上海辰山植物園雜草的調查與防治

邢強，胡永紅，秦俊，成文競

（1. 上海辰山植物園，上海 201602；2. 上海農林職業技術學院，上海 201699）

草坪作為植物園綠地系統規劃和建設的重要組成部分，面積占比較大，其以低矮、平整、適踩踏等特征區別于其他植被，成為人們親近自然的媒介，但易被干擾而成為雜草入侵的主要對象［1］。在草坪質量評價方面，雜草量是衡量草坪均一性的重要評判指標［2］，雜草的滋生還降低草坪運動功能，干擾運動員對擊球質量的把控［3］。雜草還增加了草坪養護管理成本，美國高爾夫草坪領域因雜草問題每年成本投入1.36 億美元，成為影響美國高爾夫經濟發展的4 大原因之一［4］。另外，雜草的強大生命力、驚人抗劣性和超常繁殖力，使草坪草個體耐寒、耐踐踏性等生理功能降低［5］，對整個綠地生態系統、生境及生物種群造成威脅［6］。當前雜草防治，主要采用化學除草劑，但化學除草劑的使用受外界氣候環境、人為管理水平等諸多因素影響，常造成草坪藥害甚至環境污染等問題［7］；傳統人工拔除、火燒［8］等物理方法效率低、防效差，還影響整體景觀；生物防治則處于研究探索階段，在應用中因受到各因素制約，防治效果大打折扣［9］；綜合防治方法大多是簡單羅列，籠統概述，缺少綜合典型案例式分析及防治效果的統計。

上海辰山植物園是國際引種保育植物遺傳種質資源、生物多樣性保護示范基地，近18 000 個植物類群是園區核心資產和立園之本，但引進的豐富的栽培植物種類面臨著雜草入侵風險［10］。通過對辰山植物園雜草調查，明確植物園雜草發生規律，按照雜草危害分級進行綜合防控，總結雜草防治的綜合方法和防治效果，為雜草防治提供技術參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

上海辰山植物園屬北亞熱帶季風氣候區，溫和濕潤、光照充足、雨水豐沛。全年平均氣溫15.5 ℃，1月最冷、7月最熱，日照條件較為充足，年日照時間2 000 h。年均降水量1 200 mm，年均降水日數130 d。上海辰山植物園2007年開始建設，2010年5月對外營業，園區共202 hm2，原生植物保育區山體與人工專類園區面積比為1∶9。

1.2 測試項目與方法

2017-2018年采用樣方法調查植物園雜草，全園設置10 塊樣方，按照面積比，原生保育區設1 塊樣方，專類園區設9 塊樣方，每塊樣方1 000 m2，對樣方內雜草種類、出現時間進行統計。

根據草坪中雜草危害分級，采用物理、化學綜合防控方法進行雜草防治，防治效果衡量結合本地草坪和雜草兩方面情況綜合分析。選擇隸屬上海辰山植物園的華東植物專類園作為樣方，本底為雜交狗牙根和結縷草兩種草種，各設100 m2綜合處理區，重復3次，進行2年的綜合防治，采用實測法測定草坪密度，測定10 cm×10 cm 方格內直立莖數目（株/100 cm2），用針刺法測定蓋度。雜草則采用單對角線五點取樣法，每個小樣方2 m×2 m，于每年3、7、10月雜草高峰期進行3 次雜草防治效果統計，記錄樣方框內雜草的占比面積和株數。雜草面積比率：在全年雜草高峰期調查中的雜草面積所占樣方大小比例之和與總調查次數之比。

株防效=〔1-處理后雜草株數（株/平方米）/對照雜草株數（株/平方米）〕×100%。另設100 m2的對照作為非綜合處理區，3 次重復，分時間段測試以上草坪及雜草指標，計算平均值。

1.3 數據處理

應用Excel 2016、SPSS 21.0 軟件，對試驗數據進行統計和方差分析。采用隸屬函數法，以草坪的密度和蓋度、雜草的面積比和株防效作為雜草防效綜合評價指標，計算公式如下。

正相關Yij=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）；負相關Yij=1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。式中：Xij表示i植物j指標均值的相對值，Xjmax表示各植物j指標相對值的最大值，Xjmin表示各植物j指標相對值的最小值。最后按材料將各指標的隸屬值進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 雜草群落情況及其發生時間

