










摘要:紫莖澤蘭(Ageratina adenophora)是多年生草本植物,主要分布于熱帶與溫帶,是入侵植物中危害最嚴重的物種之一。基于中國知網和Web of Science核心庫集,對已發表的紫莖澤蘭相關文獻進行計量分析,旨在了解國內外對該植物防治、利用以及研究的現狀和發展趨勢,明確研究前沿與熱點問題,為進一步開展紫莖澤蘭相關研究提供參考。結果表明,紫莖澤蘭是國內外生態與環境保護領域重點研究的入侵物種。我國科研工作者在其防控、利用研究中發揮著重大作用,但科研機構、研究人員間的交流與合作有待加強,同時學科交叉發展不足。近年來該領域的研究熱點主要集中于探究紫莖澤蘭的性能及其開發利用上,未來應拓展更多的研究方向,尤其是在開發利用中的“變害為寶”方面應加大研究力度。
關鍵詞:入侵物種;生態防治;紫莖澤蘭;文獻計量分析
中圖分類號:S451" 文獻標志碼:A" 文章編號:1003-935X(2024)02-0019-16
饒婷婷,李政強,楊曉燕,等. 基于文獻計量法的紫莖澤蘭研究現狀分析[J]. 雜草學報,2024,42(2):19-34.
doi:10.19588/j.issn.1003-935X.2024.02.0003
Research Status of Ageatrina adenophora Based on Bibliometric Method
RAO Tingting1, LI Zhengqiang1, YANG Xiaoyan1,2,3, SHE Rong1,2,3
(1.Institute of Eastern-Himalaya Biodiversity Research/Institute of Natural Antioxidants and Oxidant Inflammation,
Dali University,Dali 671003,China;2.Collaborative Innovation Center for Biodiversity and Conservation in
Three Parallel Rivers Region of China,Dali 671003,China;3.Provincial Innovation Team of Biodiversity
Conservation and Utility of Three Parallel Rivers Region from Dali University,Dali 671003,China)
Abstract:Ageatrina adenophora is a perennial herb,mainly distributs in tropical and temperate zones,and is one of the most harmful species of invasive plants. This article analyzed the published literature on A. adenophora from the core databases of CNKI and Web of Science using the bibliometrics software CiteSpace. We aimed to understand the current situation and development trend of the research on the prevention and utilization of A. adenophora at home and abroad,clarify the research frontiers and hot issues,and provide reference for further research on A. adenophora. The results showed that this invasive species was one of the most studied in ecology and environmental protection both domestically and internationally. Chinese researchers have played an essential role in the study of its prevention and utilization,but thecommunicationandcooperationbetweenresearchinstitutionsandresearchersneedtobe strengthened,and the
收稿日期:2023-11-26
基金項目:大理州科技專項(編號:202301A020023)。
作者簡介:饒婷婷(2003—),女,云南普洱人,研究方向為生物科學。E-mail:m15398794972@163.com。
通信作者:佘" 容,博士,副研究員,研究方向為天然產物開發與利用。E-mail:sher@eastern-himalaya.cn。
interdisciplinary" development needs to be improved. In recent years,the" research focus in this field has been mainly on exploring the performance,development,and utilization of the purple stem orchid,and more research directions should be expanded in future,especially in the growth and utilization of the “damage to treasure” should be strengthened.
