全 文 ：广西喀斯特地区割草结合植树方法对
飞机草的控制效果*
唐赛春1**摇 吕仕洪1 摇 潘玉梅1 摇 韦春强1 摇 刘明超1,2 摇 蒲高忠1
( 1 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西桂林 541006; 2 广西师范大学生命科学学院, 广西桂林 541004)
摘摇 要摇 基于树种、植树密度、割草频率 3 种因素 3 个水平共 9 种处理的正交试验,研究了广
西喀斯特地区机械割草结合植树的方法对飞机草的控制效果.结果表明:2006—2008 年,9 种
处理下飞机草的相对盖度、高度、密度和生物量均逐年减小,减幅分别为 89郾 7% ~ 99郾 3% 、
41郾 6% ~81郾 2% 、61郾 4% ~ 83郾 2% 、91郾 7% ~ 97郾 8% .头状花序的数量在各处理中均显著低于
对照(P<0郾 05) . 3 种因素对飞机草生长影响的顺序为:割草频率>树种>植树密度. 控制飞机
草的最佳组合方式为每个样方(4 m伊4 m)种植茶条木 4 株、每年割草 2 次.
关键词摇 飞机草摇 喀斯特地区摇 植树摇 割草
文章编号摇 1001-9332(2011)07-1944-05摇 中图分类号摇 S451郾 1摇 文献标识码摇 A
Control effects of mowing in combining with planting tree species on Chromolaena odorata in
Karst region of Guangxi, China. TANG Sai鄄chun1, L譈 Shi鄄hong1, PAN Yu鄄mei1, WEI Chun鄄
qiang1, LIU Ming鄄chao1,2, PU Gao鄄zhong1 ( 1Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuang Autono鄄
mous Region and the Chinese Academy of Sciences, Guilin 541006, Guangxi, China; 2College of
Life Science, Guangxi Normal University, Guilin 541004, Guangxi, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,
2011,22(7): 1944-1948.
Abstract: A field experiment was conducted in 2006-2008 to evaluate the control effects of three
mowing frequencies in combining with planting three tree species with three densities on the Chro鄄
molaena odorata in southwestern Karst region of Guangxi. In all treatments, the relative coverage,
height, density, and aboveground biomass of C. odorata were decreased by 89郾 7% - 99郾 3% ,
41郾 6% -81郾 2% , 61郾 4% -83郾 2% and 91郾 7% -97郾 8% , respectively, and the capitulum number
was significantly lesser than that in the control (P<0郾 05). The control effects on the growth of C.
odorata were in the order of mowing frequency > tree species > planting density, and the optimal
control mode was mowing twice one year and planting four plants of Delavaya yunnanensis per plot
(4 m伊4 m).
Key words: Chromolaena odorata; Karst region; planting; mowing.
*广西科学研究与技术开发计划项目 (桂科攻 0992026鄄5,
0719005)、国家科技支撑计划项目(2006BAC01A10)和广西自然科
学基金项目(2011GXNSFE018005)资助.
**通讯作者. E鄄mail: tangs0448@ sina. com
2011鄄01鄄04 收稿,2011鄄03鄄25 接受.
摇 摇 飞机草(Chromolaena odorata)是菊科香泽兰属
植物,原产中南美洲,是一种世界性分布的恶性杂
草[1],在我国最早发现于 1934 年,现已入侵到云南、
贵州、广西、海南、广东、台湾等省[2],并快速向北推
移,是典型的外来入侵种. 飞机草广泛侵入各种农
田、牧场、林场等,给农、林、牧业造成巨大的生态和
经济损失,并严重危害自然保护区的生物多样性.
2003 年飞机草被列入国家环保局和中国科学院公
布的首批入侵种名单[3] . 在广西,飞机草主要分布
在桂南、桂西南、桂西和桂东等地,尤其在喀斯特地
区危害严重[4] .喀斯特地区土层薄、干旱贫瘠、条件
恶劣,飞机草入侵后常形成优势群落,严重降低该地
区的物种多样性.
