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刺苍耳(Xanthium spinosumL.)入侵安徽的风险评价



全 文 :刺苍耳(Xanthium spinosum L.)入侵安徽的风险评价
王世雄,赵 亮,高贵珍,张兴桃,袁维风,陈 军* (宿州学院生物与食品工程学院,安徽宿州 234000)
摘要 依据国际通用有害生物风险分析原则,从传入、定殖和扩散的可能性,危害影响和危害管理难度 5个方面构建外来入侵植物刺苍
耳的多指标评价体系,对其入侵安徽的风险进行了综合评价。结果表明,风险评估值(R)等于 1. 7,说明刺苍耳在安徽属中度风险的有
害生物,应加大检疫强度和防治力度。
关键词 刺苍耳;入侵植物;风险分析;安徽
中图分类号 S451 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2015)17 -147 -03
Risk Analysis of the Invasive Plant (Xanthium spinosum L.)in Anhui Province
WANG Shi-xiong,ZHAO Liang,GAO Gui-zhen,CHEN Jun* et al (School of Biological and Food Engineering,Suzhou University,Suzhou,
Anhui 234000)
Abstract Based on the rule of pest risk analysis(PRA)of international standards for pest measurements(ISPM),qualitative and quantitative a-
nalysis was conducted on the risk level of X. spinosum in five aspects:possibility of introduction,establishment and spreading,potential damage
level and risk-management difficulty in Anhui Province. The synthetic index of the pest risk was estimated to be 1. 7. The result indicates that X.
spinosum is a dangerous invasive species with middle risk in Anhui Province.
Key words Xanthium spinosum L.;Invasive plant;Risk analysis;Anhui Province
基金项目 宿州区域协同创新中心全国开放重点课题(2014SZXTKF03ZD);
宿州学院教授(博士)科研启动基金项目(2014jb04);宿州学院科
研平台开发课题(2012YKF31)。
作者简介 王世雄(1985 - ),男,甘肃会宁人,讲师,博士,从事生态学研
究。* 通讯作者,讲师,硕士,从事遗传育种与作物保护研究。
收稿日期 2015-04-23
刺苍耳为菊科苍耳属 1 年生草本植物,原产于南美洲,
是一个分布范围极广的世界性杂草[1]。从安徽省环保部门
获悉,刺苍耳已进入我国外来入侵物种名单(第 3 批) ,并已
进入安徽省。外来入侵生物是指出现在其正常的自然分布
范围之外,能对生态系统和人类健康等带来威胁的外来生
物。外来入侵物种常常具有繁殖能力强、扩散速度快以及耐
受力强等特征,其一旦入侵新的生境后,种群会迅速扩大,甚
至发展成为优势种,给当地农业生产、社会经济带来巨大损
失。同时,外来入侵物种的进入将破坏当地生态系统功能,
严重威胁入侵地的生态安全和生物多样性。及时分析新入
侵种在当地的风险性,对于控制入侵种危害具有重要意义。
刺苍耳首先在我国河南郸城县发现野生归化种[2],后在