Key words:invasive species;ecological control;Ageratina adenophora;analysis based on bibliometric method
根據世界自然保護聯盟(IUCN)有關報道,外來入侵物種是指被引入其自然范圍之外的動物、植物或其他生物體,對本地生物多樣性、生態系統服務或人類福祉產生負面影響的物種[1]。外來物種入侵是導致當地生物多樣性喪失的主要原因,同時會給當地的社會經濟帶來嚴重損失[2],據《自然》雜志2021年的數據顯示,1970—2017年間全球生物入侵造成的經濟損失累計達1.288萬億元[3],可見外來物種入侵已成為全球性的熱點環境問題之一。據生物多樣性和生態系統服務政府間科學政策平臺(Intergovernmental Science Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services,IPBES) 2020年統計的數據,全球外來物種達39 191種[3],《2020中國生態環境狀況公報》顯示,我國已發現的外來入侵物種達660多種[4]。國際貿易是外來物種入侵的主要來源,近年來隨著經濟貿易的全球化,外來入侵物種不斷向原生地之外的地方擴散[5-6]。
紫莖澤蘭(Ageratina adenophora)為多年生草本植物,原產地墨西哥,在當地并不是一種入侵植物,甚至對墨西哥的物種豐富度具有促進作用[7]。英國首次將其作為觀賞植物引入,對英國生態環境造成了損害,被認定為入侵物種。目前,紫莖澤蘭主要分布于熱帶與溫帶間的40多個國家和地區,被認為是亞洲、非洲和大洋洲最嚴重的入侵雜草之一[8],已被《外來有害生物的防治和國際公約》列為四大惡性雜草之一,是入侵植物中危害最嚴重的物種之一[9]。紫莖澤蘭的適應和繁殖能力極強,能夠快速繁衍擴散,很容易成為當地優勢種,不斷排擠本地植物從而破壞生物多樣性,并最終導致整個生態系統的結構和功能發生改變[10-11]。此外,紫莖澤蘭具有較強毒性,尤其是它的特殊氣味易誘發牛、馬等牲畜患氣喘而死[12]。同時,紫莖澤蘭入侵后會造成當地土壤肥力下降,生態平衡失調,生物多樣性受到破壞[13-14],給農業經濟帶來嚴重損害。紫莖澤蘭于20世紀40年代首次從緬甸傳入我國云南省境內,隨后在西南地區迅速蔓延[15]。給我國生態環境及經濟社會造成了巨大損失,根據《中國經濟周刊》報道,外來入侵物種在2009年前后,每年給我國造成的經濟損失已高達2 000億元[16];據2015年的一項評估顯示,紫莖澤蘭對我國花生產業造成的潛在經濟損失總值為46.49億~582.39億元[17];另外,紫莖澤蘭每年僅給云南省農業造成的損失高達7億多元,給畜牧業造成的損失約7 000萬元[18]。可見,對紫莖澤蘭的治理刻不容緩,目前諸多國內外學者致力于紫莖澤蘭等外來入侵物種的研究,但尚無針對紫莖澤蘭研究的系統梳理。
文獻計量學是一門由Pritchard首次提出的對文獻進行定量分析研究的科學,是情報學的一個分支[19]。目前,借助可視化工具,如CiteSpace[20]、HistCite[21-22]、VOSviewer[23]等,可對特定領域的研究進展進行定量分析及可視化,協助科研人員迅速掌握研究概況、研究熱點與前沿。因此,筆者將采用以上工具,對中國知網(CNKI)和Web of Sience(WOS)中紫莖澤蘭研究領域的文獻進行計量學統計分析,并將結果可視化,以了解入侵物種紫莖澤蘭的研究現狀和前沿成果,并基于筆者所在團隊的前期研究提出新的研究思路,旨在為今后紫莖澤蘭的防治與利用提供參考。
1" 材料與方法
1.1" 數據來源
文章數據來源于中國知網(CNKI)和Web of Science (WOS)核心數據庫集,在CNKI中,以“紫莖澤蘭”為主題詞進行檢索,檢索式為“主題詞=(紫莖澤蘭)”,檢索時間為2023年9月7日,不設置時間跨度,共檢索到2 031篇文章,去除報紙、會議論文、學位論文等,選擇其中1 400篇期刊論文納入后續文獻計量分析;在WOS中,以[TS=(Eupatorium adenophorum)]or AK=(Ageratina adenophora) or AK=(Eupatorium adenophorum Sprengel) or AK=(crofton weed)為檢索式進行檢索,檢索時間為2023年9月7日,不設置時間跨度,選擇論文、綜述論文、在線發表論文等423篇文獻納入后續分析。經CiteSpace除重過濾,最終有1 397篇中文文獻、410篇英文文獻作為數據樣本制作相關網絡圖譜。
1.2" 數據分析方法
本研究采用文獻計量方法,將自CNKI和WOS檢索得到的文獻導入CiteSpace 6.1.R6軟件中,進行統計分析。中文文獻中最早一篇論文發表于1973年,故在CiteSpace中選擇的時間段為1973年1月至2023年9月。英文文獻最早發表于1998年,因此在CiteSpace中分析時,時間段設定為1998年1月至2023年9月。接下來,分別從作者、機構、關鍵詞等3個方面進行可視化分析,生成GRAPHML文件。借助Gephi軟件構建機構與作者合作關系網絡圖譜,同時利用CiteSpace的關鍵詞分析功能,制作關鍵詞-時間突現圖。在VOSviewer中,對WOS導出的文獻進行國家合作圖譜的構建。根據WOS和CNKI檢索頁面的發文量統計數據,在Gradpad Prism軟件中完成發文量及發文趨勢的繪制。此外,運用Histcite軟件對WOS中的文獻進行發文機構、國家以及期刊來源和被引頻次的統計分析,CNKI數據則直接來源于檢索頁面相關統計源數據。
2" 結果與分析
2.1" 中英文發文量
