丁丹 陳超
摘要:紅毛草是一種外來(lái)植物,原產(chǎn)于南非,主要分布于非洲、美洲、亞洲、澳大利亞及部分島嶼,在我國(guó),主要分布于福建、廣東、廣西、海南及臺(tái)灣等地區(qū)。通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)、資料的整理,在了解紅毛草生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性、地域分布以及生境類型的基礎(chǔ)上,采用中歐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WG-WRA)和澳大利亞(或新西蘭)雜草風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WRA)對(duì)紅毛草進(jìn)行入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。結(jié)果表明,紅毛草繁殖能力強(qiáng)(種子產(chǎn)量大、發(fā)芽率高)且具有良好的生態(tài)適應(yīng)性和環(huán)境抗逆性,在我國(guó)5個(gè)?。▍^(qū)、市)19個(gè)市均有分布,并呈不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。2個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系對(duì)紅毛草入侵我國(guó)北方地區(qū)的分值分別為13、14分,屬于低風(fēng)險(xiǎn)入侵植物;但是,對(duì)于南方地區(qū)的入侵分值都為29分,屬于高風(fēng)險(xiǎn)外來(lái)入侵植物,一旦入侵成功則會(huì)威脅到當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)安全和生物多樣性。因此,在對(duì)紅毛草引種和應(yīng)用時(shí),必須加強(qiáng)管理和監(jiān)測(cè),并做好相應(yīng)的防控工作。
關(guān)鍵詞:外來(lái)入侵植物;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;觀賞草;紅毛草;入侵特性;地理分布;生態(tài)安全;生物多樣性
中圖分類號(hào):S451文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1003-935X(2016)02-0029-05
紅毛草(Rhynchelytrumrepens)為禾本科紅毛草屬草本植物,根莖粗壯,植株高達(dá)1m。圓錐花序開展,長(zhǎng)10~15cm,小穗長(zhǎng)約5mm,常被粉紅色絹毛。紅毛草因具有較高的觀賞價(jià)值和良好的適口性而被廣泛種植[1],但是,因紅毛草繁殖力和耐旱性較強(qiáng),并具有廣泛的氣候適應(yīng)性,所以極易引起入侵危害,成為惡性雜草,造成地區(qū)經(jīng)濟(jì)損失[2-3]。在美國(guó)佛羅里達(dá)州,F(xiàn)LEPPC(FloridaExoticPestPlantCouncil)已將紅毛草列為Ⅰ級(jí)侵入種,紅毛草入侵對(duì)該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重威脅[4]。因此,在紅毛草尚未對(duì)我國(guó)生態(tài)安全和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害前,須要詳細(xì)了解它的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性,評(píng)估入侵風(fēng)險(xiǎn),為未來(lái)防控紅毛草工作提供參考和依據(jù)。
本研究主要通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)資料等的調(diào)研,對(duì)紅毛草的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性及抗逆性和適應(yīng)性進(jìn)行探討,以了解它的競(jìng)爭(zhēng)能力、入侵特性和分布擴(kuò)散狀況;同時(shí),采用中歐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(TheRiskAssessmentforCentralEurope,WG-WRA)和澳大利亞(或新西蘭)雜草風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系[TheAustralian(orNewZealand)WeedRiskAssessmentsystem,WRA]2種常用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系[5-6]對(duì)紅毛草進(jìn)行入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,為它的入侵防控提供理論依據(jù)。
1入侵特性
紅毛草為長(zhǎng)命的多年生禾草,具有的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性使它在從外來(lái)種成為入侵種方面具有一定優(yōu)勢(shì),并且人類活動(dòng)也為紅毛草的擴(kuò)散和入侵創(chuàng)造了便利條件。本研究通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)資料的整理,探討紅毛草入侵優(yōu)勢(shì)和潛在入侵風(fēng)險(xiǎn)。