2.1.1 雜草群落情況 辰山植物園分原生植物保育區山體和人工專類園兩個不同植被類型（表1），山體專類園原生植被區雜草共有108 種，雙子葉闊葉型雜草92 種，禾本科雜草13 種，莎草科雜草3 種；中心人工專類園49 種，闊葉型雜草39 種，禾本科雜草7 種，莎草科雜草3 種。全園138 種草本雜草種類，其中菊科、禾本科雜草占多數，分別占15.2%和11.6%，一年生雜草占44.2%，多年生雜草占39.9%，一、二年生雜草占14.5%，叢生型占68.8%，匍匐型占31.2%。其中2個專類園的相同雜草有婆婆納、牛筋草、香附子等19 種。

表1 原生植物保育區、中心專類園各時期的雜草種類及生態型Table 1 Weed species，occurrence period and ecotype in native plant conservation area and central special garden

續表1

續表1

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2.1.2 草坪雜草種類及發生時間 在人工專類園，草坪雜草優勢種類隨季節變化而變化（表1）。一般春季到初夏2~5月，雜草發生種類占到總雜草的37.7%，屬于全年雜草發生高峰期，優勢種以一、二年生菊科及禾本科雜草為主；夏季6~8月，尤其在梅雨季節7月左右，這一時期萌發的雜草種類占全年雜草種類的31.2%，禾本科、莎草科2 類雜草快速生長，危害嚴重；秋季9月底~10月，雙子葉闊葉類及冬季型禾本科雜草等再度萌發生長，斑地錦大量結籽，屬于雜草次高峰期。一些雜草萌發、成熟的不整齊性加劇了雜草防治難度，如馬唐和牛筋草在上海地區從4月到9月萌發，第一批6月即可開花結籽；繁縷和婆婆納除了在最冷的1~2月和最熱的7~8月萌發率較低外，一年四季都能萌發和開花結籽。一年生早熟禾在9月上旬~10月中旬，翌年3月下旬~4月中旬萌發，呈明顯的雙峰曲線，其他季節也一直在萌發。

2.2 雜草的綜合防控與防效

2.2.1 雜草危害等級分類 綜合植物園引種植物保育、景觀游憩功能，制定草坪雜草危害分級企業標準。一級草坪沒有明顯高于10 cm 的雜草，5~10 cm 的雜草不超過5 株/m2，整塊草坪無明顯的闊葉雜草，無已結籽的雜草；二級草坪有明顯5~10 cm 的雜草，且雜草超過20~30 株/m2，有明顯的闊葉雜草并存在已經結籽的雜草；三級草坪雜草泛濫，雜草超過200 株/m2，大量雜草開花結籽。

2.2.2 分級防控雜草 （1）基于草坪雜草危害一級標準，雜草防治通過優化草坪區剪草高度和頻率、草坪病蟲草害的綜合防治、測土配方施肥、秋季交播草種質量把控等日常養管措施來維持現有的致密草坪，利用植物間的競爭規律，增加草坪草長勢，弱化雜草競爭態勢，有效減少雜草侵入的概率。

（2）當雜草危害達到二級標準時，根據雜草生長特性、種群數量、除草劑類型、氣候條件，精準噴施靶標，采用雜草化學防治方法快速、徹底凈化草坪草生長環境。針對暖季型雜草馬唐生長季連續萌發的特性，采用65%水分散粒劑氨氟樂靈15~18 g/100 m2處理，雜草封閉可維持4~5 個月，可防治整個生長季的馬唐雜草；針對冷季型雜草一年生早熟禾，在每年9月和翌年3月施兩次氨氟樂靈65% 水分散粒劑，1 kg/hm2兌水1 000 L。及時處理已經出苗的馬唐、一年生早熟禾等雜草，雜交狗牙根和結縷草草坪采用三氟啶磺隆鈉鹽11%油懸浮劑，按照300~450 mL/hm2兌水600 L 進行苗后處理。