對相關論文發文量進行年度統計分析能夠直觀地看出某知識領域近幾年的發展狀況,預測未來幾年的發展趨勢和研究前景[24]。在所分析的文獻中,中文文獻最早記錄是在1973年,而英文文獻自1998年才有相關記錄。總體上,中文文獻年平均發文量高于英文文獻。中文文獻增長趨勢大致可分為3個時期:(1)平緩期(1973—2001年);(2)爆發期(2002—2012年),2010年達到頂峰,發文量134篇;(3)瓶頸期(2013—2023年),在此期間紫莖澤蘭相關領域的研究已經趨于成熟,難有重大突破,因此發文量總體呈下降趨勢,而英文文獻發文量趨勢相對平緩,在2004年以后有小幅度增長,但總體遠低于中文文獻(圖1)。
2.2" 文獻分布狀況
國家、地區分布在一定程度上可以反映該國家、地區在該研究領域的研究水平[25]。基于WOS檢索結果分析,文獻來源于25個國家,發文量排名前十的主要為亞洲和歐洲國家。中國為發文量最多的國家,發文317篇,其次是印度(69篇)和美國(25篇)(圖2)。
從國家合作關系網絡(圖3)來看,各個國家之間都有一定的交流與合作。我國作為發文量最多的國家,與國際上很多國家都存在聯系,說明我國在紫莖澤蘭領域占據了國際上的重要位置,有較高的國際影響力。
2.3" 發文機構及其合作關系分析
對發文機構的分析可以了解在相關領域具有較強影響力的研究單元[26]。在中文文獻中,云南農業大學發文量最高,達105篇;其次是中國農業科學院植物保護研究所,發文量達102篇;再次是云南大學,發文61篇(表1)。從機構合作關系網絡圖譜來看,僅發文量較高的幾個機構之間保持著較強的聯系,而其他機構間交流則相對較少(圖4)。
英文文獻中,發文最多的是中國科學院,發文量為97篇;其次是中國農業科學院,發文42篇;再次是中國科學院大學,發文41篇;我國的研究機構在紫莖澤蘭領域的學術研究較為活躍,發文量在國際上占據了前9個位置(表2)。從合作關系來看,各機構之間聯系緊密,主要的合作關系網由中國科學院和中國農業科學院引領(圖4)。
2.4" 主要作者及其合作關系分析
中文文獻中,發文量最多的作者是萬方浩,發文量為53篇,其次是劉萬學,發文41篇,曹坳程發文37篇,位居第三(表3)。在合作網絡圖譜中,主要是以萬方浩、劉萬學和曹坳程引領的關系網形成一個較大的合作體系,大部分作者間的交流均圍繞其進行,其余作者間聯系較少或沒有聯系(圖5)。
英文文獻中發文量最多的作者是Hu Yanchun(表4),發文25篇,H指數為24,在WOS中發文總被引頻次為1 755次;Wan Fanghao發文20篇,位居第二,H指數為39,總被引5 994次;Feng Yulong和Li Yuan發文皆為17篇,位居第三(圖5)。H指數由Hirsch提出,用于衡量英文文獻中學者的學術水平和學術影響力[27]。在所分析的英文文獻發文量作者中,H指數最高的是Wan Fanghao(萬方浩),可見他在紫莖澤蘭研究領域具有較高的學術影響力。
2.5" 收錄文獻主要期刊分析
中文文獻中,收錄量最多的期刊是《安徽農業科學》,收錄了43篇紫莖澤蘭領域的文章,占比3.07%,該期刊在CNKI中的最新影響因子為0.900,其次是《草學》和《雜草學報》,收錄量分別為35篇和29篇,占比依次為2.50%和2.07%,其最新影響因子分別為0.815、1.430(表5)。英文文獻中《PLoS One》收錄文獻數量為13篇,是收錄紫莖澤蘭相關領域文獻最多的期刊,占比為3.07%;其次是《Allelopathy Journal》和《Weed Science》,收錄量均為10篇,占比是2.36%(表6)。
2.6" 高被引文獻
高被引文獻可以反映出某一學科的研究方向和發展方向,是了解一個研究領域的重要知識來源[28]。中文文獻中,被引次數排名前十的文獻最早發表于1985年,最晚為2012年,主要集中于探索紫莖澤蘭及其入侵機制并提出相應的管理及防治建議。其中,被引次數最多的文獻是鄭麗等在2005年發表于《生態學報》的研究[29],被引453次(表7)。該研究以與紫莖澤蘭早期入侵共存的草本植物(細葉小苦荬、金盞銀盤、蘭花菊三七、鴨茅、莎狀磚子苗)和為替代控制紫莖澤蘭而引進的牧草(非洲虎尾草、紫花大翼豆、一年生黑麥草、白車軸草、紫花苜蓿)為試驗材料,探究紫莖澤蘭葉片提取液對這些種子萌發和幼苗生長的影響,結果表明,紫莖澤蘭化感作用會降低種子發芽率、發芽速率、胚根和胚軸長度,以及幼苗干重。在受試的10種植物中,紫花苜蓿對紫莖澤蘭化感作用最不敏感,因此,可以考慮用它作為替代控制紫莖澤蘭的牧草物種。被引頻次位居第二的是強勝在1998年發表于《武漢植物學研究》的報道[30],被引416次。該研究主要綜述了紫莖澤蘭的生境、危害的主要途徑、生物與生態學特性以及防治方法等,并建議深入開展紫莖澤蘭種群動態及其構成的植物群落調查研究,以闡明其作為喜侵入裸地先鋒植物,在植物群落演替和植被發展過程中的作用;同時建議更加深入研究無污染且安全性能高的鏈格孢真菌除草劑在防治紫莖澤蘭中的應用。被引頻次位居第三的是王俊峰等在2004年發表于《植物生態學報》的研究[31],被引308次。該研究對2種入侵植物——紫莖澤蘭與蘭花菊三七在不同光照度下的生物量分配、葉片形態和生長特性進行了比較研究以確定與入侵性有關的特性,結果表明,2種植物都能適應變幅較大的光環境,而紫莖澤蘭對光環境的適應能力相對較強,可能是其表現入侵性的重要原因之一。
在WOS中,被引頻次較高的文獻主要探索了紫莖澤蘭的入侵機制及防治措施,同時對紫莖澤蘭的利用也進行了部分研究,如用作精油[32]、農藥[33]等。其中,被引次數最多的是Ding等在2008年發表于《Bioscience》的研究[34],被引136次(表8)。研究表明,國際貿易的增加、交通的連接等為生物入侵提供了更為廣泛的機會,導致外來入侵物種的數量也隨之增加,因此需讓更多的人了解生物入侵的危害,加強源頭預防工作;其次是Niu等在2007年發表于《Plant and Soil》的研究[35],被引頻次為135次。研究通過比較紫莖澤蘭高度入侵地區、新入侵地區、未入侵地區和本地植物生長地區土壤微生物群落,發現紫莖澤蘭入侵后改變了土壤微生物群落, 進而抑制了本地植物生長并
表8" 英文文獻中被引次數排名前十的文獻