当地栽培。由于刺苍耳是近年来传入我国的一种外来入侵
种,国内对其研究甚少,已有研究主要集中在刺苍耳与本地
种的种间关系(竞争、化感)[3 -4]以及刺苍耳在不同省份的分
布上[5 -6]。目前,有关刺苍耳在入侵地的风险性分析尚未见
报道。笔者对刺苍耳在安徽的风险性进行了定性、定量分
析,旨在为预防刺苍耳的扩散蔓延以及制定相应的防范措施
提供理论依据。
1 分析方法
参照国际上通用的有害生物风险性分析程序(PRA) ,以
刺苍耳在安徽的传入可能性、定殖可能性、扩散潜能、危害影
响以及危害管理难度为 5 个评价指标对其在安徽的风险性
进行定性分析。
根据定性分析,再按照蒋青等[7]提出的有害生物风险性
评估计算方法建立刺苍耳的评估体系,对各项评判指标
赋分。有害生物危险性的综合评价值计算公式为:
R = 5 P1 × P2 × P3 × P4 × P槡 5
P1 = P11 × P槡 12
P2 = 0. 6P21 + 0. 2P22 + 0. 2P23
P3 = 0. 7P31 + 0. 3P32
P4 = Max(P41,P42,P43)
P5 =(P51 + P52)/2
根据 R 值可以判定不同有害生物的危险程度,R 值越
大,有害生物的危害程度就越大。参照我国有害生物的危险
性综合评价标准,将有害生物的危险程度划分为 4 级:R 值
在 1. 0 ~1. 5为低度危险;R值在 1. 5 ~ 2. 0为中度危险;R值
在 2. 0 ~2. 5为高度危险;R值在 2. 5 ~3. 0为特别危险[8]。
2 分析过程与结果
2. 1 定性分析
2. 1. 1 传入指标。传入阶段是外来有害生物进入的起点,
通常以国内对该物种的重视程度和该物种在国内外的分布
情况为评价指标。刺苍耳在国外的分布区主要集中于欧洲
的中部和南部以及西北太平洋地区,偶尔也出现在欧洲更北
的地方[9]。刺苍耳是我国外来入侵植物中扩散速度较快、潜
在危害较大的杂草之一,现已被确定为我国重要的外来入侵
植物,目前广泛分布于北京丰台区、河南东部、辽宁大连、宁
夏中卫地区和内蒙古呼和浩特等地。在安徽省,刺苍耳现已
入侵多个县、市,已入侵的刺苍耳又可作为种源,为其进一步
传入安徽省奠定基础。
同时,由于刺苍耳果实形态与药用植物苍耳子(X. sibiri-
cum Patr.)相似,在药品检验中有时发现以刺苍耳的干燥成
熟带总苞的果实混充苍耳子药用[10]。这可能会导致人们的
盲目引种栽培,从而加速刺苍耳在安徽省的传入过程。
2. 1. 2 定殖指标。定殖阶段是决定外来有害生物能否成功
入侵的重要基础,定殖常常依赖于物种的特定性状(如繁殖
能力、适应能力等)以及寄主区气候适生面积等。刺苍耳的
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2015,43(17) :147 - 149 责任编辑 乔利利 责任校对 李岩
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2015.17.120
花期为 8 ~9月,果期为 9 ~ 10 月,靠种子繁殖。野外调查发
现,刺苍耳果实较大及种子数量多,果实成熟良好,萌发率
高。另外,由于刺苍耳种子带刺,减少了牛、羊等动物的采
食,同时带刺的种子相互粘连形成种子团,极大地保持了种
子的数量,为其在入侵地定殖奠定了重要基础。研究表明,
刺苍耳能适应各种生境条件,甚至能在荒漠草原中生存生
长;但是,刺苍耳尤以水分较好的生境和人为干扰频繁的地
区出现的频率大,且长势良好。例如,在呼和浩特市小黑河
两岸,刺苍耳形成了许多长势良好的斑块状的种群分布[5];
同时,对宁夏中卫地区的刺苍耳的调查发现,刺苍耳主要分
布于水稻田边,可能会进一步侵入农田。这可能是因为水稻
田边水分较多,人为干扰频繁,从而加剧了刺苍耳的定殖
过程。
同时,很多研究已经证实刺苍耳与其他入侵种相同,具
有适应能力强、适存范围广的特性[6]。对新疆刺苍耳群落调
查发现,其分布区海拔为 597 ~ 1 834 m,广泛分布于新疆的
