劉 志
(貴州省貴陽市烏當區農業農村局,貴州 貴陽 550018)
從1958年動物生態學家ELTON C S 所著的《動植物的生物入侵》出版以來[1],世界各國對生物入侵重視度越來越高,一方面在于大多數生態系統在受到人類干擾后抵抗能力較弱,完整性受到極大破壞[2]。在過去十多年間,外來入侵物種的快速繁殖對全球經濟和環境造成嚴重影響[3-4]。另一方面,伴隨著全球一體化進程,不同區域之間人類頻繁活動更是加劇了物種入侵進程。如何量化和評價生物入侵對生物多樣性造成的威脅一直是科學界爭論的問題[5]。對生物入侵潛在的影響做出評價非常重要,外來物種入侵通常對鄉土物種發展具有負面影響,但其對環境與經濟社會造成的影響在初期往往被忽略。入侵物種對其最先進入地區的影響往往是長期的,與氣候、經濟社會、森林覆蓋、種群數量等密切聯系[6]。為從源頭上解決問題,科研工作者和政府決策者通過制定廣泛的前邊界入侵物種風險評估,用以預測哪些物種會被稱為入侵物種[7]。雖然此類風險評估方法被廣泛應用,但對降低生物入侵程度作用較為有限,需加強相關研究,提高其評估有效性[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預[6,10-11]。在全球經濟高度一體化的背景下,外來物種與鄉土物種混生,幾乎在所有生態系統中都能發現其蹤跡,人類在從事社會經濟生產過程中無法排除外來物種的干擾[12],生物入侵問題成為21世紀五大環境問題之一[13]。
現有資料表明,我國共有入侵物種529 種,其中微生物、植物、動物分別有61 種、198 種、270 種,以陸生植物數量最多[14]。現今中國外來陸生植物數量達800余種,其中大多數物種入侵性尚不明確[15]。除人們較為關注的空心蓮子草(Alternanthera sessilis)、水葫蘆(Halerpestes cymbalaria)、紫莖澤蘭(Eupatorium adenophora)、加拿大一枝黃花(Solidago canadensis)等影響巨大的外來入侵植物外,應注意菊科植物裸柱菊泛濫程度在中國南方地區頗有燎原之勢[11],近10年植物資源調查中多發現其身影,但由于裸柱菊較紫莖澤蘭等著名入侵物種進入我國較晚,還未引起相關部門及學者的重視。該物種由美洲經由香港入侵大陸,但其發展速度較迅速,在21世紀初期西南地區的貴州省已見該物種的分布[16]。現主要在臺灣、廣東、海南、福建、湖南、浙江、安徽、江西、廣西和貴州等地區廣泛分布。對該物種的入侵管理和危害評估應引起足夠重視,在其泛濫初期制定出評估和治理方法,同時加大對裸柱菊的治理預警與監測、資源開發利用。通過對裸柱菊入侵身份的確定、裸柱菊生物生態學特性、入侵狀況、防治對策、開發利用等方面進行總結,為裸柱菊的治理預警與監測、資源開發利用提供參考。
裸柱菊是菊科裸柱菊屬植物,又名座地菊、九龍吐珠、七星墜地、七星菊和大龍珠草等。原產于澳大利亞、美洲大陸等地區,后被引進到國內[17]。我國產有8種裸柱菊屬,其中裸柱菊為外來種,在野外作業中對其身份確定較為容易。1912年我國首次在香港發現,現已廣泛擴散到華南、華中、西南等地區[18],其主要對農田麥類、蔬菜、油菜等經濟作物造成較大影響。裸柱菊為區域惡性雜草,2002年被國家質量監督檢疫管理局列為主要外來雜草和主要外來有害入侵植物。