Table 8" Top 10 cited literatures in English literatures
排序文獻名稱第一作者期刊被引頻次(次)
1China’s booming economy is sparking and accelerating biological invasionsDing JianqingBioscience136
2An invasiveaster (Ageratina adenophora) invades and dominates forest understories in China:altered soil microbial communities facilitate the invader and inhibitnativesNiu HongbangPlant and Soil135
3Invasion dynamics and potential spread of the invasive alien plant species Ageratina adenophora (Asteraceae) in ChinaWang RuiDiversity and Distributions127
4Volatile chemicals from leaf litter are associated with invasiveness of a neotropical weed in AsiaInderjitEcology103
5Comparative study on chemical pretreatment methods for improving enzymatic digestibility of crofton weed stemZhao XuebingBioresource Technology89
6High-efficiency removal of lead/cadmium from wastewater by MgO modified biochar derived from crofton weedCheng SongBioresource Technology82
7Identification of tenuazonic acid as a novel type of natural photosystem Ⅱ inhibitor binding in Q(B)-site of Chlamydomonas reinhardtiiChen ShiguoBiochimica et Biophysica Acta-Bioenergetica80
8Growth,biomass allocation,morphology,and photosynthesis of invasive Eupatorium adenophorum and its native congeners grown at four irradiancesZheng YulongPlant Ecology75
9Predicting the spatial distribution of an invasive plant species (Eupatorium adenophorum) in ChinaZhu LiLandscape Ecology71
10Invasive mechanism and control strategy of Ageratina adenophora (Sprengel)Wan FanghaoScience China-LifeSciences70
促進入侵植物的擴張;再次是Wang等在2006年發表于《Diversity and Distributions》的研究[36],被引127次。該研究分析了紫莖澤蘭對入侵地區的偏好,并應用生態模型(GARP)預測了潛在的紫莖澤蘭入侵地點,研究結果表明,紫莖澤蘭在我國尚未形成生態平衡,仍以較快速度進行擴張;同時預測顯示,紫莖澤蘭可能會在我國南部和中南部地區蔓延,應采取措施進行防治。
2.7" 研究熱點與前沿分析
分析相關文獻中的關鍵詞可以很好地掌握該研究領域的研究熱點。中文文獻中,排名前十的高頻關鍵詞包括紫莖澤蘭、化感作用、種子萌發、幼苗生長、生物入侵、危害、入侵植物、替代控制、澤蘭實蠅、防治;英文文獻中,排名前十的高頻關鍵詞有Eupatorium adenophorum(紫莖澤蘭)、Ageratina adenophora(紫莖澤蘭)、growth(生長)、essential oil(精油)、crofton weed(紫莖澤蘭)、Asteraceae(菊科)、germination(萌發)、diversity(多樣性)、adsorption(吸附)、antioxidant(抗氧化劑)。中文文獻和英文文獻中關鍵詞聚類都主要為入侵物種、入侵機制、防治方法、利用途徑,各聚類網絡間聯系緊密,彼此間通過紫莖澤蘭相互連接(圖6)。
突變關鍵詞可以用于表征該研究領域某一些年限相關術語的驟增情況,對分析該領域的研究熱點和趨勢具有重要意義[37],利用CiteSpace的關鍵詞突現功能,得到紫莖澤蘭領域關鍵詞突現圖譜,按照突現時間進行排序,結果(圖7)顯示,土壤、澤蘭實蠅、cadinene sesquiterpene(杜松烯類倍半萜)、invasive plant(入侵植物)、climate change(氣候變化)、bacteria(細菌)等是近幾年我國和國際研究者的研究熱點。從CNKI數據庫中提取的關鍵詞來看,2007年以前國內研究者主要集中于對紫莖澤蘭等外來入侵物種及其危害的認識,并討論了對入侵物種的防治及管理辦法;2007年以后,開始深入研究紫莖澤蘭的入侵機制及防除方法,并持續挖掘其利用價值。從WOS核心數據庫集中提取到的關鍵詞來看,2013年以前該領域的國際研究人員主要關注于紫莖澤蘭等外來入侵物種給生態造成的危害;2013年以后開始關注紫莖澤蘭的化學成分和潛在利用價值,而近幾年隨著紫莖澤蘭和其他入侵物種的不斷擴張,研究人員逐漸意識到入侵物種給全球生態和氣候帶來的危害是巨大的,因此有必要探尋其更多的利用價值。基于此,預測今后幾年該領域的研究熱點仍會集中于對紫莖澤蘭和其他入侵物種的資源化利用上,尤其是在環境治理與工業生產中的應用,如Cheng等在2022年提出了一種新的紫莖澤蘭利用途徑——廢水治理,紫莖澤蘭含有豐富的木質素,可以作為原料制備氧化鎂改性生物炭,用于重金屬廢水處理[38];Yang等在2023年提出紫莖澤蘭葉提取物與碘化鉀之間存在協同作用,其混合物能夠很好地抑制冷軋鋼在檸檬酸中的腐蝕程度,可以很好地保護鋼鐵[39]。
