羅文 何澍然 周平
摘要:探討云南省昆明地區(qū)常見農田雜草種類組成及外來入侵雜草的來源,為農田雜草防控提供理論依據。昆明地區(qū)常見農田雜草分屬4科共計11種;優(yōu)勢科的現象十分明顯,其中菊科(Copositae)占1種,禾本科(Graineae)占種,十字花科(Cruciferae)占10種。在所調查的11種雜草植物中,外來雜草有4種,其中菊科外來雜草植物有1種;4種外來雜草植物中,來自美洲大陸的外來雜草共占種,來自非洲大陸的外來雜草植物占種,來自歐洲大陸的外來雜草占10種。昆明地區(qū)常見的農田雜草以菊科、禾本科、十字花科、蓼科雜草植物為主,占調查總雜草種數的471%;昆明地區(qū)常見農田外來雜草以菊科、莧科、禾本科雜草植物為主,占總調查外來雜草種數的4%;昆明地區(qū)常見農田外來雜草以來自美洲大陸地區(qū)的草本植物為主,占總外來雜草植物種數的%。因此,在農業(yè)生產中,要加強對菊科、莧科、禾本科雜草植物的監(jiān)管及有效防控;在引進外來植物物種時,要對來自美洲的植物特別是菊科植物加強風險評估及鑒定。
關鍵詞:外來雜草;種類組成;優(yōu)勢種;原產地;昆明地區(qū)
中圖分類號:41文獻標志碼:A文章編號:100-9X(01)01-00-07[7]
Abstract: o provide valuable inforation for the effective control of weeds,this study investigated the species coposition of coon exotic weeds in uning and analyzed their origin he recorded 11 weed species belonged to 4 failies with clear doinance of soe of the he Copositae were represented by 1 species,followed by the Poaceae with species and the Cruciferae with 10 species here were 4 exotic species aong the 11 weed species,1 of the belonging to Copositae wenty-eight exotic species originated fro the Aerican continent,ten fro Europe and three fro Africa Alost half of the weed species(471%) belonged to Copositae,Graineae,Cruciferae,and Polygonaceae iilarly,4% of the exotic weed species belonged to Copositae,Aaranthaceae,and Poaceae herefore,weeds belonging to the three failies should be especially supervised and effectively controlled within agricultural production In addition,ecological risks should be assessed and appraised when plants fro Aerican continent,especially plants of Copositae,would be introduced
[]ey words:[]exotic weeds; species coposition; doinant species; origin range;uning Area
農田雜草是指違背人們的栽培目的、出現在栽培場所、又不是栽培對象的植物[1-]。人們普遍認為,雜草在農田中的滋生會嚴重影響作物的產量、質量,還會傳播病蟲害及影響農事操作。據聯合國糧農組織(AO)統(tǒng)計,全世界每年因農田雜草危害帶來的損失約達數百億美元[4]。我國常見農田雜草約0多種[-],對農業(yè)生產造成危害的主要農田雜草有0多種,危害面積約4 000萬h,每年造成糧食產量損失10%左右[7]。
近年來,隨著人們對生物多樣性的重視,保持農田生態(tài)系統(tǒng)中植物(包括雜草)的多樣性及發(fā)揮植物多樣性的生態(tài)功能越來越受到人們的重視[]。現有研究證實,雜草資源多樣性是維持農田生態(tài)系統(tǒng)緩沖能力和補償能力的主要源泉[9]。雜草植物群落主要的生態(tài)功能包括保護天敵以控制農業(yè)害蟲、保持土壤結構和促進養(yǎng)分循環(huán)、減輕和緩沖農田環(huán)境污染等[10]。