多种生境中,如冲水沟两边、羊圈周围及林带等。这些生境
的特点是物种多样性较低,对入侵种的抵抗能力弱,为刺苍
耳的进入、适应和定殖提供了先决条件。同样地,刺苍耳能
经受住 -2 ℃的骤变气温,而在该温度下一些当地的农作物
如玉米(Zea mays L.)等的叶子受到不同程度的冻害[5]。
2. 1. 3 扩散指标。扩散指标是评价定殖后的入侵种能否成
为有害生物的关键因素,主要取决于入侵种的扩散能力及其
扩散方式。在野外调查发现,刺苍耳主要是靠水流、动物和
人有意和无意传播而扩散[5]。由于刺苍耳种子较大,常常散
落于母株周围形成斑块状的种群分布,为其种群的扩散奠定
了基础。同时,带刺的果实还可以帮助其进行远距离的扩
散。因为带刺的果实很容易钩住动物的皮毛,极易被人在劳
动和动物觅食过程中无意带到其他地方进行扩散。另外,刺
苍耳果实还可以混入子粒较大的农作物[如玉米、大豆(Gly-
cine max)等]种子中,随农作物种子的运输进行远距离传
播[5]。最重要的是,由于刺苍耳果实形态与药用植物苍耳子
相似,可能会导致人们盲目地引入刺苍耳进行栽培销售[10],
从而加速刺苍耳在安徽省的扩散过程,所以对刺苍耳的风险
监测和控制十分重要。
2. 1. 4 危害影响。刺苍耳常常分布于水分较好和人为干扰
频繁的地方[6],因此,农田边是其较好的生境之一。由于农
田生态系统物种单一、生物多样性低,刺苍耳极易侵入农田。
由于刺苍耳具有入侵种特性,其一旦侵入,会迅速与农作物
进行养分、水分和空间等资源的竞争,严重影响当地农作物
的生长与产量。调查发现,刺苍耳主要危害白菜(Brassica
pekinensis)、大豆、小麦(Triticum aestivum)等农作物。此外,
由于刺苍耳的果实不能代替药用植物苍耳子,刺苍耳的大面
积扩散以及人为栽培必将对药用苍耳子的质量产生严重
影响[11]。
表 1 安徽省刺苍耳的多指标综合评价体系指标层评价
准则层 指标层
评价标准
0 1 2 3
说明 赋值
传入指标(P1) 国内重视程度
(P11)
检疫对象 入侵对象 普通有害生物 不重视 各种发布的有害生物名单 1
国外分布
(P12)
0 ~5% 5% ~20% 20% ~40% >40% 指有分布的国家数占世界国家
总数的百分比,如全世界有
40%的国家有分布
2
定殖指标
(P2)
繁殖能力
(P21)
无 1种特征 显著地表现 1 种
特征
显著地表现 2 种
特征
显著地表现 3 ~4
种特征
1种以上繁殖方式;产卵量或种
子量大;1 年世代数多或多年
生;个体小,发育快
1
适应能力
(P22)
无 1种特征 显著地表现 1 种
特征
显著地表现 2 种
特征
显著地表现 3 ~4
种特征
较强的环境耐受能力(对温湿
度土壤等的耐受范围) ;不良环
境下有自我保护措施(如在不
良条件下有滞育休眠生殖方式
的改变等) ;多种寄主;食性杂
1
寄主区气候适
生面积(P23)
0 ~5% 5% ~20% 20% ~40% >40% 包括气候和寄主条件 3
扩散指标(P3) 传播方式
(P31)
很难被携带 一般,偏向难以
携带
一般,偏向易被
携带
很易被携带 指随货物、人为携带等方式进
行扩散的难易程度及距离
3
自然扩散能力
(P32)
基本不传播 短距离传播 中距离传播 长距离传播 指随气风水土等自然媒介扩散
的难易程度及距离
1
危害影响(P4) 受害作物的种
类(P41)
0 ~1种 2 ~5种 5 ~8种 8种以上 受害栽培寄主 2
受害寄主栽培
面积(P42)
0 ~6. 67万 hm2 6. 67 万 ~ 13. 33
万 hm2
13. 33万 ~ 23. 33
万 hm2
>23. 33万 hm2 相对判断 3
受害作物经济
价值(P43)
不重要 一般 较重要 非常重要 相对判断 3
危害管理难度
(P5)
检疫鉴定难度
(P51)
检疫鉴定方法简
单,非常迅速且
可靠
可以鉴定,但方
法复杂
有方法,但不可

现有检疫鉴定方
法可靠性低,花
费时间长
相对判断 0
防治及根除难
