等地區都是其潛在的分布區[12]。細莖針茅和N.neesiana有極為相似的生物學及生態學特性，因此，細莖針茅未來同樣有可能在這些區域造成入侵危害。

細莖針茅是我國園林綠化針茅屬植物中應用最為廣泛的一種觀賞草，在南京[2]、揚州[23]、宿遷[4]、上海[24-27]、杭州[28]、寧波[5]、成都[29]、重慶[30]、福州[31]、廣州[32]、昆明[33]等地的園林綠化中皆有應用；在北方地區如河北和山東[3，34-35]、北京、天津[36]、蘭州[37]等地的園林綠化中也有應用(圖4)。但是，在北方地區因其無法安全越冬，常作為一年生植物材料應用。例如，雷瓊認為其不適宜在山東臨沂的城市綠化中大量運用[38]；秦濤則認為，細莖針茅并不適合在江西南昌地區園林中應用，因為其長勢不佳[39]。

3 入侵特性

外來物種進入新的生態系統后是否能夠成為入侵種主要取決于該物種自身的特點以及被入侵環境的特點。細莖針茅入侵優勢主要表現在以下4個方面：(1)適應性廣、抗逆性強[5]，容易在新的環境中定植；(2)種子產量大、生命力強[13]，有利于種群的繁殖和增長；(3)種子細小輕便且具有特殊的附屬結構(芒)，有利于傳播和擴散；(4)具有良好的觀賞效果，易被人為引種應用到園林綠化中[1]。

在我國，可能被細莖針茅入侵的環境主要有以下特點：(1)有可利用的資源條件。我國多樣性的氣候及土壤類型可為其提供適宜的水、土、溫度及光照等生長所需的自然條件，為細莖針茅的入侵提供了基礎；(2)具有空生態位。細莖針茅被引入我國后主要應用于園林綠化[3，34]，這些區域基本表現為群落結構單一、生態系統脆弱，因此其進入后能快速地占據空生態位，給本土植物的生長帶來威脅；(3)無天敵或天敵較少。天敵是植物種群的重要調節者，當細莖針茅這種外來種被引入到新的地域后，天敵壓力減少，從而導致其數量上的增長和空間分布的擴張。在實際觀測和調查中，也少見細莖針茅有病蟲害的發生。

細莖針茅自身所具有的這些特點，有利于其進入新的環境并成功定植、繁殖和增長。我國多樣性的氣候條件及豐富的植被類型，給細莖針茅的入侵提供了適宜的環境條件。因此，很有必要對細莖針茅入侵之后的風險進行評估，從而降低引入物種對我國未來可能造成的入侵危害。

4 風險評估

根據我國南方和北方的氣候特點，采用中歐風險評估體系和澳大利亞雜草風險評估體系分別對細莖針茅的入侵風險進行評估。結果表明，2種風險評估體系有較為相似的結果，WRA的分值都高于WG-WRA(表2)。中歐風險評估體系的結果表明，細莖針茅的入侵危害等級低(低風險Ⅰ)；但WRA的評估結果顯示，在農業和環境方面的得分都遠高于6分，表明須要對細莖針茅進行引種方面的限制。在南方地區，細莖針茅可以安全越冬，通過大量的種子可能在新的環境中建植、歸化和擴展。目前，細莖針茅在南方地區的應用也日漸廣泛，存在逃逸和歸化的風險。根據Bourdot等對未來氣候特征的分析表明，我國東南部會成為細莖針茅同屬植物N.neesiana的潛在適宜分布區[12]。因此，隨著全球氣候變化，我國的南方地區(尤其是中南部地區)在未來很可能成為細莖針茅的適宜分布區。但是另一方面，細莖針茅耐澇性和耐熱性較差[1，5]，因此在南方地區其歸化和入侵可能受到限制。在北方地區，細莖針茅無法安全越冬，但其種子產量大、存活時間長，依然可能以一年生的狀態發生逃逸和歸化；隨著氣候變化(尤其是冬季溫度增加)，細莖針茅在我國北方地區的應用和分布范圍可能會進一步擴大。目前，細莖針茅在我國園林上的應用整體上還相對較少，關于細莖針茅的入侵事件也鮮有報道。但是，隨著細莖針茅在園林應用中的普及，對其可能存在的入侵風險還須要進一步觀察，警惕其可能在未來時期引起入侵危害。

表2 細莖針茅的風險評估Table 2 Risk assessment of S. tenuissima

5 小結

細莖針茅是我國園林綠化中一種新引種的外來觀賞植物，以其觀賞性佳和耐粗放管理而在生態園林綠化中推廣應用。但因其適應性廣、繁殖力強，容易逃逸后在新環境中歸化進而造成入侵，需要引起警惕。

2種風險評估結果表明，細莖針茅在我國北方地區因無法露地越冬，其入侵風險相對較小，可以在園林綠化中嘗試應用；但是在南方地區則具有一定的入侵風險，隨著全球氣候的變化，可能在未來時期引起入侵危害。因此，在園林推廣應用時要引起警惕和注意，避免造成入侵危害。

致謝：感謝自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室張衛華博士在繪圖方面給予的幫助！