世界各地自然植物區(qū)系因氣候、土壤等自然條件的差異而變化極大。因此,在不同區(qū)域農田雜草種類組成的差異非常大[11-1]。即使在同一個地方,自然環(huán)境條件(如地形、地貌、水資源等)的不同以及耕作措施和歷史的不同也會導致農田雜草植物群落出現差異。此外,在不同的季節(jié),農田雜草植物群落的差異也是明顯的[1]。云南省特殊的地理位置和復雜的自然環(huán)境蘊育了極為豐富的生物資源,生物多樣性為全國之首。因此,云南省是我國乃至全世界生物多樣性最豐富和最獨特的地區(qū)之一。昆明地處熱帶與亞熱帶過渡地帶,生物多樣性復雜;此外,昆明是云南的政治、經濟活動中心,農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)雜草種類的組成受人為活動的影響較明顯。本研究的目的是:(1)調查云南省昆明地區(qū)常見農田雜草的種類組成;()查閱資料并分析云南省昆明地區(qū)常見農田雜草中外來雜草的起源及所占的比例;()分析出現優(yōu)勢雜草植物現象的原因。
[1][]1材料與方法
[]11調查區(qū)域概況與調查對象
調查研究在云南省昆明市進行,包括昆明市五華區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū)、西山區(qū)、呈貢區(qū)、東川區(qū)、尋甸縣、祿勸縣、富民縣、石林縣、嵩明縣、宜良縣、晉寧縣、安寧市的農田生態(tài)系統(tǒng)。研究區(qū)域屬于亞熱帶濕潤季風氣候,海拔1 00~ 000 ,10°10′~10°40′E、4°′~°′N,年均溫度1~1 ℃,年日照時數 00 h,無霜期 d,年均降水量 1 00 ,降水集中,雨季(—10月)降水量占全年降水量的0%以上[14]。土壤多為紅壤土,土層深厚,農耕歷史悠久,農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的耕作制度為一年二熟制或兩年三熟制,主要糧食作物為馬鈴薯、玉米、水稻等,農田雜草防除方法以化學除草法為主。調查對象是昆明地區(qū)農田生態(tài)系統(tǒng)中的雜草,即指人們有意識栽培的作物以外的植物。
[]1調查研究方法
01年—9月,調查昆明地區(qū)的玉米、大豆、小麥、馬鈴薯、蔬菜地,果園、撂荒地和水稻田及其溝渠等農田生態(tài)系統(tǒng)生境的雜草種類。每種生境地設置個調查點(樣方)。每個調查樣方面積設置為4 ×4 。參照《中國雜草志》[1]和《云南植物志》[1]分類鑒定科、屬、種。參照《中國外來入侵種》[17]和中國農業(yè)有害生物信息系統(tǒng)[1]的中國外來入侵植物數據庫把分類鑒定的雜草植物分為外來入侵雜草與本地土著雜草。
[1][]結果與分析
[]1昆明地區(qū)常見農田雜草的種類組成
本次調查研究的昆明地區(qū)農田雜草種類主要參照《中國雜草志》進行分類鑒定。從表1可以看出,昆明地區(qū)常見農田雜草共計11種,隸屬于4科。由圖1可知,優(yōu)勢科的現象非常明顯,其中菊科雜草植物(Copositae)有1種,占所調查雜草種數的0%;禾本科(Graineae)雜草植物占種,占所調查雜草種數的14%;十字花科(Cruciferae)雜草植物與蓼科(Polygonaceae)雜草植物各有9種;莧科(Aaranthaceae)有7種;豆科(Leguinosae)有種;旋花科(Convolvulaceae)、茄科(olanaceae)雜草植物各有種;其余科的雜草植物都少于種,有11科雜草植物僅有1種,如馬鞭草科(Verbenaceae)、玄參科(crophulariaceae)、車前科(Planataginaceae)等。
[]昆明地區(qū)常見農田外來雜草植物
在調查的11種雜草植物中,昆明地區(qū)常見的農田外來雜草植物有4種(表1),隸屬17科,它們是菊科、莧科、禾本科、藜科、大戟科、茄科、豆科、旋花科、雨久花科、錦葵科、酢漿草科、藜科、馬鞭草科、石竹科、玄參科、毛茛科、馬齒莧科。
由表可知,外來雜草植物優(yōu)勢科的現象非常明顯。其中,菊科植物有1種,占總外來雜草植物種數的比例為70%;莧科植物有種,占總外來雜草植物種數的比例為1%;禾本科和豆科雜草各有種和種,占總外來雜草植物種數的比例為%和104%;十字花科雜草植物有種,占總外來雜草種數的比例為4%;其余1科每科僅調查到1種或種外來雜草植物。
[]昆明地區(qū)常見的4種外來農田雜草的原產地[]
對4種外來雜草植物的原產地進行分析,結果(圖)表明,昆明地區(qū)的農田外來雜草植物的原產地顯現出明顯的優(yōu)勢區(qū)域,其中來源于美洲熱帶地區(qū)的雜草植物有14種,占總外來雜草植物種數的917%;來源于北美洲的有種;來源于中美洲有1種;來源于美洲的有種(究竟來源于北美洲、中美洲還是南美洲無法確定)。如果按大陸來源劃分,所調查到的主要科中的4種外來雜草植物中,美洲大陸的外來雜草植物共占種,占了總外來雜草種數的%;來源于非洲大陸的外來雜草植物共種,來源于歐洲大陸的外來雜草植物占種,來源于非洲大陸和歐洲大陸的外來雜草總數只占了總外來雜草植物種數的70%??偟膩砜矗{查到的昆明地區(qū)的4種外來雜草絕大部分來自美洲大陸。