裸柱菊為1年生矮小草本。莖常短于葉、叢生、極短、平臥;葉互生、有柄,長5~10 cm,葉片2 或3 回羽狀分裂,裂片線形,全緣或3 裂,被長柔毛或近無毛;頭狀花序近球形,無梗,聚生于莖基部,直徑6~12 mm ;總苞片約2層,矩圓形或披針形,邊緣干膜質;花托扁平;花異型;外圍雌花數層,無花冠;中央的兩性花少數,花冠管狀,黃色,長約1.2 mm,常不結實。瘦果倒披針形,扁平,邊緣具橫皺紋的翅,長約2 mm,先端具宿存的芒狀花柱和蛛絲狀毛[19]。
蔣明[20]在裸柱菊生長發育規律的研究中發現,2-4月是裸柱菊快速生長期,4-5月裸柱菊分支數量和葉片增重較快。裸柱菊存在2個出苗高峰,分別為5月和12月,且5月的出苗數較12月的出苗數多。出苗的不整齊性,給防治工作帶來一定困難。根據統計數據,裸柱菊在8-9月的出苗量幾乎為0。在低溫條件下,裸柱菊仍能出苗,高溫干旱條件下不利于裸柱菊出苗。徐正浩等[21]對其生態位的研究發現,裸柱菊出現在荒地、綠化地、林下、水仙花地和菜地等5個生長環境中,菜地生境裸柱菊為優勢種,說明其生長環境分布較廣[16]。裸柱菊存在明顯的地域性,目前對裸柱菊的研究集中在入侵雜草生態學等方面[22-26]。
孫慶文等[16]研究發現,裸柱菊結實量大,種子多而細小,繁殖速度極快。蔣明[20]報道裸柱菊最喜的生長環境為農田、湖畔、濕地邊緣地帶,表現為高度濕生性。該物種喜生于較潮濕的湖邊、河岸及農田等環境,其種子易被雨水和風力帶至下游而迅速擴散,從而對農作物和生態環境造成危害。裸柱菊可進行無性繁殖,通過植株分株快速產生新個體。裸柱菊為1年生或越冬小草本,生活史對策偏向r對策[23],在新的環境中易快速建立起新的種群。通過有性或無性繁殖的方式繁殖,對于踐踏等人為活動有較強抵抗性,還具有較強的雜草性[27-28]。
在1976年出版的《中國高等植物圖鑒》第4 冊和1983 出版的《中國植物志》73 卷中已收錄該種,對其分布狀況描述為廣東、廣西、四川、福建、云南、臺灣等地。由各地方植物志可知,安徽[29]、北京[30]、貴州[31]、青海[32]、山東[33]、河北[34]、江蘇[35]、新疆[36]、西藏[37]在其植物志編撰時期未見該物種分布,福建、海南、四川、廣東、廣西、云南[38-43]在植物志編撰時期已有該物種分布。2009年程元啟等[44-45]對安徽升金湖國家級自然保護區水生植物調查發現裸柱菊的分布,這是安徽首次發現裸柱菊。孫慶文等[16]在貴州省中藥資源考察過程中在貴州省貴陽市首次發現裸柱菊,經5年觀察,其擴散趨勢極強勁,2004年在紅楓湖首次發現其蹤跡;2006年在白花湖發現其蹤跡,數量很少,僅零星分布在湖灘上;2009年7月再次對紅楓湖和白花湖周邊植被進行考察發現,裸柱菊在兩湖周圍的湖灘和農田里已廣泛分布,且長勢極好,大有迅速擴散之勢。2005年前后,韋繼光[46]在江蘇發現裸柱菊的蹤跡。在福建地區歷年關于主要雜草的研究中均發現該物種在不同地區[47]不同類型的農田中廣泛分布,已對當地經濟作物造成一定威脅。歐健[48]在對廈門市入侵植物進行風險評價時已把裸柱菊列為入侵物種。馬躍峰等[49-50]在廣西地區對裸柱菊的調查發現,其出現頻次高達62%,且危害指數較高;采用不同種類藥劑對裸柱菊等雜草進行處理時,處理效果未達預期。謝紅艷等[51]在湖南衡陽進行外來入侵物種調查發現,裸柱菊在南岳地區廣泛分布。黃華等[52-53]在浙江金華地區發現,裸柱菊大量分布,甚至在人工景觀中也發現其分布,對其進行重金屬富集作用研究發現,其對Cu、Pb、Cr、Cd 有較強的耐受性和富集作用。張曉青等[54]對浙江麗水地區外來入侵物種的調查發現該物種大量分布。蔣明[20]在對麗水地區蔬菜地入侵雜草的研究一定程度上佐證該事實。這些調查表明裸柱菊在浙江省可能已大面積分布。葛剛等[55-56]在江西省鄱陽湖國家自然保護區和江艷等[57]在江西省九連山國家自然保護區均發現裸柱菊大量分布。嚴岳鴻等[58]在廣東珠海、韶關、廣州等地發現該物種大量分布。
