全 文 ：生物多样性 2004 , 1 2 ( 2 ) : 2 7 4 一 2 7 9
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. 研究简报 .
外来植物黄顶菊的入侵警报及防控对策
高贤明` 唐廷贵2 梁 宇` 郑天翔 , 桑卫 国’ 陈艺林 4
l (中国科学院植物研究所植被数量生态学重点实验室 , 北京 10 0 93 )
2 (南开大学生命科学院 , 天津 30 0 71 )
3 (衡水师范专科学校生物系 , 河北衡水 0 53 伽洲) )
4 (中国科学院植物研究所标本馆 , 北京 10 0 0 93 )
摘要 : 一种菊科外来植物最近出现在我国华北地区的天津市和河北省的衡水与廊坊市 。 专家鉴定结果证明这是一
种我国从末报道过的外来物种 声了。 ve arl bide nt is 。 本文拟定了它的中文名称 : 黄顶菊 , 并对其原产地 、 扩散范围以及
形态学 、 生理学 、生态学等方面的特征进行了介绍 。 通过分析其特性 ,我们认为黄顶菊是一种人侵性极高的一年生
杂草 , 特别是对农牧业生态系统有极大的破坏性 。 为了防治 、控制和根除这种新入侵的有害物种 , 本文借鉴国内外
人侵物种防治的经验提出了一些建议 ,供有关方面参考 , 并呼吁各有关人员和部门积极行动起来 , 调查其人侵途
径 , 分析其可能人侵的区域 , 评估其人侵性 ,拟定科学的防控方案 。
关键词 : 外来物种 ,人侵性 ,黄顶菊 , 防控措施
中图分类号 : 弘5 文献标识码 : A 文章编号 : 10 5 一 00 94 ( 20 04 ) 02 一 0 274 一 。
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lF a v e r i a bid e n t is
,
p r e v e n t io n a n d e o n t or l m e t h o d s
我国是生物多样性大国 ,具有悠久的文明历史 。
长期以来与外界经济文化的交流也导致了大量物种
的引人与输出 , 所 以我 国物种人侵问题 比较突出 。
随着国际贸易往来的不断增长和全球经济一体化进
程的加快 ,物种通过非人为的途径被引人的可能性
与日俱增 。 据统计 ,我国 目前已知的外来人侵植物
基金项 =l] : 中国科学院知识创新重大工程项 目 ( K S CXI 一 SW一 13 一3习6)
收稿日期 : 20 04 一 02 一 29 ; 接受日期 : 2 0 04 一 03 一 02
作者简介 : 高贤明 , 男 , 19 56 年出生 ,副研究员 。 专业方向为生态学与生物多样性 。 E 一m ial : x m g ao @ ns . ib ca s . ac . cn
2 期 高贤明等 : 外来植物黄顶菊的入侵警报及防控对策
达 3 8 0 种之多 ( X i e e ra l . , 2 0X() ) ,紫茎泽兰 ( E叩 a r o -
ir u m a de 刀p p h o ur m )
、薇甘菊 (材认a n ia m ic ar nt h a ) 、 水
花生 ( A l t em a nt he ar 尹h i lox e or ides ) 、水葫芦 ( E ihc h o二i a
c 、 isP es ) 、互花米草 (助 a成an a let rn 和 ar )等外来植
物的人侵已经对我国的生物多样性 、生态系统安全 、
区域经济发展 ,甚至对人类社会都造成了巨大的危
害 。 因此有必要提高警惕 ,对于新人侵的外来种 ,要
及早发现和治理 。 同时还应了解掌握它们的生物学
和生态学特性以及原生境条件 , 科学地评估其人侵
性 ( ivn as iv e en s ) , 以便亡羊补牢 ,避免发生新的生态
灾难 。
20 3 年 9 月 ,我们对接连出现在河北衡水和天
津南开大学的一种形态奇异的菊科植物进行了标本
采集 , 推断这是一种尚未报道的外来植物 ,经鉴定为
黄顶菊 ( 尸伍佣iar bi女 nt is ( L . ) K u n tz e ) (标本鉴定
人 : 陈艺林 ) ,原产 于南美洲 , 属于菊科堆心菊族黄
顶菊属 。 该种植物进入我国 , 我们认为可能有两条
途径 ,其一是伴随进 口种子 、谷物的 “ 搭载 ” 途径 ;其
二是被候鸟取食后随之迁徙然后通过粪便排泄的传
播途径 。 但由于黄顶菊原产地遥远 , 鸟类粪便传播
的可能性极小 ,极可能是通过 “ 搭载 ” 进 口种子而进
人我国的 , 同时也不能完全排除作为试验材料带人
我国的可能性 。 随后 ,我们对有关这种植物的文献
展开了调研工作 ,并得到 了澳大利亚黄顶菊属专家
R
.
