长江流域紫茎泽兰入侵特征

作者:郭宗锋 邓卿艳 …    文章来源:《人民长江》2008年第1期    点击数:    更新时间:2008-9-29

  作者:郭宗锋 邓卿艳 伍自力 黄飞

  摘要: 对宜宾市的紫茎泽兰入侵状况进行了调查。目前该市还处于紫茎泽兰入侵的初始阶段,入侵区域集中分布在河流和道路附近,尤其是灌丛、林地等有一定遮荫的区域。该植物的空间分布格局和繁殖特征表明,它可以利用植株和种子向外进行远距离扩散,占据一定位置后,再以无性繁殖方式扩展侵占范围,且入侵速度非常快,如不及时采取措施,整个长江流域都有被其入侵的风险。

  关 键 词: 生物入侵;紫茎泽兰;特征分析;金沙江

  中图分类号: S432 文献标识码: A

  紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng或Ageratina adenophora Spreng)原产中美洲的墨西哥、哥斯达黎加等地,20世纪40年代由缅甸传入我国云南[1] ,随后迅速在云南省蔓延开来[2] ,并相继传入其周边省份,四川、广西、贵州、西藏、重庆、湖北、台湾等地都已发现有大面积的分布区,对当地社会经济发展和环境保护造成很大的影响[1~5] 。自20世纪70年代末在四川省盐源县金沙江畔发现紫茎泽兰至今,它已入侵到金沙江(长江)流域多个地区,并且还在以惊人的速度继续扩张[3] 。

  在紫茎泽兰入侵过程中,长江上游的四川省宜宾市的地理位置非常关键:该市南面是已有紫茎泽兰分布的云南省昭通市,西面则紧邻紫茎泽兰肆虐的四川省凉山彝族自治州和乐山市。由南、西两面传入的紫茎泽兰在此会合后,将以宜宾为中心,向北危害整个四川盆地,向东则威胁整个长江流域。到目前为止,紫茎泽兰主要集中在宜宾市的金沙江、岷江、长江及其支流岸边,以及西南部主要公路附近。鉴于此,对宜宾市的紫茎泽兰分布特征,其入侵长江流域的方式、途径、速度等进行了调查和分析,为制定预防紫茎泽兰入侵、保护流域环境措施提供参考。

  1 区域概况

  四川省宜宾市位于四川、云南、贵州3省交界处,东、北、西分别与四川省泸州市、乐山市、凉山彝族自治州相邻,南与云南省昭通市接壤,辖9县1区,总面积约13283km2 。宜宾属中亚热带季风气候,浅丘、河谷兼有南亚热带气候属性。全市年均气温15.0~18.3℃,冬无严寒,夏无酷暑,气候终年温暖,四季分明;春早冬迟,具有温热季节长、日照少等特点。无霜期335~355d;年降雨量850~1500mm,但时空分布不均,降水多集中在夏季;年日照950~1180h,湿度大、阴天多。夏季处于西南季风控制区,但全年风力微弱,多年平均值为0.8m/s,仅4、5月份风速较大。此外,因受地势、地貌特别是垂直高差的影响,还具有立体气候和区域小气候明显的特征。

  金沙江、岷江分别从西、西北方向由四川省凉山彝族自治州、乐山市流入境内,在宜宾市翠屏区汇合后始称长江,并由西向东流出市境。由于境内多山,河流多由峡谷冲出,3条江江岸均较陡峭,沿江冲积平原数量少,面积小。

  2 研究方法

  在宜宾市紫茎泽兰分布区,随机选择了100个10m×10m的样方,调查记录的内容主要有:每个样方内成片分布和独立生长的紫茎泽兰株数;每片紫茎泽兰的面积大小、盖度;样地的地理坐标及环境特征(海拔、光照、植被覆盖、地形等),并对样方及其周边区域详细拍照,以备室内数据处理时参考。