（3）在草坪雜草達到三級標準時，對成坪草坪區再設計，改造草坪生長的環境，減少雜草發生量。在設計過程中因地制宜，在合適的位置種植適應的草坪草，將對養護需求最小的植物與土壤條件、光照、自然降水以及場地規模大小等特定生長環境相匹配。典型的起伏較大的邊坡、狹窄的中間條帶等地形復雜區域，雜草易發，且養護工作中效率低、修剪不平整、機械易損壞、養護人員易受傷等諸多問題，適宜用鋪地柏、忍冬、絡石類等地被植物替換草坪，減少雜草。在設計時要注重植物與草坪間不同生長速率的特性，與其他植物群落進行合理搭配種植，或通過樹木修剪等手段限制植物生長速度，保持植物配置長期處于正常比例，林緣線以內種植耐陰地被植物代替草坪。草坪改造施工中，通過場地清理，播種前進行土壤熏蒸、翻耕、晾曬等作業；把控基肥、種子及其他建植、養護材料檢疫關，阻斷雜草種源。

除原生植被區外，人工專類園成坪草坪區可按照以上雜草危害等級進行雜草處理。針對季節性花卉更換、休作期明顯的四季花壇，通過植物設計使其層次搭配而營造種植密度，達到足夠樹冠密度減少景觀雜草問題，利用空床期進行土壤熏蒸、晾曬、翻耕、有機覆蓋。在遮陰導致草坪退化的喬、灌木樹穴區覆蓋有機材料防除雜草，使用粒徑10~15 cm 的樹皮塊和粗木質碎片等粗糙材料、松針和新鮮竹粉等，能夠長時間抑制雜草。

2.2.3 不同草坪草在雜草防控處理后的密度和蓋度 選擇雜草高峰期的3、7、10月，調查比較非綜合防治區和綜合防治區的草坪密度和蓋度（表3），非綜合防治區結縷草密度都高于雜交狗牙根，且非防治區兩種草坪密度差異顯著，在其他月份兩個草種的密度平均值都要高于非綜合防治區，7月綜合防治區所測的密度最高。兩種草坪蓋度基本與草坪密度呈一致趨勢，非綜合防治區蓋度最低，綜合防治區任何時期都高于非綜合防治區，在兩種草種最終生長周期蓋度達到最高，且雜交狗牙根在3月、10月都高于結縷草。

以結縷草、雜交狗牙根為本底建坪草種，從雜草整體群落及個體上選取雜草面積比和株防效兩個指標，比較綜合防治區和非綜合防治區雜草防治效果（表2），雜草面積比經過雜草綜合防治處理的雜交狗牙根比對照的非處理區有顯著的降低，且3月處理后的雜草面積比最低；結縷草綜合處理區與對照的非處

表2 2 種草坪雜草綜合防治效果Table 2 Comprehensive control effect of weeds in two kinds of constructed lawn

理區呈極顯著差異，并在各個雜草高峰調查月份呈現較一致的雜草占比面積，各個雜草調查月份雜草面積比不顯著。在雜草株防效上，綜合處理區各個月份都呈現結縷草草坪上株防效顯著高于雜交狗牙根草坪，結縷草以3月雜草株防效最佳，雜交狗牙根以7月株防效最佳。

2.2.4 草坪草在不同處理后綜合評價 將綜合防除與非綜合區防效對比，本底草坪的密度、蓋度、株防效與綜合防治值正相關，雜草面積比負相關（表3）。測試月份結縷草防效綜合效應值大于雜交狗牙根，且結縷草和雜交狗牙根在綜合防治措施下7月達到最大值，說明兩種暖季型草坪草在生長高峰期進行雜草防效最佳，這與兩種本底草坪生長特性相關。

表3 不同建坪草坪草密度、蓋度及雜草面積比和株防效Table 3 Grass density，coverage，weed area ratio and plant control efficiency of different turfgrass