aR dn al 教授 , 以及 目前在美国工作的孙书存博
士和万师强博士的帮助 。 Ran dal 教授提供了黄顶
菊目前在全球分布的基本情况 , 随即又对作者提供
的照片给予 了肯定性的答复 : 你的照片看起来肯定
像我所拥有的黄顶菊的照片 ( hT e p i e tu er 。 e rt a i n一y
l o o k s l ik e ht e p i e tu er s o f IF
~
at b漩 nt is ht a t 1 h a v e ) 。
为了及时有效地防治 、控制 、 清除这种新的外来
有害物种 ,我们根据文献资料将黄顶菊属及黄顶菊
的形态特征 、生理特性 、生态习性整理如下 , 以提供
鉴定依据和制定针对性的防控措施 。
“ 黄冠菊” , 不过在 口语交流 中 “ 黄冠 ” 容易与 “ 皇
冠 ” 相混淆 , 故不 宜采用 。 英文名称 : y el o wt 叩 ,
e o a s t a l Pl a i n y e ll o wt o P s
, s m e l te r 乞 b u s h , s m e l te sr b o s s -
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s p e e i e s/ 84 7
.
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。
1 中文名拟定
属名 lF o ir a 含有黄色的意思 , 译为黄菊属也
未尝不可 ,但是 “ 黄菊 ” 与其英文名 “ ye lo wt 叩 ” 有一
定的距离 , 译作 “ 黄顶菊属 ” 似乎更为贴切 ;其种加
词 b ide nt is 是现代分类学奠基人林奈 ( Caor lus iL n -
an eu s )拟定的 (凡ha ila ib 女nt is L . ) ,为黄顶菊属的模
式种 , 所以采用 “ 黄顶菊 ” 比较适宜 。 也可 以译作
2 形态特征
黄顶菊属 ( lF o ir a) 在分类学上隶属于菊科堆
心菊族 ( r l a v e ir i n a e 一A s te ar e e ae ) 。 该属共有 2 1 种植
物 ,主要分布于热带地区 ( oP we l , 19 78 ) , 为一年生
或多年生柔弱或粗壮草本 , 高 5 一 10 c m , 有些种类
为高达 4 m 的小乔木 。 枝叶交互对生 , 茎直立疏散
或横卧 , 常带紫色 、灰绿色 ,无毛至密被短柔毛 ,通常
在叶腋具簇毛 。 叶具柄或无柄 ,基部近合生 、合生或
合生贯茎 , 2 一 巧 。 m 长 , 0 . 2 一 5 C m 宽 , 无毛或被短
柔毛 ,条形 、披针形 、 长圆状卵形 、卵形 、 椭圆形 、倒披
针形 ,边缘全缘 、具齿或微具齿 、 具牙齿状锯齿或刺
状锯齿 ,多数种落叶后残留的叶基部常成鞘状环绕
茎干 。 头状花序紧密或松散地积聚在很短的花序梗
顶端 ,通常呈平顶形伞房状圆锥花序 , 或于叶腋 、枝
顶聚成团伞状排列 ,头状花序放射状或盘状 ,如果二
者同时存在 ,则通常盘状花序位于中间 ,放射状在周
围 ;花托小 , 凸起 , 除两种具刚毛外 , 其余种类均无
毛 ;总苞 2 . 5 一 7 c m 长 , 近圆柱形或具棱角 ,长圆形
或近坛状 , 总苞片 2 一 5 枚 , 凹陷或舟状极少 (仅 1
种 )逐渐肿起并木栓质化 , 卵形 、 披针形或长 圆形 ,
先端圆 、钝 、撕裂 ,或具嚎 ;小苞片条状披针形 。 边缘
小花具 l( 稀 2 )枚雌蕊 , 能育 , 舌状花黄色 ( .F t ir -
en 二 ia 为乳黄色 ) ,长圆形 , 卵形或椭圆形 ,通常相当
小而不显著 ;盘花 1 一 巧 枚 ,花冠黄色 , 长 2 一 4 m m ,
冠筒显著 ,无毛或被微柔毛 , 檐部逐渐或突然膨大 ,
狭漏斗状或钟状 , 通常具多细胞的毛 , 裂片 5 , 短 而
先端急尖 ;花柱长不足 1 m m , 条状长圆形 ,扁平 , 先
端钝并被微柔毛 ; 花药 1 一 2 m m 长 , 具圆锥状附属
物 。 瘦果黑色 , 具 or 条纵肋 , 稍扁平 , 无毛 , 长 1 -
3
.