我國地方植物志編撰時間大多集中在20世紀末至21世紀初,通過植物志和現有報道文獻比較發現,上世紀末貴州、安徽、湖北、浙江、江蘇、湖北、江西等地區并沒有裸柱菊分布,但現已有大量裸柱菊,說明近30年該物種已在我國南方地區大量擴散。
鮮見專門針對裸柱菊防治研究的文章,在部分農田雜草處理文獻中有部分涉及裸柱菊。詹暉華[59]在煙田雜草防治技術中使用除芽通、敵草胺、F6285 對裸柱菊等雜草進行處理發現,敵草胺可濕性粉劑對裸柱菊的防治具有較好效果,且對經濟作物生長的抑制作用較小。同時,通過銀灰膜、配色膜黑色膜、普通膜等處理方法對裸柱菊等農田雜草的抑制作用進行研究發現,黑色膜處理對雜草防除效果最好,配色膜次之。黑色膜、配色膜和銀灰膜由于反射和阻擋部分陽光射入膜內,阻礙膜內雜草生長,對膜內雜草生長有一定阻礙作用,處理后期膜內雜草大量枯死,表明在農田對裸柱菊的防治中可采取黑色地膜覆蓋方法對其進行防治。徐海根等[60-61]發現,2% 2,4-D 丁 脂600~750 mL/hm2對 水450~600 L、二甲四氯、草坪寧對裸柱菊有一定防治效果。裸柱菊較喜砂質土環境,在農田菜地等形成優勢種群,耕作等人為活動在一定程度上促進裸柱菊的傳播。種子借助水流、風力等外力順勢傳播到下游地區而迅速擴散[16,24],為切斷其傳播途徑,應盡量減少在裸柱菊分布區的人為活動,同時對其及時清理和銷毀。徐正浩等[21]建議在裸柱菊入侵數量不多、危害面積較少的地區,在其開花結果前將其人工拔除。由于裸柱菊可通過匍匐莖延伸進行無性繁殖,所以在拔除裸柱菊植株時,須將其根狀莖挖出曬干或銷毀。對處在結實期的裸柱菊,應先剪去其果實,并用袋子包好,避免果實大量落粒,隨水流或借助風力傳播,壓低繁殖基數,并將種子銷毀。由于裸柱菊的結實量大、種子多,且可進行無性繁殖,繁殖能力強,易再次生長蔓延,需長期防除。針對裸柱菊低溫仍能出苗的特性,在冬季應加強對裸柱菊防治[61]。
近年來,入侵植物的環境治理作用受到較大關注[62-63]。黃華等[52]研究表明,裸柱菊對重金屬Cu、Pb 和Cd 有較強的吸收富集能力,其繁殖能力和對重金屬的抵抗能力較強,可將其用于土地修復,治理土壤重金屬污染。另外,裸柱菊全草入藥具有解毒散結的功效,可治療癰瘡癤腫、風毒流注、痹疬和痔瘡等[47]。裸柱菊的開發應用有利于“變害為寶”,對裸柱菊入侵治理帶來積極效應。
在近年來全國各地各類植物資源調查中,在諸多省區發現裸柱菊分布,其對農田作物的惡性競爭作用引起了相關部門警惕。應盡快組織有關專家及學者全面展開對裸柱菊的擴散途徑、擴散范圍、生態習性及危害程度等方面的調查,并作出科學評估。同時,開展綜合防治研究,及時提出預防、控制及根除等方法措施,防止其大面積擴散。加強預警和監測,根據現有研究資料對裸柱菊可能入侵的省區,特別是南方省區,應根據各地實際情況制定預控方案,加強防范措施。對已入侵的浙江、貴州等省區,加強其種群監測,并對其入侵機制機理進行研究,控制其種群數量。檢疫部門加強植物檢疫,防止其繁殖體隨農產品傳播。另外,加大對裸柱菊的資源開發利用,特別是在環境治理和藥用價值等方面,實現“變廢為寶”,減少裸柱菊對環境的危害。