紅毛草主要有以下幾個(gè)方面的入侵優(yōu)勢(shì):(1)抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣。紅毛草耐高溫、干旱并且生長(zhǎng)不擇土壤,在植物群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生態(tài)系統(tǒng)脆弱的區(qū)域,如山坡、草地、采石場(chǎng)及高速公路旁等受損的生境中,極易入侵并且存活、定居[1,7]。(2)繁殖能力強(qiáng)。紅毛草種子產(chǎn)量多,可產(chǎn)種子113.5kg/hm2,且種子耐熱性強(qiáng),萌發(fā)速度快[1,8]。有研究表明,紅毛草種子在45℃高溫情況下,發(fā)芽率可達(dá)30%;即使貯藏4年后也可快速發(fā)芽,且種子發(fā)芽率仍然保持在較高水平(41.8%),并且它既可進(jìn)行種子繁殖,也可利用根莖繁殖。因此,當(dāng)紅毛草進(jìn)入一個(gè)新區(qū)域時(shí),能快速繁衍、建群、擴(kuò)展,發(fā)展成為優(yōu)勢(shì)種并形成單優(yōu)植物群落[1,9-10]。(3)紅毛草因具有較高的觀賞性和飼用價(jià)值而易被引種應(yīng)用。1866年,美國(guó)最早將紅毛草作為觀賞草引進(jìn),并在1892年將其列為可供家畜采食的飼草[8,11];隨后,我國(guó)臺(tái)灣將紅毛草作為觀賞草和牧草引進(jìn)。
紅毛草具有很強(qiáng)地繁殖和適應(yīng)能力,并容易通過(guò)人為途徑進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)而造成入侵危害。人為引種和分布擴(kuò)散是紅毛草成為入侵種的前提條件,而它自身的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境特征共同影響其入侵危害狀況。
2地域分布及生境
紅毛草原產(chǎn)于南非的熱帶地區(qū),主要分布于非洲、美洲、亞洲、澳大利亞及部分島嶼,分布具體情況如表1所示。
外來(lái)物種的入侵主要包括傳播、定植、建群和擴(kuò)散[20]幾個(gè)階段。為了更好地控制外來(lái)物種入侵,必須做好入侵物種的預(yù)防工作。因此,了解紅毛草入侵的生境類型是十分必要的。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和資料記載,紅毛草常見于以下3種生境類型:(1)河邊、山坡草地。在廣東地區(qū),紅毛草常用于山體護(hù)坡[21],因具有較強(qiáng)的繁殖能力和抗旱性,這就給紅毛草向其他生態(tài)系統(tǒng)入侵提供了便利條件。同時(shí),紅毛草可飼喂家畜,所以常被人類和家畜有意或無(wú)意地帶入到一些草場(chǎng)中[22]。但是,有研究表明紅毛草干物質(zhì)中粗蛋白含量為97g/kg,中性洗滌纖維含量為723g/kg(其中難消化的中性洗滌纖維含量43g/kg),纖維素含量為280g/kg,作為牧草其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并不是很高[23-24]。因此,當(dāng)紅毛草侵入放牧草場(chǎng)時(shí),會(huì)影響草場(chǎng)的載畜率,從而給畜牧生產(chǎn)帶來(lái)一定的損失。(2)受損生境。如廢棄采石場(chǎng)跡地、建筑垃圾棄土場(chǎng)、新筑道路兩側(cè)等人為干擾區(qū)。研究表明,紅毛草在珠江三角洲的采石場(chǎng)中能快速繁殖并成為該區(qū)的優(yōu)勢(shì)種[13]。在美國(guó)佛羅里達(dá)州,紅毛草在道路旁隨處可見并呈現(xiàn)向其他生境入侵的趨勢(shì)[25]。在廣東東江流域,紅毛草沿著道路蔓延,呈由南向北擴(kuò)散的趨勢(shì),因此對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的影響[26]。同時(shí),紅毛草耐火燒,大量繁殖并對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害時(shí),很難消除[10]。因此,在紅毛草未對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生威脅前,必須加強(qiáng)對(duì)它的監(jiān)測(cè)和預(yù)警。
3風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
對(duì)外來(lái)植物進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,可以為外來(lái)物種的防治提供理論依據(jù),從而最大限度地減少由外來(lái)物種入侵帶來(lái)的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)損失?;趯?duì)紅毛草生態(tài)生物特性、地域分布以及生境的了解,主要采取2種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系對(duì)其進(jìn)行入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,即中歐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WG-WRA)和澳大利亞(或新西蘭)雜草風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WRA)[5-6]。中歐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WG-WRA)主要是從原產(chǎn)地、地域分布、繁殖能力及生活型等12個(gè)方面對(duì)植物進(jìn)行入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,分為低風(fēng)險(xiǎn)(3~20分)、中等風(fēng)險(xiǎn)(21~27分)、高風(fēng)險(xiǎn)(28~39分)3個(gè)等級(jí)。澳大利亞(或新西蘭)雜草風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WRA)主要是從紅毛草對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響進(jìn)行評(píng)估,主要涉及馴化栽培史、氣候和分布、雜草特性、不可期性狀、植物類型、繁殖特性、擴(kuò)散機(jī)制以及抗逆性8個(gè)方面。當(dāng)紅毛草在環(huán)境和農(nóng)業(yè)的得分任一方面超過(guò)6分時(shí),即認(rèn)為具有較高的入侵風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)慎重引種并在引入后須加以檢測(cè)。根據(jù)我國(guó)南方和北方的氣候特點(diǎn),分別對(duì)紅毛草進(jìn)行入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