目前,控制飞机草的方法主要有机械防治、替代
防治、化学和生物防治等.最常用的机械防治措施是
砍倒和连根拔除,但该方法费时费力,而且只能达到
短期性控制[5-6] . 奎嘉祥等[7]利用 2 种豆科植物大
叶千斤拔(Flemingia macrophylla)和平托花生(Ara鄄
chis pintoi)与禾草伏生臂形草 ( Brachiaria decum鄄
bens)混播,替代防治飞机草,提高了亚热带草场的
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 7 月摇 第 22 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2011,22(7): 1944-1948
饲草干物质量并延长了草场的使用年限. 在斯威士
兰,火烧法是控制飞机草的较好方法[8],但火烧具
有较大的危险性. Erasmus[5]研究发现,在飞机草幼
苗生长密集的地方采用除草剂是一种有效的控制方
法,但除草剂对较老植株的效果不好.引入天敌控制
飞机草已在一些国家(如印度尼西亚和马来西亚
等)实施[9-10],但引入天敌控制并不总会成功,南非
就是一个例子[11] . Prashanthi 和 Kulkarni[12]发现了
一种潜在的控制飞机草的微生物,它主要抑制飞机
草的种子产量.在喀斯特地区无论使用生物防治还
是化学防治方法控制飞机草都不太适宜,因为生物
防治需要明确引入天敌对喀斯特生境的适应性和引
入风险,而化学防治有可能杀死本地物种,使喀斯特
地区脆弱的生态环境更加恶劣.因此,亟须探索适宜
喀斯特地区控制飞机草的方法.
生物替代技术是根据植物群落演替的自身规
律,利用有经济或生态价值的本地植物取代外来入
侵植物的一种生态学防治技术[13] .它不仅可以避开
化学防治和引入天敌的风险,而且作为一种生态控
制方法,替代植物一旦定植便可长期控制入侵植物,
不必连年防治.此外,替代植物能够保持水土、改良
土壤、提高环境质量[14] . 在干旱、贫瘠的喀斯特地
区,替代控制方法是一种比较理想的防治飞机草的
方法.由于飞机草在喀斯特地区入侵时间较长,且其
竞争力较强,辅以人工割草将有助于提高替代植物
的竞争力,促进替代植物的定居和生长.本文采用正
交试验,分析了割草结合植树对广西平果县飞机草
(入侵历史 15 a)的控制效果,以探索适宜喀斯特地
区的多因素控制飞机草的最佳组合方案.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
研究地点位于广西平果县龙何村生态重建示范
区(23毅22忆 N, 107毅22忆 E),海拔 240 m,为典型的喀
斯特地貌.该区属亚热带气候,年均气温 19郾 1 益 ~
22郾 0 益,7 月气温 38郾 8 益,1 月气温-1郾 3 益,年均
降水量 1370郾 0 mm[15] . 土壤属棕色石灰土,以石隙
土和石窝土为主,土壤盖度约 40% ,土层厚度在
30 ~ 50 cm.该区生态环境退化严重,主要植被为次
生灌草丛,盖度在 20% ~ 70% . 灌木主要有黄荆条
(Vitex negundo)、红背山麻杆(Alchornea trewioides)、
灰毛浆果楝(Cipadessa cinerascens)等,草本植物主
要有飞机草、蔓生莠竹(Microstegium vagans)、类芦
(Neyraudia reynaudiana),藤本植物主要有九龙藤
(Bauhinia championii)、飞龙掌血(Toddalia asiatica)
等.飞机草入侵时间约 15 ~ 20 a.
1郾 2摇 研究方法
选择喀斯特地区常用的绿化树种茶条木(Dela鄄
vaya yunnanensis) 和银合欢 ( Leucaena leucocepha鄄
la) [16],结合机械割草,设置 3 个因素(树种、植树密
度、割草频率)、3 个水平的正交试验(表 1). 根据
L9(34)的正交试验设计,共 9 种处理.
摇 摇 2006 年选择飞机草生长较一致的区域设置样
地,样地大小为 34 m伊34 m.在样地内每隔 2 m设置
4 m伊4 m的固定样方,每个样方为正交试验设计的
1 种处理.每种处理随机排列,4 个重复,每个重复排
列在不同的横排和纵列上. 2006 年 3 月,根据正交
试验设计,在相应样方内植树. 2007、2008 年的 7 月
和 12 月对每个样方内的飞机草进行相应的割草处
理,每个样方每年的生物量为 7 月和 12 月收割的生
物量总和(以干质量计算).在 2006—2008 年的 7 月
底,测量样方内飞机草和其他物种的盖度、株高和株
丛数. 2008 年 10 月,统计各样方中飞机草的头状花
序数,选择 4 个未处理的样方作为对照(CK).