度(P52)
成本低,效果好 效果好但成本
高,简单
效果好但成本
高,难度大
成本高,效果差 相对判断 2
841 安徽农业科学 2015 年
由于刺苍耳植株具硬刺,牛、羊等牲畜不愿采食,刺苍耳
泛滥成灾,将对入侵地的牧业生产产生负面影响。最重要的
是,由于刺苍耳有较强的扩散能力、适应能力以及环境耐受
力等,其一旦入侵,必将与本地植物展开竞争,甚至会将本地
植物排挤出原本生境而成为优势种,严重破坏当地的生态系
统功能和生物多样性水平[11]。
2. 1. 5 危害管理难度。目前对刺苍耳的防治办法是在其结
果前进行人工拔除。由于刺苍耳植株高大且具刺,不易被机
械、人工去除,给农田的机械、人工操作带来了困难和障碍。
关于刺苍耳的检疫,由于其形态特征明显,检疫难度并不是
很大,但是对进口原羊毛携带杂草籽情况调查发现,刺苍耳
在被调查国家均有检出[12],说明刺苍耳通过进口原羊毛传
入我国的风险性较高,危害性较大,进口动物产品的植物检
疫工作应引起关注。
2. 2 定量分析 基于上述定性分析,对刺苍耳在安徽省的
风险评价的各项指标进行赋值,由表 1 可见,刺苍耳在安徽
的定殖风险和扩散风险均较大,这是由于刺苍耳具有和其他
入侵种相似的侵略特性,如较强的扩散能力、适应能力等。
另外,安徽有各种不同类型的小气候,适宜于刺苍耳的定居
和扩散。同时,在刺苍耳的风险管理中,不能忽视人为因素
对其进入及扩散的重要影响。
依据我国外来入侵有害生物多指标综合评价体系计算
得出刺苍耳入侵安徽的 R值为 1. 7。因此,刺苍耳在安徽属
于中度风险的有害生物,应在安徽全省实施相应的风险监测
和管理。
3 结论与讨论
通过对刺苍耳入侵安徽省多指标综合评价体系的风险
分析可知,刺苍耳传入和定殖安徽省的风险较大,危害影响
严重。这一结果与赵利清等对内蒙古和宁夏刺苍耳的研究
结果“刺苍耳在广大的夏绿阔叶林区、草原区和温带荒漠化
草原和草原化荒漠区的适宜生境都能很好地生长”[5]基本一
致。这是由于刺苍耳与其他外来入侵种一样具有较强的扩
散力和适应性,同时,安徽地处暖温带与亚热带过渡地区,气
候温暖湿润,是我国东、西部交流的“中转站”,有各种不同类
型的小气候,适宜于各种不同生活习性的外来入侵植物的定
居和扩散[1]。因此,无论是从物种的本身特性还是从生境的
可入侵性来看,刺苍耳在安徽扩散、定殖、蔓延的可能性均极
高。此外,由于刺苍耳极易入侵农田,且进入后防治和根除
困难。安徽省耕地面积为 28. 87万 hm2,土地肥沃,适宜各种
农作物生长。刺苍耳一旦传入,均能在相应地区找到适宜的
栖息环境,将严重影响安徽省的农业生产,阻碍对外贸易发
展,甚至对当地的生态系统产生严重破坏。因此,建议有关
部门加强刺苍耳在安徽的监测,及时掌握其扩散情况,同时
应加大检疫强度和防治力度,以有效降低和控制刺苍耳入侵
安徽的概率。
该研究依据国际通用有害生物风险分析原则,从传入、定
殖和扩散的可能性,危害影响和危害管理难度 5个方面构建了
外来入侵植物刺苍耳的多指标评价体系,并对其入侵安徽的风
险进行了定性和定量分析,得出风险评估值为 1. 7。可见,刺苍
耳在安徽属中度风险的有害生物,应加大对其的检疫强度和防
治力度。
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92 -95.
(上接第 99页)
效果最显著,即诱导培养基最佳的配方为 MS +琼脂 7 g /L +
蔗糖 25 g /L +6-BA 2. 0 mg /L + NAA 0. 5 mg /L。
从该试验看出,正交试验是筛选最佳试验方案的一个十
分有效的工具,该试验采用 L9(3
4)正交设计试验的方法,用
较少的 9个试验处理组合来优化筛选出诱导培养基最佳配
方,效率较高。只是在今后研究红河通关藤的组织诱导培养
及后续的增殖培养、壮苗培养和生根培养时,可以将植物激
素的浓度水平范围适当放宽,从而获得最为理想的培养
配方。
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