3.1中歐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WG-WRA)
在對(duì)紅毛草進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí),按照EPPO(EuropeanPlantProtectionOrganisation)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)行預(yù)評(píng)估,發(fā)現(xiàn)紅毛草適合進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在我國(guó)南方地區(qū),紅毛草的評(píng)估總分為29分(圖2),入侵等級(jí)為Ⅲ,屬于高風(fēng)險(xiǎn)入侵植物(表2)。因此,在引入紅毛草時(shí),必須嚴(yán)格限制引種的目的、區(qū)域、數(shù)量和次數(shù),而且引入后必須做好檢測(cè)防控工作。在北方地區(qū),紅毛草的評(píng)估總分為13分(圖2),屬于低風(fēng)險(xiǎn)入侵植物。所以,在北方地區(qū)紅毛草不須要專門地監(jiān)控和管理,但仍須要定期檢測(cè),以免在新的環(huán)境中產(chǎn)生遺傳變異而引發(fā)入侵危害。
3.2澳大利亞(或新西蘭)雜草風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WRA)
采用澳大利亞(或新西蘭)雜草風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系(WRA)對(duì)紅毛草進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。結(jié)果表明,紅毛草在北方地區(qū)入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分值為14分,并且在農(nóng)業(yè)和環(huán)境方面的分值都小于6分。根據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)北方地區(qū)無(wú)明顯入侵危害,屬于低風(fēng)險(xiǎn)入侵植物。在我國(guó)南方地區(qū),紅毛草的入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分值為29分,屬于高風(fēng)險(xiǎn)入侵植物,在農(nóng)業(yè)和環(huán)境方面的入侵分值分別為3、7分,對(duì)環(huán)境方面存在入侵危害(圖2、表2)。這可能是因?yàn)樵谵r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,人類頻繁的活動(dòng)干擾,使紅毛草無(wú)法正常生長(zhǎng)繁殖;在生態(tài)環(huán)境方面,由于紅毛草具有較高的觀賞性及較強(qiáng)的抗逆性,常被用于采石場(chǎng)、高速公路旁的植被恢復(fù)[1,7]。通過(guò)人為因素傳播及自身較強(qiáng)的繁殖力,紅毛草很容易在我國(guó)南方地區(qū)的環(huán)境中建植歸化,并造成危害。一旦入侵成功則嚴(yán)重影響區(qū)域的物種多樣性,改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,最終很有可能會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的退化和功能的喪失,從而引起生態(tài)災(zāi)難[27]。
外來(lái)物種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是開展外來(lái)物種風(fēng)險(xiǎn)管理的基礎(chǔ),是防止外來(lái)物種入侵的有效手段之一[28-30]。本研究運(yùn)用2種評(píng)估體系對(duì)紅毛草進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,發(fā)現(xiàn)紅毛草在我國(guó)南方地區(qū)是具有高風(fēng)險(xiǎn)的外來(lái)有害植物,在北方地區(qū)屬于低入侵風(fēng)險(xiǎn)的外來(lái)植物。我國(guó)北方地區(qū)的氣候條件(尤其是積溫)限制了紅毛草的生長(zhǎng)繁殖,例如在北京地區(qū)無(wú)法越冬且產(chǎn)種子量極小。但是,在我國(guó)南方地區(qū)(例如福建、海南及廣東等地),氣候條件有利于紅毛草生長(zhǎng)并且種子產(chǎn)量大,繁殖力強(qiáng),一旦被引入,能快速繁殖并形成簡(jiǎn)單的單優(yōu)植物群落,造成入侵危害。因此,在對(duì)紅毛草進(jìn)行引種和應(yīng)用時(shí),必須加強(qiáng)管理和監(jiān)測(cè)并做好防除準(zhǔn)備,從而以最大限度減少外來(lái)入侵植物帶來(lái)的生態(tài)及經(jīng)濟(jì)損失。
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