3" 結論與討論
紫莖澤蘭是國內外生態與環境保護領域重點研究的入侵物種,我國科研工作者在其防控、利用研究中發揮了重要作用。國內對紫莖澤蘭的探究始于1973年由云南省畜牧獸醫科學研究所對紫莖澤蘭造成馬匹中毒的研究[40],之后從對入侵機制進行的探索,轉向對入侵物種的防治,近幾年在紫莖澤蘭的開發和利用也開展了一些研究,但目前大多研究還停留在試驗探索階段,應用成果轉化較少。綜合來看,對紫莖澤蘭的研究還需要關注以下2個方面。
3.1" 對紫莖澤蘭研究領域的合作需加強
紫莖澤蘭是一種具有復雜生物學特性的植物,對其進行深入研究需要具備系統的植物學、生態學和化學領域的技術和知識,這便要求各學科研究人員之間的合作。從分析結果來看,國家間的合作主要圍繞中國構建了合作網絡,而其他各國之間的合作關系相對較弱,究其原因,這應該與紫莖澤蘭入侵區域以及這些區域經濟技術水平有關。研究表明,紫莖澤蘭入侵的區域主要分布在美國西部沿海、智利南部、秘魯和玻利維亞中部、南非南部沿海、埃塞俄比亞和馬達加斯加大部分地區、澳大利亞東部沿海、印度和尼泊爾喜馬拉雅山脈中部大部分地區、中國西南部和臺灣省大部分地區、緬甸東部、老撾和朝鮮半島的大部分地區以及日本的大部分地區[41]。在這些地區中,部分地區受經濟技術水平限制,對紫莖澤蘭的治理及研究相對薄弱,例如與中國相鄰的緬甸、老撾等國。因此,我國在應對國內紫莖澤蘭問題的同時,有必要重視國際間的合作。同時隨著全球經濟貿易的不斷發展,各國之間的聯系日益緊密,這突顯了加強國際研究合作、共同應對生物入侵問題的迫切性。
此外,我國雖然在紫莖澤蘭領域的發文量排全球第一,但是機構之間的合作卻不多,人員之間的合作也僅限于同一機構內,如萬方浩、曹坳程、劉萬學等,這幾位學者都來自中國農業科學院植物保護研究所,他們通過頻繁的交流與合作,形成了一個相對完整的合作體系,推動了該領域的發展。而其他研究機構和人員之間合作交流非常少,這可能是因為各研究機構的研究對象和內容存在差異,導致協同合作的必要性降低,同時不同機構之間的合作也會受到地理區域等因素的限制影響合作交流。如中國農業科學院植物保護研究所主要以農業有害生物和農藥為主要研究對象,解決農業生產中植物保護的重大問題;農業科學院植物保護研究所植物病蟲害生物學國家重點實驗室主要從事植物病蟲害防治的研究,發展現代生物技術在植物保護研究和病蟲害防治中的應用。而研究人員之間合作較少, 或是由于作者所處的研究機構不同以及不同作者之間的研究興趣和內容存在一定的差異,導致他們之間的合作受到一定的限制,如強勝所處機構為南京農業大學,研究方向主要為雜草生物學及可持續治理研究[42];曹坳程所處機構為中國農業科學院植物保護研究所,研究方向為外來入侵植物綜合防控技術及土壤熏蒸消毒等[43-44],他們都是紫莖澤蘭研究領域資歷較深的科研工作者,但彼此之間缺乏交流。
Bettencourt等提出,隨著某一科學領域的發展壯大,其學者合作網絡的撲拓結構將由小而不連通的網絡圖向著更多節點且相互連通的網絡圖演進[45],尤其是《國家創新驅動發展戰略》也強調,要“組建跨學科、綜合交叉的科研團隊”[46]。因此,基于文獻計量研究結果,筆者呼吁在紫莖澤蘭的研究中應加強國家、機構以及各科研工作者之間的聯系,通過相互溝通、借鑒,進而實現紫莖澤蘭研究領域的發展。此外,強化跨學科合作至關重要,通過融合不同學科的專業知識,將有助于突破更多研究領域。如清華大學的廖洋等將生物的光遺傳學和計算的幾何深度學習相結合,采用幾何深度學習來解密環境菌群的宏組學數據集,提出調控策略的“發現-建模-學習-迭代”(DMLA)循環范式,為利用自然解決方案應對全球挑戰開辟了一個新的領域[47]。因此,在紫莖澤蘭領域更應該積極推動多學科融合發展,為紫莖澤蘭的入侵治理提供更有效的技術支持。
3.2" 對紫莖澤蘭“變害為寶”的研究需重視
目前,針對紫莖澤蘭的研究主要關注其生物學特性,進而探究其成功入侵的機制,并取得了很多成果。有很多研究表明,紫莖澤蘭可通過化感作用[48]、改變土壤微生物群落[49-50]及土壤的理化性質[51]等途徑成功入侵。同時,紫莖澤蘭對光照有很高的利用效率[31],具有較高的遺傳多樣性[52]和表型可塑性[53],這些優勢也為它成功入侵提供了便利。此外,關于紫莖澤蘭從對生物多樣性具有促進作用的物種轉變成入侵物種的原因,其解釋是因為非原產地,如亞洲地區,其自然環境異于原產地墨西哥,導致當地紫莖澤蘭生產的有機化合物,如2-烯和α-水芹烯的濃度高于墨西哥[7],因此對當地生物多樣性產生不良影響。這些研究都是基于紫莖澤蘭是有害生物的角度出發,對應的防治策略也是以抑制其生長為主。為此,各國政府每年都需要投入大量資金來控制其生長擴散。但是,是否能轉變研究思路,探索其有效利用的途徑呢?如果能借此對紫莖澤蘭形成產業化利用,那它便不再“費錢”,也可以“賺錢”,實現良好的經濟效益,進而達到生態防控的目的。比如在醫藥領域,有研究表明紫莖澤蘭具有很好的抗氧化[54]、抑菌[55]和抗炎[56]活性,它的提取物具有鎮痛[57]和抗腫瘤[58]的效果,有望開發成新型藥物等;在農業領域,可將紫莖澤蘭制備為墊料、飼料添加劑或獸藥等,且紫莖澤蘭對于螨蟲、線蟲等具有殺滅效果[58-60],可以用作殺蟲劑和除螨劑,同時Jin等發現紫莖澤蘭葉提取物對煙草花葉病毒有抑制作用,可以開發為農藥等[61];在環境治理方面,紫莖澤蘭還可用于保持水土,防止水土流失[62]等;在日用化工領域,紫莖澤蘭可用于活性炭[63]、肥料[64]及沼氣[65]的制備,在云南大理,紫莖澤蘭還能被用作扎染工藝品的染料[66-68]。