  通常在生长季末,紫茎泽兰植株就会倒伏,然后从其根部、枝条上生长出新的植株和根系,逐渐形成新的个体[6] 。由于这种无性繁殖特征,在区分每个植株时有一定难度。经研究决定,凡已经生根的枝条,不管是否与母株相连,都算为独立植株。据此,由最新枝条开始,顺根部延伸,每发现一次倒伏、萌发现象,就记为1a,以此推测群落的生长年限,同时记录每个群落中母株的数量,最后,根据群落中紫茎泽兰数量、入侵时间、母株数量,计算每年植株平均萌发数量,以此衡量紫茎泽兰群落的长势。

  3 结果与分析

  3.1 入侵区域

  紫茎泽兰已经入侵到宜宾市的9县1区,主要分布在各县(区)的长江(金沙江)沿岸和部分连接云南省昭通市、四川省凉山彝族自治州的道路边上。调查结果显示,紫茎泽兰在屏山县的入侵现状最为严重,该县16个乡(镇)都已发现有紫茎泽兰分布,而且局部地区已形成紫茎泽兰单优势群落。

  紫茎泽兰多在林下、灌丛等有植被遮荫的区域生存,而在无遮盖环境下分布数量少、高度低;同时,在过于阴暗的区域(约在全光照50%以下)数量少、长势弱,说明紫茎泽兰对光照有一定要求,光照过强或过弱都不利于其生长。尽管宜宾市降水量较多、季节分配较均匀、气候较湿润,但紫茎泽兰在河流(金沙江、长江等)阶地、水渠(尤其是排污渠)边等潮湿区域数量明显比周围无水源区域多,说明水分对紫茎泽兰的生长和入侵有较大的影响,越湿润的区域,越容易被入侵;其中,排污渠附近紫茎泽兰群落的数量、长势又优于一般的水渠,河流阶地中淤泥地的长势好于沙滩,显示紫茎泽兰对养分的需求较大。

  3.2 空间分布特征

  除靠近云南昭通和四川凉山的屏山、筠连以外的其他8个县(区)中,紫茎泽兰集中分布在河流阶地和道路两侧的狭窄区域(垂直道路方向上通常不超过100m),尤其在河流阶地形成大片的优势群落。距离道路和河流越远,紫茎泽兰群落的生长年限越短,平均密度越大,盖度越高。

  按照与当地植物共生的方式,主要有紫茎泽兰单优、与当地物种共生、当地物种占优3种分布格局。当地物种往往无法与之竞争,初期,由于紫茎泽兰数量少,不占优势,群落中以当地物种为主;随着紫茎泽兰数量的增多,当地物种逐渐退出竞争,群落向紫茎泽兰占优过渡。对多个群落的调查结果显示,从入侵到占据优势地位,一般需要4~5a的时间。

  在河流和道路廊道以外的大部分地区,紫茎泽兰呈分散点状生长状态,群落斑块面积多为1~20m2 ,入侵时间越长,斑块面积越大。一般越靠近凉山彝族自治州、云南省昭通市,其平均斑块面积越大;距离河流和公路越远,平均斑块面积越小。在某些区域,还发现单棵独立生长的紫茎泽兰,但数量较少,多分布在荒滩、路边等区域。生长在路边、村庄周围、农田等地的紫茎泽兰群落,多已遭到不同程度的人为破坏。但是,由于林地、灌丛、荒草地等区域的人类活动干扰频率较低,多数紫茎泽兰未受破坏。统计表明,在100块样方中,有5%被拔除(植株仍然留在原地),12%植株被部分破坏;其余83%未受明显干扰。一些单棵独立生长的紫茎泽兰多与本地植物生长在一起,需仔细辨认才能发现,数量虽不多,潜在威胁很大,若任其生长,4~5a就会占据周围数平方米到数十平方米的范围,由种子传播而占据的区域则会更多。

  3.3 繁殖方式

  多数紫茎泽兰是在已经倒伏的母株上萌发而成,依靠无性繁殖方式占据大范围地面。样方中的紫茎泽兰株数统计表明,直接由种子萌发形成的植株数量少、密度低,平均9%的植株是种子萌发形成。