6 m m
,边缘放射花的瘦果通常较大并略长于盘花
的瘦果 ,狭倒披针形或条状长圆形 ,冠毛缺 。 染色体
基数 n = 18 ( oP w e l l , 19 7 5 ) 。
黄顶菊 ( 凡。优 ir a b诚nt is ( L . ) K im tz e) 为一年
生草本 , 高 ( 10 一 ) 25 一 10 c m ,茎直立 , 常带紫色 ,
被微绒毛 ; 叶交互对生 ,亮绿色 , 长 5 一 12 ( 一 18 )
e m
,宽 1 一 2 . 5 ( 一 7) 。 m , 无毛或密被短柔毛 , 披针
生 物 多 样 性 B iod i化s r iy tc S ie ne e 1 2卷
状椭圆形 ,具锯齿或刺状锯齿 ,多数叶具 0 . 3 一 1 . 5
c m 长的叶柄 , 叶柄基部近于合生 , 茎上部叶片无柄
或近无柄 ;头状花序多数于主枝及分枝顶端密集成
蝎尾状聚伞花序 ; 总苞长 圆形 , 具棱 ,长约 5 m m , 黄
绿色 ; 总苞片 3( 一 4 ) , 内凹 , 先端圆或钝 , 小苞片 1
一 2 ;边缘小花花冠短 , 长 1 一 2 m m ,黄 白色 ,舌片不
突出或微突出于闭合的小苞片外 , 直立 ,斜卵形 , 先
端尖 ,长约 1 m m 或较短 ;盘花 ( 2 一 ) 3 一 8 枚 ,花冠
长约 2 . 3 m m ,冠筒长约 0 . 8 m m ,檐部长约 0 . 8 m m ,
漏斗状 , 裂片长约 0 . 5 m m ,先端尖 ;花药长约 1 m m ;
盘花的瘦果长约 2 m m ,边缘花的瘦果较大 ,长约2 . 5
m m
,倒披针形或近棒状 , 无冠毛 。 花果期夏季至秋
季或全年 ( P o w e l l , 19 7 8 ; C r o n q u i s t , 19 8 0 ) 。
根据采自天津南开大学和河北衡水的标本来
看 ,除上述特征外 , 以下特征突 出 , 可资鉴别于任何
土著植物 : 茎叶多汁而近肉质 , 茎具数条纵沟槽 ,高
达 50 一 150 C m ; 叶 长椭 圆形至披针状椭 圆形 ,厚 纸
质或近肉质 , 长 6 一 18 C m , 宽 2 . 5 一 4 C m ,先端长渐
尖 ,基部渐窄 ,基生三出脉呈黄白色 , 侧脉在叶下面
明显 ;边缘基部以上具稀疏而整齐的锯齿 。 主枝及
分枝顶端密集成蝎尾状的聚伞花序显著 , 花冠鲜黄
色 , 醒目 ( 图 ;l 标本 : 河北衡水市衡水 师范专科学
校 ,郑天翔 10 号 ; 天津南开大学 , 唐廷贵 ,无号 。 上
述标本均存放在中国科学院植物研究所标本馆 ) 。
目前黄顶菊在我国华北地区主要分布于建筑工地 、
荒野 、 街道及道路两旁等生境 。
顶菊的二氯甲烷 ( C H Z 1C 2 ) 和乙醇 的提取物对象鼻
虫有显著杀灭作用 ( B or u s s a l is 。 t a l . , 19 9 9 ) ,并对棉
铃虫有显著的驱避作用 。 这种具有驱避作用 的基因
曾被用 于 抗 虫棉 的 转基 因 试 验 ( G er en 。 t al . ,
2 0 01 )
。 黄顶菊属的化学分类 、 遗传 、 进化 、 转基因
等方面的研究工作已有大量文献报道 ( A an vn o ar in c h
e t a l
. ,
19 94 ; C a v a l l a r o e t a l
. ,
19 9 4 ; C h i t ty e t a l
. ,
19 9 4 ; A g n e s e e r a l
. ,
19 9 9 ; B r o u s s a l is e t a l
. ,
19 9 9 ;
G u g l ie lm o n e e艺 a l
. ,
20 0 2 ; L a i e t a l
. ,
2 0 0 2 ; K u b i
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e t a l
· ,
2 0 0 3 )
。
4 地理分布
据 oP w el 考证 , 黄顶菊起源于南美洲 ( oP w el ,
19 7 8 : C r o n q u i s t