1郾 3摇 数据处理
飞机草的生长指标:相对盖度 = (飞机草的盖
度 /样方内所有植物盖度的总和) 伊100% ;相对盖度
下降率 = [(2006 年相对盖度-2008 年相对盖度) /
表 1摇 正交试验的因素和水平
Table 1摇 Factors and levels of the orthogonal test
因 素
Factor
水 平 Level
1 2 3
A 茶条木 Delavaya yunnanensis 银合欢 Leucaena leucocephala 茶条木 +银合欢 D郾 yunnanensis + L郾
leucocephala
B 每个样方 2 株
2 plants per plot
每个样方 4 株
4 plants per plot
每个样方 6 株
6 plants per plot
C 1 年 1 次(12 月割 1 次)Mowing once
a year (Mowing the whole plot once in
December)
1 年 1郾 5 次(7 月割一半,12 月割 1
次)Mowing 1郾 5 times a year (Mowing
half of the plot in July and the whole
plot in December)
1 年 2 次(7、12 月各割 1 次)Mowing
twice a year (Mowing the whole plot in
July and December)
A:树种 Tree species; B:植树密度 Planting density; C:割草频率 Mowing frequency. 下同 The same below.
54917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 唐赛春等: 广西喀斯特地区割草结合植树方法对飞机草的控制效果摇 摇 摇 摇 摇 摇
2006 年相对盖度] 伊100% ;株高下降率 = [(2006 年
株高-2008 年株高) / 2006 年株高] 伊100% ;密度下
降率=[(2006 年株丛数- 2008 年株丛数) / 2006 年
株丛数]伊100% ;地上生物量下降率 = [(2006 年地
上生物量-2008 年地上生物量) / 2006 年地上生物
量]伊100% .
采用 SPSS 13郾 0 软件对不同年份的飞机草生长
参数(相对盖度、株高、密度、地上生物量)进行方差
分析,采用 Excel 2003 软件进行数据处理和制图.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 控制措施对飞机草相对盖度的影响
9 种处理下,飞机草的相对盖度在未处理前
(2006 年)为 34郾 4% ~ 54郾 3% ,2008 年为 0郾 2% ~
2郾 3% ,降幅为 89郾 7% ~99郾 3% (图 1).
由表2可以看出,3个因素对相对盖度下降率
图 1摇 不同处理下飞机草的相对盖度、株高、密度、地上生物量
Fig. 1摇 Relative coverage, height, density, and aboveground biomass of Chromolaena odorata in different treatments (mean依SD).
1)A3B2C1; 2)A1B1C1; 3)A2B3C1; 4)A3B3C2; 5)A1B2C2; 6)A2B1C2; 7)A2B2C3; 8)A3B1C3; 9)A1B3C3 . 不同字母表示同一处理不同年份
间差异显著(P<0郾 05)Different letters meant significant difference among different years at 0郾 05 level.