特別值得一提的是,有不少學者將紫莖澤蘭應用到了新的領域,如紫莖澤蘭的纖維具有較好的剛性和較低的密度,是可以用于結構聚合物的復合材料[69];以紫莖澤蘭為原料制備生物質熱解添加劑,用于廢舊鋰離子電池粉末進行還原預處理,可以降低反應的活化能并減少碳消耗[70];紫莖澤蘭葉提取物能夠作為生物還原劑和封端劑,可用于銀納米粒子的合成,通過這種途徑合成的納米顆粒具有抗菌和抗氧化的功能[71]等。綜上,紫莖澤蘭具有很強的市場利用價值潛力,未來應注重將紫莖澤蘭應用到更多領域,尤其是在研究成果的轉化應用上加大力度,真正使紫莖澤蘭“變害為寶”。
參考文獻:
[1]Invasive alien species and climate change-resource | IUCN[R/OL]. (2021-02)[2024-02-18]. https://www.iucn.org/resources/issues-brief/invasive-alien-species-and-climate-change.
[2]Fang K,Chen L M,Zhang H B. Evaluation of foliar fungus-mediated interactions with below and aboveground enemies of the invasive plant Ageratina adenophora[J]. Ecology and Evolution,2020,11(1):526-535.
[3]杜素潔,郭建洋,趙浩翔,等. 近十年我國入侵生物預防與監控研究[J]. 植物保護,2023,49(5):410-418,440.
[4]中華人民共和國生態環境部. 2020年中國生態環境狀況公報[EB/OL].(2019-05-29) [2023-12-15].https://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/202105/P02021052657275618 4785.Pdf.
[5]Early R,Bradley B A,Dukes J S,et al. Global threats from invasive alien species in the twenty-first century and national response capacities[J]. Nature Communications,2016,7:12485.
[6]Seebens H,Blackburn T M,Dyer E E,et al. Global rise in emerging alien species results from increased accessibility of new source pools[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2018,115(10):2264-2273.
[7]Inderjit,Evans H,Crocoll C,et al. Volatile chemicals from leaf litter are associated with invasiveness of a neotropical weed in Asia[J]. Ecology,2011,92(2):316-324.
[8]Poudel A S,Jha P K,Shrestha B B,et al. Biology and management of the invasive weed Ageratina adenophora (Asteraceae):current state of knowledge and future research needs[J]. Weed Research,2019,59(2):79-92.
[9]夏忠敏,金" 星,劉昌權. 紫莖澤蘭在貴州的發生危害情況及防除對策[J]. 植保技術與推廣,2002(12):34-35.
[10]羅" 娜. 紫莖澤蘭在羅甸縣的分布及其防治與利用[J]. 農技服務,2022,39(6):102-105.
[11]Negi B,Khatri K,Bargali S S,et al. Invasive Ageratina adenophora (Asteraceae) in agroecosystems of Kumaun Himalaya,India:a threat to plant diversity and sustainable crop yield[J]. Sustainability,2023,15(14):10748.
[12]齊慶英. 鎮寧縣4個外來入侵物種的危害情況及防控對策[J]. 南方農業,2023,17(4):224-226,230.
[13]丁" 暉,徐海根,劉志磊. 外來入侵植物紫莖澤蘭對植物多樣性的影響[J]. 生態與農村環境學報,2007,23(2):29-32,75.
[14]唐賽春,李象欽,韋春強,等. 廣西外來入侵植物的現狀及研究進展[J]. 廣西科學院學報,2023,39(2):146-155.
[15]周啟武,于龍鳳,王紹梅,等. 入侵植物紫莖澤蘭的危害及綜合防控與利用[J]. 動物醫學進展,2014,35(5):108-113.
[16]馬玉忠. 外來物種入侵 中國每年損失2 000億[J]. 中國經濟周刊,2009(21):43-45.
[17]方" 焱,秦" 萌,李志紅,等. 紫莖澤蘭對我國花生產業造成的潛在經濟損失評估[J]. 中國農業大學學報,2015,20(6):146-151.