,
19 8 0 )
,扩散到美洲 中部 、北美洲南
部及西印度群岛 , 后来 由于引种等原因而传播到非
洲的埃及 ( p o w e ll , 19 7 8 ) 和南非 ( h t t v : / /
w
.
n ( l a
.
a g五e . z盯 d o e s / w e e d s / N UO K R E N . h t m l ) 、 欧洲的英国
和法 国 ( p o w e l l , 19 7 8 ; F o r m a n , 2 0 0 3 ) 、 澳 大利 亚
( R a n d a l l
,
2 0 0 2 )和亚洲 的 日本 ( E n o m o to , 2 0 0 4 )等
3 生理特征
按光合作用过程中 C O : 的同化途径 , 黄顶菊属
的 21 种植物中有 C : 植物 12 种和 C 4 植物 9 种 , 在
12 种 C 3 植物中还有 3 种为兼性 C 3 一C 4 植物 ,这在植
物界是非常罕见的 , 反映出该属极强的生理适应能
力和进化趋势 ( oP w el , 19 7 8 ) , 是进行光合作用途径
与效率研究的理想材料 , 因此是植物生理学研究的
热点之一 。 该属其他重要的进化趋势还包括形成硫
酸盐类黄酮 ( S u ifa t e d fl a v o n o i d )等次生代谢物 , 这在
理论上表明 ,它们对含石膏和盐分的生境具有良好
的先天适应能力 ( oP w el , 19 7 8 ) , 从而使它们在生存
竞争中处于优势 。 类黄酮是重要的天然药物 ,具有
抗凝血等方面的活性成分 , 所 以本属很多植物包括
黄顶菊经常被用于提取棚皮素 ( q ue r ce it n) 等有效成
分 ,作为医药 、 黄色染料 、 杀虫剂使用 ;而 C 4 植物黄
图 1 采自天津南开大学的黄顶菊
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2期 高贤明等 : 外来植物黄顶菊的入侵警报及防控对策
地 。 在其分布及扩散地区 , 黄顶菊一般被当作农业
杂草 ( a g r i e u l tu r a l w e e d ) 或环境杂草 ( e n v i r o n m e n t a l
w e d )
。 在南非它被认为是农作物的强有力的竞争
者 ( S e v e r e c o m p e t i t o r i n C r o p s ) :在日本则习惯称之为
归化种 ( n a tu r a l i z e d s p e e i e s ) , 实 际上等同于人侵种
( in
v a s i v e S p e e i e S )的概念 ;而在厄瓜多尔的加拉帕戈
斯群岛 ( t h e G a l d p a g o s I s l a n d s ) ,它 已被列人有害物
种名单 ( M a u e h a m p , 19 9 7 ;肠 e , 2 0 0 4 ) 。
5 生态习性
黄顶菊喜生于荒地 ,尤其偏爱废弃的厂矿 、工地
和滨海等富含矿物质及盐分的生境 ,在靠近河 、溪旁
的水湿处 、 峡谷 、悬崖 、 峭壁 、 陡岸 、 原野 、 牧场 、 弃耕
地 、 街道附近 、 道路两旁 , 以及含砾岩或沙子的豁土
都能生长 ,分布海拔范 围为 2 50 一 28 0 m 。 常在靠
近码头的丢弃的砂子等压舱物和海岸边 的荒地上滋
生 ( P o w e l l , 1 9 7 5 ) 。 这些说明黄顶菊是一种喜光 、喜
湿 、 嗜盐 ,并且生长迅速 、结实量极大的杂草 , 与人侵
植物的基本特征相符 。 从我们所掌握的情况来看 ,
黄顶菊在我国的分布目前仍局限于上述一些生境 ,
特别偏爱干扰后的生境条件 。
6 入侵性分析
外来物种的人侵性与其本身一系列生态学特征
密切相关 。 为了便于分析与总结 , 根据我们所掌握
的一些细节 ,将那些与人侵性相关的特征 归纳如下
(表 l ) 。
根据其生物学和生态学 (表 l) 以及生理学特性
综合起来看 ,黄顶菊具有相当强 的人侵性 。 由于黄
顶菊具有喜光 、喜湿 、 嗜盐等方面的生态习性 ,毫无