表 2摇 3 个因素对飞机草相对盖度、株高、密度和地上生物量的影响分析
Table 2摇 Analysis on effects of the three factors on relative coverage, plant height, density and aboveground biomass of
Chromolaena odorata
指标
Index
处理 Treatment
A3B2C1 A1B1C1 A2B3C1 A3B3C2 A1B2C2 A2B1C2 A2B2C3 A3B1C3 A1B3C3
PDRC (% ) 97郾 3 97郾 8 97郾 7 89郾 7 97郾 7 96郾 1 99郾 3 97郾 4 98郾 5
PDPH (% ) 41郾 6 72郾 0 69郾 6 51郾 6 72郾 0 69郾 7 69郾 0 81郾 2 78郾 6
PDD (% ) 72郾 5 66郾 7 61郾 4 67郾 3 79郾 3 66郾 2 71郾 3 78郾 3 83郾 2
PDB (% ) 94郾 8 95郾 5 97郾 8 92郾 0 96郾 4 91郾 7 97郾 8 97郾 4 97郾 2
PDRC
A B C
PDPH
A B C
PDD
A B C
PDB
A B C
K1(% ) 98郾 0 97郾 1 97郾 6 74郾 2 74郾 3 61郾 1 76郾 4 70郾 4 66郾 9 96郾 4 94郾 9 96郾 0
K2(% ) 97郾 7 98郾 1 94郾 5 69郾 4 60郾 9 64郾 4 66郾 3 74郾 4 70郾 9 95郾 8 96郾 3 93郾 4
K3(% ) 94郾 8 95郾 3 98郾 4 58郾 1 66郾 6 76郾 3 72郾 7 70郾 6 77郾 6 94郾 7 95郾 7 97郾 5
最佳水平
Optimal level
1 2 3 1 1 3 1 2 3 1 2 3
R (% ) 3郾 2 2郾 8 3郾 9 16郾 1 13郾 4 15郾 2 10郾 1 4郾 0 10郾 7 1郾 6 1郾 5 4郾 1
顺序 Sequence 2 3 1 1 3 2 2 3 1 2 3 1
A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3 分别表示因素 A、B、C的水平 1、2 和 3 A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3 meant levels 1, 2 and 3 of factors
A, B and C, respectively. PDRC、PDPH、PDD、PDB分别表示相对盖度、株高、密度、地上生物量的下降率 PDRC, PDPH, PDD, PDB meant decrea鄄
sing percentage of relative coverage, plant height, density and aboveground biomass, respectively. K1、K2、K3 分别表示各生长参数在各因素 3 个水平
的下降率 K1, K2 and K3 meant decreasing percentage of growth parameters at levels 1, 2 and 3, respectively. 最佳水平为各生长参数的下降率达到
最大值时的因素水平 Optimal level meant factor level when decreasing percentage of growth parameters reached the largest. R为各生长参数下降率的
最大值和最小值之差 R meant the difference between the maximal and minimal decreasing percentage of growth parameters郾 顺序是 3 个因素对降低各
生长参数的重要性顺序,由 R确定 Sequence meant the important order of the three factors on decreasing growth parameters, and was determined by R.
6491 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
影响的变化范围为 2郾 8% ~ 3郾 9%,其中,割草频率最
大,植树密度最小. 3 个因素对飞机草相对盖度影响
的重要性大小为割草频率>树种>植树密度.树种、植
树密度和割草频率对减小飞机草相对盖度的最佳水
平分别是 K1、K2 和 K3,故最佳组合模式为 A1B2C3,即
每个样方种植茶条木 4株、每年割草 2次.
2郾 2摇 控制措施对飞机草株高的影响
2006 年,飞机草株高为 103 ~ 105 cm,2007 年
为 51 ~ 95 cm, 2008 年为 25 ~ 66 cm,降幅为
41郾 6% ~81郾 2% (图 1).
由表 2 可以看出,3 个因素对株高下降率影响
的变化范围为 13郾 4% ~ 16郾 1% ,树种最大,植树密
度最小.对飞机草株高影响的重要性大小依次为树
种>割草频率>植树密度. 树种、植树密度和割草频
率对飞机草株高减小的最佳水平分别是 K1、K1 和
K3,故最佳组合模式为 A1B1C3,即每个样方种植茶
条木 2 株、每年割草 2 次.
2郾 3摇 控制措施对飞机草密度的影响
2006 年,飞机草的密度为 1郾 9 ~ 3郾 9 丛·m-2,
2007 年为 1郾 3 ~ 2郾 9 丛·m-2, 2008 年为 0郾 5 ~
1郾 3 丛·m-2,降幅为 61郾 4% ~83郾 2% (图 1).
由表 2 可以看出,3 个因素对密度下降率影响
的变化范围为 4郾 0% ~ 10郾 7% ,其中,割草频率最
大,植树密度最小. 树种、植树密度和割草频率对飞
机草密度影响的重要性大小依次为割草频率>树
种>植树密度. 对减小飞机草密度的最佳水平分别
是 K1、K2 和 K3,故最佳组合模式为 A1B2C3,即每个
样方种植茶条木 4 株、每年割草 2 次.