[18]潘玉梅,唐賽春,韋春強,等. 3種本地植物與入侵植物紫莖澤蘭的競爭[J]. 生態學報,2022,42(6):2394-2404.
[19]Pritchard A. Statistical bibliography or bibliometrics[J]. Journal of Documentation,1969,25:348.
[20]陳" 悅,陳超美,劉則淵,等. CiteSpace知識圖譜的方法論功能[J]. 科學學研究,2015,33(2):242-253.
[21]于海波,張敏書,陳留定. 中學物理實驗教學研究的國際經驗與趨勢展望:基于HistCite的圖譜量化分析[J]. 物理實驗,2022,42(7):50-62.
[22]廖" 莉,陳" 強,池" 建,等. 基于CiteSpace和HistCite的國內外20年來學校體育研究熱點差異比較[J]. 體育成人教育學刊,2021,37(6):61-67.
[23]高" 凱. 文獻計量分析軟件VOSviewer的應用研究[J]. 科技情報開發與經濟,2015,25(12):95-98.
[24]李" 賀,袁翠敏,李亞峰. 基于文獻計量的大數據研究綜述[J]. 情報科學,2014,32(6):148-155.
[25]姚棣夫,徐建玲,王漢席. 基于文獻計量的堆肥研究現狀與趨勢研究[J]. 環境科學與管理,2018,43(3):26-29.
[26]楊宗帥,魏昌龍,宋" 昕,等. 基于Web of Science數據庫的污染場地可持續修復領域的文獻計量分析[J]. 土壤通報,2022,53(1):221-233.
[27]奉國和,莫幸清,鄭" 偉. H指數綜合賦權及應用研究[J]. 情報理論與實踐,2019,42(2):56-61.
[28]張" 璇,蘇" 楠,楊紅崗,等. 2000—2011年國際電子政務的知識圖譜研究:基于Citespace和VOSviewer的計量分析[J]. 情報雜志,2012,31(12):51-57.
[29]鄭" 麗,馮玉龍. 紫莖澤蘭葉片化感作用對10種草本植物種子萌發和幼苗生長的影響[J]. 生態學報,2005,25(10):2782-2787.
[30]強" 勝. 世界性惡性雜草:紫莖澤蘭研究的歷史及現狀[J]. 武漢植物學研究,1998,16(4):366-372.
[31]王俊峰,馮玉龍. 光強對兩種入侵植物生物量分配、葉片形態和相對生長速率的影響[J]. 植物生態學報,2004,28(6):781-786.
[32]Kurade N P,Jaitak V,Kaul V K,et al. Chemical composition and antibacterial activity of essential oils of Lantana camara,Ageratum houstonianum and Eupatorium adenophorum[J]. Pharmaceutical Biology,2010,48(5):539-544.
[33]Walia S,Saha S,Tripathi V,et al. Phytochemical biopesticides:some recent developments[J]. Phytochemistry Reviews,2017,16(5):989-1007.
[34]Ding J Q,Mack R N,Lu P,et al. China’s booming economy is sparking and accelerating biological invasions[J]. BioScience,2008,58(4):317-324.
[35]Niu H B,Liu W X,Wan F H,et al. An invasive aster (Ageratina adenophora) invades and dominates forest understories in China:altered soil microbial communities facilitate the invader and inhibit natives[J]. Plant and Soil,2007,294(1):73-85.
[36]Wang R,Wang Y Z.Invasion dynamics and potential spread of the invasive alien plant species Ageratina adenophora(Asteraceae) in China[J]. Diversity and Distributions,2006,12(4):397-408.
[37]張" 東,馬文明,王長庭,等. 基于文獻計量學的凋落物分解對土壤碳影響的研究發展態勢分析[J]. 土壤通報,2023,54(5):1237-1247.
[38]Cheng S,Zhao S D,Guo H,et al. High-efficiency removal of lead/cadmium from wastewater by MgO modified biochar derived from crofton weed[J]. Bioresource Technology,2022,343:126081.
[39]Yang H F,Deng S D,Shao D D,et al. Eupatorium adenophorum Spreng leaves extract/potassium iodide as a highly sustainable inhibitor for the corrosion protection of steel in citric acid solution[J]. Journal of Molecular Liquids,2023,387:122614.
[40]云南省馬喘氣病防治組. 紫莖澤蘭對馬匹毒性的試驗報告[J]. 云南畜牧獸醫,1973(1):18-21.
[41]Gu C J,Tu Y L,Liu L S,et al. Predicting the potential global distribution of Ageratina adenophora under current and future climate change scenarios[J]. Ecology and Evolution,2021,11(17):12092-12113.
[42]強" 勝. 中國雜草生物學研究的新進展[J]. 雜草學報,2018,36(2):1-9.
[43]曹坳程,顏冬冬,朱文達,等. 紫莖澤蘭對小蔥生長的影響及其經濟閾值[J]. 山西農業大學學報(自然科學版),2018,38(2):47-52.
[44]曹坳程,方文生,王秋霞,等. 氯化苦的生態毒理效應[J]. 世界農藥,2020,42(10):32-35,45.
[45]Bettencourt L M A,Kaiser D I,Kaur J. Scientific discovery and topological transitions in collaboration networks[J]. Journal of Informetrics,2009,3(3):210-221.
[46]曾粵亮,曹高輝,韓世曦. 青年科研人員跨學科科研合作行為影響因素研究:基于扎根理論的探索[J]. 情報科學,2023,41(10):21-31.