3 討論

辰山植物園雜草因周邊農田林地、每年百萬游客、植物引種等因素造成來源多樣，但高效的化學防治措施受限使用，因此，從雜草分布區域和發生時間兩個方面有效控制雜草來源均很重要。植物園分原生植物保育區與人工專類園區2 種不同植被類型，人工專類園是游客游覽主要區域，是日常園藝養管的重點，管理者對該區域雜草種類、分布特點都有充分的認識，能做到及時防治。原生植被區相較人工專類園雜草防治常被忽視，雜草種類遠遠多于人工專類園區且雜草生態型多樣，易傳播蔓延的的闊葉類和禾本科雜草占山體總雜草數量的98.2%；叢生型一年生雜草占43.2%，這些雜草可能演變為新的雜草類群，兩個區域雜草分布種類、數量與其之間距離梯度研究對分析雜草擴散規律具有重要意義。從雜草發生時間上：園區無論是專類園區還是原生植物保育區，草坪雜草優勢種呈規律性變化，一般春季到初夏雜草優勢種以一、二年生菊科為主；夏季禾本科、莎草科危害嚴重；秋季雙子葉闊葉類再度大量萌發生長，斑地錦大量結籽，迎來雜草次高峰期，雜草發生規律符合“雙子葉雜草-單子葉雜草-雙子葉雜草”“多年生雜草-一年生雜草-多年生雜草”的特點［11］。雜草主要發生在3月和7月。對于秋、冬季發生的雜草，由于其發生種類少且冬季氣溫低，生長緩慢，細小的雜草常不被人注意，到翌年春天，雜草大量結籽，歷代重疊，積累大量雜草種源。

綜合防治方面，一般對草坪養護管理不會綜合考慮草坪在景觀中的特殊性或在設計中的功能性等因素［12］，對草坪養護統一采用月歷化的養護措施，本研究根據游客量、重要活動時間等因素將草坪功能期細分為草坪保證期、保持期、休眠期，通過制定相應的草坪質量養護標準平衡防除雜草的成本投入與草坪景觀效果。作為可持續草坪管理中重要措施，雜草的綜合防治可使草坪群落穩定、雜草被控制在不足危害的程度、養護投入成本低、對生態環境影響小。其中調查明確草坪中雜草群落，建立雜草物種數據庫，總結雜草時、空的發生規律，能為了解草坪與雜草的消長規律、決策防除力度和方法提供科學依據。本研究按照“預防為主，綜合防治”的原則，根據雜草危害分級標準，采用了分級、分區的針對性防治模式：篩選出與雜草競爭力強的草坪草種，提高草坪密度，結合化學防除，根據雜草生長周期，采用“封閉、噴殺、抑制”多重策略，配合人工拔除、機械修剪、收集草屑的方法［13］，迅速、高效的去除雜草數量，降低雜草危害等級。在草坪之外的景觀花卉更換區、樹穴區，配合土壤處理、景觀植物層次配置、精選有機覆蓋材料等有效方法控制種源。其中在有機覆蓋材料中，利用一些植物粉碎物，通過活體植物、作物殘茬釋放化感物質抑制雜草竟爭［14-15］；通過微生物及其代謝產物開發出生物除草劑來防治雜草是將來解決雜草危害的有效途徑［16-17］。

雜草與草坪的關系，國外很多研究提倡將大部分雜草控制在可以容忍的范圍之內，達到保護人類健康、草坪生長正常，草坪優質、美觀的目的即可［18］。Horne 等［19］調查新西蘭克賴斯特徹奇地區的350 塊草坪，發現了139 個植物物種；在英國，Thompson 等［20］在公共綠地草坪中找到了159 種草本植物。2017~2019年在辰山植物園專類園區的結縷草和雜交狗牙根草坪調查中發現了自然野生的97 個非禾本科植物類型，其中當地的雙子葉植物有蘭科的綬草（Spiranthes si?nensis）、堇菜科的紫花地丁（Viola philippica）、唇形科的寶蓋草（Lamium amplexicaule），分布廣泛，具有景觀規模效應。諸如此類研究顯示大部分成坪草坪中包含了雙子葉植物，但草坪的功能未受影響，禾本科-非禾本科形式草坪可以推廣。雜草防除是一個長期持續過程，雜草防治效果可以逐步達到草坪功能需求，但應明確雜草是植物王國多樣性的重要組成部分，不可能根除，維持草坪功能與雜草數量的平衡是關鍵。

4 結論

分析上海辰山植物園雜草分布的區域性、季節性發生規律，發現不同生境條件下雜草種類區別較大：原始植被保育區的雜草種類是人工專類園區的2.2倍，但這兩種典型植被類型下僅有19 種相同雜草種類。全園雜草豐度中菊科和禾本科雜草占26. 8 %，發生時間上主要在3月和7月。通過前期調查掌握的雜草發生和分布規律，并進一步劃分雜草危害等級，通過物理防治為主、化學防治為輔的綜合防治措施，可以同時滿足植物園既要長期進行植物引種保育工作，又要維持良好草坪景觀和使用功能的需求。