結論與討論
本研究發(fā)現,在昆明地區(qū)常見的11種農田雜草植物中,有4種是外來雜草植物。4種外來雜草植物雖分屬1科,但菊科外來雜草植物占了1種,禾本科、莧科次之,表現出很明顯的優(yōu)勢。這與國內的很多研究結果大致相同,例如,在海南的外來入侵雜草植物調查中,發(fā)現海南目前有外來入侵雜草植物9種,菊科最多,占9種,其他種類較多的科為禾本科植物1種、莧科植物1種等[19-0]。本研究發(fā)現1種外來菊科農田雜草植物都已廣泛分布且多數適應各種生境,這表明外來菊科雜草植物在各地已是一類十分普遍的雜草。
菊科植物兼具無性繁殖和有性繁殖,且種子小易于傳播,使得它們能順利繁衍成功;種間關聯分析表明,菊科植物之間既有相似的生物學特性,某些種間有著協同作用,且又有各自特有的生長策略以保證對生境的適應[1-];食草動物對菊科雜草植物沒有偏好性,甚至一些菊科植物對食草動物來說有毒[10],例如,家畜誤食了菊科雜草植物的飛機草和紫莖澤蘭會引起中毒。莧科雜草植物也具有與菊科雜草植物類似的生物學特性。這些特征可能在一定程度上促使了菊科和莧科雜草植物在農田生態(tài)系統(tǒng)的競爭優(yōu)勢。禾本科雜草植物常常與伴生的農作物具有相似的形態(tài)特征、生長特征、生命周期,因而使禾本科雜草植物與栽培的農作物常?;焐鶾-4],人為很難全部清除,這可能是禾本科雜草植物比較常見的原因之一。
本研究發(fā)現,4種外來雜草植物中有種來自美洲大陸,來自非洲和歐洲大陸的雜草植物相對較少。來源于非洲的外來雜草植物種類較少,原因可能是本調查區(qū)域與非洲地區(qū)的環(huán)境差異和氣候差異較大,來自非洲大陸的雜草植物不適宜在本區(qū)域生長[]。來源于歐洲的外來雜草植物種類也相對比較少,可能是因為歐洲與中國的地理隔離較弱,在人類出現前已經開始了植物種質的交流,具有雜草潛勢的植物可能已經在漫長的交流中相互同化。而來自美洲大陸的雜草植物占了絕大多數,其中鳳眼蓮、空心蓮子草、紫莖澤蘭、飛機草等已被公認為惡性外來入侵雜草植物[]。這說明美洲大陸來源的植物在中國成為外來入侵雜草的可能性比較大。根據大陸漂移學說,北美和東亞是在被子植物形成之后才分開的,由于北美和東亞處于相同的緯度范圍,地質歷史上有密切的聯系,一旦北美的草本植物傳到東亞,這些植物獲得生存、蔓延、擴散的機會較大[7-]。此外,南美洲和中美洲與中國的很多地區(qū)處在相同的緯度范圍,環(huán)境差異和氣候差異較小,來自南美洲和中美洲的雜草植物也很容易在中國相同緯度的地區(qū)生存、擴散,從而導致植物入侵[9]。這些原因在一定程度上也可以解釋昆明地區(qū)農田外來雜草中來自美洲大陸的植物種類占優(yōu)勢的現象。
本研究主要是針對旱生生境農田雜草植物而進行的,而對水生生境雜草植物的調查鑒定相對較少,因此調查的總雜草植物種類數有限。例如,莎草科雜草植物在本次調查研究中記載得較少。實際上莎草科雜草植物種類較多、也較常見,而莎草科的雜草植物有很多種類常分布在水田邊、溝渠邊、池塘邊等潮濕環(huán)境[0-1]。因此,很可能由于本研究調查生境的局限性,莎草科雜草植物甚至其他一些科屬的雜草植物記載較少,從而導致本調查研究的總雜草植物種類數較少。但就本調查研究結果看,可得出以下結論:(1)昆明地區(qū)常見的農田雜草以菊科和禾本科雜草植物為主,蓼科、十字花科次之,菊科、禾本科是明顯的優(yōu)勢科;()昆明地區(qū)常見外來雜草以菊科、莧科、禾本科雜草植物為主,這科的植物在外來雜草植物中占有明顯的優(yōu)勢;()昆明地區(qū)的常見外來雜草以來自美洲大陸地區(qū)的草本植物為主。
云南是以農業(yè)為主且與多國接壤的邊境省份,氣候適宜、對外交往密切,在外來入侵植物管理方面面臨嚴峻挑戰(zhàn)。首先應加強檢驗檢疫和宣傳力度,不能讓入侵雜草有機可乘,從源頭上杜絕入侵植物進入。其次,對入侵雜草的入侵力和群落的可入侵性進行評估,包括其繁殖力、繁殖體擴散方式、種子萌發(fā)特性、幼苗生長狀況、表型可塑性以及生態(tài)系統(tǒng)被入侵的特性。另外,政府要加大投入力度,包括財政支出和人力防控投入,配備專項資金,組建科研體系。對部分難以控制的物種根據其特性編制應急預案,一旦入侵植物出現大規(guī)模擴散或暴發(fā)時,啟動不同規(guī)模的應急預案將損失降到最低。因此,在日常的農業(yè)生產中,要加強對菊科、莧科、禾本科雜草植物的監(jiān)管及有效的生物防治;在引進外來植物物種時,要對來自美洲的植物特別是菊科植物加強風險評估及鑒定,以免造成生態(tài)、環(huán)境災難及農業(yè)生產損失。
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