[47]Liao Y,Zhao J,Bian J Y,et al. From mechanism to application:decrypting light-regulated denitrifying microbiome through geometric deep learning[J]. iMeta,2024,3(1):e162
[48]Qin R M,Zheng Y L,Valiente-Banuet A,et al. The evolution of increased competitive ability,innate competitive advantages,and novel biochemical weapons act in concert for a tropical invader[J]. The New Phytologist,2013,197(3):979-988.
[49]Yu X J,Yu D,Lu Z J,et al. A new mechanism of invader success:exotic plant inhibits natural vegetation restoration by changing soil microbe community[J]. Chinese Science Bulletin,2005,50(11):1105-1112.
[50]Chen L,Fang K,Zhou J,et al. Enrichment of soil rare bacteria in root by an invasive plant Ageratina adenophora[J]. The Science of the Total Environment,2019,683:202-209.
[51]李會娜,劉萬學,戴" 蓮,等. 紫莖澤蘭入侵對土壤微生物、酶活性及肥力的影響[J]. 中國農業科學,2009,42(11):3964-3971.
[52]段" 惠,強" 勝,蘇秀紅,等. 用AFLP技術分析紫莖澤蘭的遺傳多樣性[J]. 生態學報,2005,25(8):2109-2114.
[53]Khatri K,Negi B,Bargali K,et al. Trait plasticity:a key attribute in the invasion success of Ageratina adenophora in different forest types of Kumaun Himalaya,India[J]. Environment,Development and Sustainability,2023:1-22.
[54]張朝志,袁彩蓮,程依婷,等. 外來入侵物種紫莖澤蘭的抗氧化活性研究[J]. 化學與生物工程,2022,39(3):35-39,55.
[55]池水晶,寶珠鳴,王艷紅,等. 紫莖澤蘭提取物的體外抗菌活性研究[J]. 廣東農業科學,2013,40(18):73-74,107.
[56]孫麗芳,周" 雪,汪" 杰,等. 紫莖澤蘭中澤蘭酮類成分的抗炎活性研究[J]. 天然產物研究與開發,2021,33(4):592-597,606.
[57]Liu Y,Luo S H,Hua J,et al. Characterization of defensive cadinenes and a novel sesquiterpene synthase responsible for their biosynthesis from the invasive Eupatorium adenophorum[J]. The New Phytologist,2021,229(3):1740-1754.
[58]Geng H,Luo J H,Gu W J,et al. Unusual 5/5 fused bicyclosesquiterpenoids from Eupatorium adenophorum[J]. Fitoterapia,2023,170:105643.
[59]Nong X,Ren Y J,Wang J H,et al. Clinical efficacy of botanical extracts from Eupatorium adenophorum against the scab mite,Psoroptes cuniculi[J]. Veterinary Parasitology,2013,192(1/2/3):247-252.
[60]Nhung T T P,Quoc L P T. Nematicidal effect of Eupatorium odoratum Linn.aqueous extract on burrowing nematodes (Radopholus similis) and its application to control toppling disease on Cavendish banana (Musa acuminata)[J]. Journal of Horticultural Research,2023,31(2):2023-0029.
[61]Jin Y,Hou L Y,Zhang M Z,et al. Antiviral activity of Eupatorium adenophorum leaf extract against tobacco mosaic virus[J]. Crop Protection,2014,60:28-33.
[62]劉倫輝,謝壽昌,張建華. 紫莖澤蘭在我國的分布、危害與防除途徑的探討[J]. 生態學報,1985,5(1):1-6.
[63]Zheng Z Q,Xia H Y,Srinivasakannan C,et al. Utilization of Crofton weed for preparation of activated carbon by microwave induced CO2 activation[J]. Chemical Engineering and Processing:Process Intensification,2014,82:1-8.
[64]成艷華,朱建強,劉" 海,等. 入侵植物紫莖澤蘭的肥料資源化利用特征[J]. 農技服務,2023,40(3):53-58.
[65]Madan S P M. An alternative resource for biogas production[J]. Energy Sources,2000,22(8):713-721.
[66]張玉娟. 紫莖澤蘭中染色成分的提取研究[J]. 科技與生活,2012(12):212-213.
[67]楊" 洪,易" 文,瞿佳利,等. 基于Maxent模型探討河流對紫莖澤蘭入侵的影響[J]. 雜草學報,2022,40(1):8-19.
[68]王曉帆,潘" 燕,王崇云,等. 人工林下紫莖澤蘭種子雨與種群結構特征及其關系[J]. 雜草學報,2022,40(4):15-23.
[69]Selvaraj M,Chapagain P,Mylsamy B. Characterization studies on new natural cellulosic fiber extracted from the stem of Ageratina adenophora plant[J]. Journal of Natural Fibers,2023,20(1):2156019.
[70]Lu J J,Zhang Y Q,Huang W W,et al. Reductive roasting of cathode powder of spent ternary lithium-ion battery by pyrolysis of invasive plant Crofton weed[J]. Renewable Energy,2023,206:86-96.
[71]Dua T K,Giri S,Nandi G,et al. Green synthesis of silver nanoparticles using Eupatorium adenophorum leaf extract:characterizations,antioxidant,antibacterial and photocatalytic activities[J]. Chemical Papers,2023,77(6):2947-2956.