疑问 , 如果人侵成功 ,它将对我国土地盐碱含量偏高
的华北及沿海地区的生态系统 ,包括农田 、牧场和苗
圃等造成重大威胁 。
7 在我国的分布现状 、 入侵的发展趋势及防
控对策
尽管我们推测了黄顶菊人侵的可能途径 ,但是
它具体是什么时间 ,通过什么途径侵人到我国的 ,仍
然是个谜 ; 目前在我国的分布区域 、 对当地各类生态
的影响也需要做进一步调查考证 。 就出现在天津南
开大学黄顶菊的来看 ,它的传播蔓延十分迅速 : 2 0 01
年在天津南开大学附近路边仅发现有零星几株 ;
2 0 0 3 年已在南开大学西门的路边空地以及一些建
筑工地上大量地涌现 ;在河北的衡水和廊坊等地也
先后发现其生长的踪迹 。 因此 ,完全有理由相信 ,黄
顶菊在我国的人侵范围远远不仅限于目前已知道的
上述区域 ,华北 、华东 、华南等地也均可能遭到人侵 。
北京地区由于近几年经济的快速增长 ,特别是筹备
举办 2 008 年奥运会 , 城市的改造 、道路和 比赛场馆
的修建 、 园林绿化等方面工作正在大规模地进行 , 这
些都给黄顶菊的人侵和蔓延创造 了条件 。 因此 , 黄
顶菊的人侵应引起有关学者和当地政府有关部门足
够的重视 。 在此我们紧急呼吁有关部门尽快与相关
专家协商对策 ,采取果断措施 ,严加控制 , 遏制其再
扩散 ,并尽早彻底铲除 。 否则 ,这种外来植物将有可
能成为我国又一个危害性极大的人侵物种 。 为此 ,
我们提出以下对策 :
1
. 尽快组织有关专家学者 ,全面调查黄顶菊人
侵途径 、 入侵范围和危害程度 ,并对它的人侵性作出
科学的评估 ,尽快向有关部门提出预防方案和有效
的控制 、 防治和根除措施 。
2
. 鉴于黄顶菊是新近人侵的物种 , 毫无疑问 ,
这一人侵事例为我们研究物种人侵的全部过程 , 包
括人侵种的形态学 、 生理学和生态学等方面的适应
与变化提供了理想的素材 。 建议立项对其进行跟踪
研究 , 以便根据外来有害生物人侵机理提供防治对
策 。
3
. 菊科植物比较容易发生属间杂交现象 。 尽
管我国没有黄顶菊属植物 ,但是菊科植物种类相当
丰富 。 如产生天然的属 间杂交 ,就有可能导致形成
新的危害性更大的物种 。 黄顶菊的花期长 ,花粉量
大 ,花期与大多数菊科土著种类交叉重叠 , 因此有必
要调查黄顶菊入侵区域菊科植物种类组成 , 对可能
产生的属间杂交问题提出必要 的解决预案 , 做到防
患于未然 。
4
. 广泛宣传黄顶菊的危害性 ,并通过图文把黄
顶菊的鉴定特征公布于众 。 由于黄顶菊形态特征 比
较特殊 ,偏爱原野 、 牧场和工矿业废弃地和建筑场地
等人类活动比较频繁的场所 ,而且生长迅速 ,植株高
大 ,枝叶与花色彩鲜明 , 因此很容易识别 。 相信发动
群众 ,在黄顶菊人侵的早期及时根除 ,将能够收到良
好的效果 。
5
. 根据黄顶菊原产地及其传播人侵区域 的生
态环境条件来分析 , 除华北地区外 ,我 国的华中 、 华
2 78生 物 多 样 性 Bi odiv ers itx sc i ec ne ]2 卷
表 1 外来种生物生态学特性及其入侵性
Ta b le1 Th e e e o logi ea f e lat u r es of a nex ot i s e pe ei s a e nd i t s i nv a s iv e ns s e
外来种特性
F ea t u r es of x e o li s e Pe ei s e
抗逆特性
Adj
u s 之a b i li 之y 足0 a d v o
eh a b主之a 之s
生长发育速率
Ra t e
o
f 脚 wt h a nd d v e e lop me nt
繁殖途径
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a y s t r e o Pr od u et i
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变化趋势
Tr e nds
人侵性
I v a s ni v e ns s e
本案分析
A na ly s i s fr D