  对未受其他因素干扰或干扰程度较轻、保存较完好的紫茎泽兰群落的统计表明,成片分布的紫茎泽兰多是由15株母株经无性繁殖而来。由于母株会由于时间过长而腐烂,致使在调查时难以追踪,导致母株数量偏多,因而,实际母株数量可能比调查结果少。

  3.4 入侵路径与方式

  宜宾市的紫茎泽兰主要分布于道路和金沙江(长江)附近,并且距离道路和河流越远,入侵时间越长,说明道路和河流廊道在其入侵过程中起了重要作用。由宜宾市至湖北省三峡库区的长江(金沙江)沿岸,都已发现有生长多年的紫茎泽兰,且集中分布于长江岸边的狭长地带,河流周边区域还未发现,说明它是沿长江(金沙江)扩散的。在金沙江(长江)两侧的阶地上,根据紫茎泽兰的无性繁殖特征,可以推测,其入侵上游屏山和下游江安的时间都是在20世纪90年代初。作为一种植物,紫茎泽兰本身的运动能力有限,能如此远距离地同时入侵,说明很可能是通过江水传播的[7] 。

  位于宜宾市西面和南面的屏山、筠连、高县等地道路两侧也已发现有紫茎泽兰,越靠近云南昭通和四川凉山,其入侵时间越长、数量越多;在垂直道路的方向上,距离道路越远,数量越少。说明它的传播,借助了道路这一特殊廊道:首先沿道路两侧入侵,然后向道路两侧扩散。

  约在20世纪70年代末 ① ,紫茎泽兰入侵金沙江(长江)河畔后顺江而下;2003年,在位于湖北省的三峡水库发现了紫茎泽兰[3] ,约20a的时间推进了1000多千米。沿道路入侵的紫茎泽兰,至今只到达宜宾市的西面和南面,沿道路入侵的速度远小于河流廊道。

  4 结论

  对四川省宜宾市,以及长江流域其他地区的紫茎泽兰入侵现状进行调查后发现,它主要是利用河流和道路廊道在流域内扩散,因而其空间分布特征也与河流和道路有密切的关系:离河流和道路越近,其入侵的时间越早,一般密度较大,长势较好,尤其是在有一定遮荫、水分状况较好、土壤较肥沃的区域。对其在河流和道路附近的空间分布特征进行对比后,发现沿河流入侵的速度更快。在入侵方式上,一般利用繁殖植株和种子向外进行远距离扩散,占据一定位置后,再以无性繁殖的方式,不断排挤其他植物,向周边扩展侵占范围,形成紫茎泽兰单优群落。通过这种跳跃式的入侵方式,其入侵速度非常快,且入侵成功率非常高。由于长江流域部分地区的自然环境适合紫茎泽兰生长和繁殖,河流和道路廊道又能助其有效入侵,如不及时采取措施,在不久的将来,整个长江流域都将面临被紫茎泽兰入侵的风险。

  参考文献:

  [1] 强胜.世界性恶性杂草—紫茎泽兰研究的历史及现状.武汉植物学研究,1998,16(4):366~372.

  [2] 赵国晶,马云祥.云南省紫茎泽兰的分布与危害的调查研究.杂草科学,1989,3(2):37~40.

  [3] 周俗,谢永良.四川省毒害植物—紫茎泽兰调查报告.四川草原,1999,(2):39~42.

  [4] 夏忠敏,金星,刘昌权.紫茎泽兰在贵州的发生危害情况及防除对策.植保技术与推广,2002,22(12):34~35.

  [5] 段惠,强胜,吴海荣.紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng).杂草科学,2003,(2):36~38.

  [6] 刘伦辉,刘文耀,郑征等.紫茎泽兰个体生物及生态学特性研究.生态学报,1989,9(1):66~70.

  [7] 郭宗锋,邓卿艳,魏琴等.紫茎泽兰可以通过洪水进行入侵.水土保持研究,2007,(5).

  作者简介: 郭宗锋,男,宜宾学院长江水环境教育部重点实验室宜宾基地,讲师,硕士。


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