2郾 4摇 控制措施对飞机草地上生物量的影响
2006 年, 飞 机 草 地 上 生 物 量 为 136郾 4 ~
218郾 4 g·m-2,2007 年为 64郾 2 ~ 109郾 9 g·m-2,2008
年仅为 4 ~ 12郾 8 g·m-2,降幅为 91郾 7% ~ 97郾 8%
(图 1).
由表 2 可以看出,3 个因素对地上生物量下降率
影响的变化范围为 1郾 5% ~ 4郾 1%,其中,割草频率最
大,植树密度最小.对飞机草地上生物量影响的重要
性大小依次为割草频率>树种>植树密度.树种、植树
密度和割草频率对减少飞机草地上生物量的最佳水
平分别是 K1、K2 和 K3,故最佳组合模式为 A1B2C3,即
每个样方种植茶条木 4株、每年割草2次.
2郾 5摇 控制措施对飞机草繁殖能力的影响
飞机草头状花序的数量在对照样方中为
406 个·m-2,在 9 种处理样方中为 8 ~ 28 个·m-2,
二者存在显著差异 (图 2).
图 2摇 不同处理下飞机草的头状花序数
Fig. 2摇 Number of capitulum of Chromolaena odorata in differ鄄
ent treatments (mean依SD).
不同字母表示不同处理间差异显著(P<0郾 05) Different letters meant
significant difference among treatments at 0郾 05 level.
3摇 讨摇 摇 论
外来植物可通过遮荫作用影响本地植物的生
长[17] .王满莲和冯玉龙[18]发现,飞机草通过增加株
高和分枝数遮荫本地植物而成功入侵.因此,降低飞
机草的盖度和株高在一定程度上对削弱其竞争力具
有积极作用.合适的控制措施如割草和植树能够影
响飞机草的生长、发育和地上生物量积累.割草频率
在降低飞机草的相对盖度、密度和地上生物量方面
比树种选择和植树密度更有效(表 2). 单一机械地
控制飞机草只能起到短期效果[6],而替代控制在许
多例子中获得了成功.如 Castillo 等[19]发现,在菲律
宾草原上种植银合欢能降低飞机草的入侵;Wu 和
Xu[20]以及奎嘉祥等[7]发现,在云南南部牧场中种
植臂形草能成功地与飞机草竞争,减少飞机草的入
侵.飞机草繁殖快、能产生大量风传播的种子、具有
短期持久稳固的土壤种子库,控制难度较大,应采取
综合防治方法管理飞机草[21] .喀斯特地区具有特殊
的生态环境和地形条件,应在保护本地植物的同时
有效控制飞机草,综合控制便成了最佳选择.
本研究中,所有处理均逐年降低了飞机草的相
对盖度、株高、密度和地上生物量,其下降率分别为
89郾 7% ~99郾 3% 、 41郾 6% ~ 81郾 2% 、 61郾 4% ~
83郾 2% 、91郾 7% ~ 97郾 8% (图 1). 可见,割草和植树
相结合的综合控制方法对于喀斯特地区飞机草的控
制和管理是一种比较理想的策略.树种、植树密度和
割草频率的最佳组合方式为每个样方种植茶条木 4
株、1 年割草 2 次.如果连续割草 3 a,就可能长期控
制飞机草的蔓延.因为,一方面连续割草可使飞机草
的生长难以恢复;另一方面,替代控制植物逐年长
高,可实现对飞机草的遮荫,从而达到长期控制的目
的.在实际操作过程中,需要注意割草时间,因为在
74917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 唐赛春等: 广西喀斯特地区割草结合植树方法对飞机草的控制效果摇 摇 摇 摇 摇 摇
入侵植物营养生长初期和生长旺盛期进行割草的控
制效果不同[22] .
外来植物的繁殖能力与入侵能力呈正相关[23] .
飞机草能产生许多头状花序和种子,具有很强的繁
殖能力,因此,降低飞机草的繁殖能力也是控制其入
侵的一个重要措施. Prashanthi和 Kulkarni[12]曾用生
物控制的方法抑制飞机草的种子产量.本研究中,割
草和植树相结合的综合控制方法明显降低了飞机草
的头状花序数量,避免了大量种子的产生和传播,从
而降低了飞机草的入侵能力.
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作者简介摇 唐赛春,女,1973 年生,博士.主要从事入侵植物
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tangs@ gxib. cn
责任编辑摇 孙摇 菊
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