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低一高 弱一强
F 阳 ml, 是0 hihg F ll ,m w e ak to s之or n g
强
S t or n g
慢一快
F or m s l o w t o fa s t
弱一强
F or m w e a k t o s *or n g
强
St or n g
单一一多样化
F o m 、 i n gl e t o v iar o u s
弱一强
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结实效率
E if e i e n c y o f s e e d i n g
低一高
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弱一强
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强
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种子传播距离
5 1” ℃ a d j n g di s tan
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近一远
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弱一强
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竟争能力
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与本土近缘种杂交的可能性
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人侵种的自我保护机制
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对土著种及生态系统的破坏性
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生态系统的原生性
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结果
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注 : 1 除种子繁殖外尚未发现其他繁殖途径 ; 2 . 种子无冠毛 , 因此自然传播距离应该较短 ; 3 . 尽管不存在同属的近缘种 ,但菊科植物属间杂交
现象普遍 , 目前尚不清楚是否能产生杂交现象 ;4 . 主要对农牧业生态系统造成严重的影响 。
* N o t e
:
1
.
W即 5 o f re p or d u e t i o n o th e r t h an s e e d g e rm i n a t i o n h a v e n o t b e e n of u n d y e t : 2 . t h e sp r e a di n g d i s t a n e e s h o u ld n o t b e v e卿 af r be e au s e t h e 、 e e d s
b
e a r n o to v 一 ha i rs ; 3
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东 、 华南及沿海地区都有可能成为黄顶菊人侵的重
点区域 。 因此 ,加强信息交流 ,确保信息渠道畅通显
得尤其重要 ,有关部门应号召上述地 区乃至更大范
围的群众及时将所发现的可疑植物报告给有关部门
和专家 。 如果失去最佳的治理时间 , 无疑将对我国
生态环境和经济发展造成重大危害。
6
. 及时组织交流防控经验 ,布置统一 的防治计
划 ,制定统一的根除时间表 , 避免反弹 。
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(责任编辑 : 时意专 )