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外来入侵植物猫爪藤概述



全 文 :文章编号:1003-935X(2003)04-0046-03
外来入侵植物猫爪藤概述
卢昌义 , 张明强
(厦门大学海洋环境科学教育部重点实验室 ,福建厦门 361005)
  摘要:外来植物猫爪藤 ,早年曾作为观赏植物引入我国 ,目前已经被列为中国的外来入侵种。本文概述了国
内外对猫爪藤的研究状况 , 简要介绍了猫爪藤的分类学特征和群落分布 , 论述了其生态特征和危害 , 指出了防治
的困难及其可利用性。在南非 , 人工防治和化学防治的效果不大 , 因而引入吃叶片的龟甲科昆虫 Charidotis au-
roguttata 作为生物防治试剂。在澳大利亚 ,化学防治取得了一定的效果 , 但人们还是把目光转向生物防治。尽管
人们对防治策略开展了不少研究 , 但是到现在为止 ,国外还没有任何一种清除猫爪藤的有效方法。猫爪藤在许多
国家被作为民间药物。因此 , 应该全面深入地认识猫爪藤 ,采取防治和利用相结合的综合措施。
  关键词:猫爪藤;生态特性;生物防治;可利用性
  中图分类号:S451  文献标识码:A
收稿日期:2003-09-02
基金项目:厦门市科技局重大课题《外来(及有害)植物种类对厦门生
态安全危害的状况及防治措施研究》 ,项目编号:3502Z20022012。
作者简介:卢昌义 ,男 ,教授 ,博士生导师 , 研究方向为环境生态学和
生态工程学。 Tel:(0592)2185622;E-mai l:lucy@xmu.edu.cn。
  猫爪藤学名为 Macfadyena unguis-cati (L.)A.
Gentry ,英文名为 Cat′s claw vine或 Cat′s claw creeper。
属紫葳科猫爪藤属 ,多年生常绿木质藤本 ,善于缠绕
和攀附 。原产热带美洲 ,自然群落主要分布在西印
度群岛及墨西哥 、巴西 、阿根廷[ 1] 。早年是作为庭园
篱笆和观赏植物被引入中国广东和福建 ,引入福建
的时间据传是在 1840年福建厦门鼓浪屿成为英国
租界地后[ 2] ,但具体时间不详 。人为的引种是其传
播扩散的主要途径 ,另外它能借助自身具有宽膜质
翅的种子 ,经风力 、水力以及鸟类或其它动物携带进
行传播。据报道 ,在美国佛罗里达 、德克萨斯州 、夏
威夷[ 3] ,新喀里多尼亚岛 (南太平洋)[ 4]、新南威尔士
(澳大利亚)、昆士兰州(澳大利亚)、印度 、毛里求斯 、
南非[ 5]均已发现了移植和归化的猫爪藤 。
在全国性的保护中国生物多样性网站(http://
www.chinabiodiversity.com),以及中国科学院动物研
究所 、中国科学院植物研究所 、国家环境保护总局自
然生态保护司参与的“中国环境与发展国际合作委
员会生态安全课题组”最近正式发表的《中国外来入
侵种》[ 2]的名录里 ,都把猫爪藤列入外来入侵种。
通过实地的调查和研究发现 ,猫爪藤在厦门鼓
浪屿许多地方疯狂蔓延 ,攀爬树木植被 ,影响了当地
园林绿化植物的物种多样性 。本文旨在对猫爪藤的
研究情况做一扼要叙述 ,为防治这种外来入侵植物
提供基础资料。
1 猫爪藤生物 、生态学特性的研究
1.1 猫爪藤的分类学特性
茎灵活 、平滑;卷须与叶对生 ,顶端分裂成 3枚
钩状卷须 。叶对生 ,长圆形 ,顶端渐尖 ,基部钝。花
单生或组成圆锥花序 ,花序轴长约6.5cm ,有花 2 ~ 5
朵 ,被疏柔毛;花梗长 1.5 ~ 3cm 。花萼钟状 ,近于平
截 ,直径约 2cm ,薄膜质 。花冠钟状至漏斗状 ,黄色 ,
檐部裂片 5个 ,近圆形 ,不等大。雄蕊 4个 ,两两成
对 ,内藏 。蒴果长线形 ,扁平;隔膜薄 ,海绵质。花期
4月 ,果期 6月[ 2] 。
1.2 猫爪藤的生态学特征
猫爪藤是多年生的木质藤本 ,茎的延伸速度较
快 ,但是茎粗增长速度较慢 。它较耐荫 ,能够潜伏生
长在幽蔽或森林茂密的地方 ,幼年植株的耐荫能力
比成年植株强一些 。尽管原产地为热带 ,但它能抗
霜冻 、抗旱 ,能够在多种类型的土壤中生长 。
猫爪藤结实力强 ,在波多黎各 ,随机收集 11个
蒴果 ,最多的种子数为 212粒 ,最少的为 106粒 。这
些种子的干重平均为(0.022 4±0.000 5)g/粒 ,也就
是说 45 000粒/kg 。由于种子具翅 ,而且轻 ,所以蒴
果开裂后 ,种子随风飘移散落 ,极易在裸地和稀疏植
—46— 杂草科学 2003 年第 4期
被的生境中定植生长 。种子还能够通过水流传播 。
不仅如此 ,猫爪藤还能通过其庞大的根系进行
繁殖。猫爪藤的主根上会长出许多侧根 ,沿着侧根
会形成块根 ,茎上的节点接触土壤时 ,也可继续长根
并形成块根 ,因此 ,它可以通过茎扦插来获得新的植
株。另外 ,猫爪藤的气生根也能形成块根。当这些
块根从母体上分离的时候 ,可以长成新的植株 。
猫爪藤不仅通过种子进行有性繁殖 ,而且具有
较强的无性繁殖能力 。这就是它的种群能较快扩展
的原因之一。
在入侵地区 ,猫爪藤脱离原产地天敌等的控制 ,
缺乏自然控制力 ,生长的环境阻力变小 ,再加上其顽
强的生命力 ,所以生长快速 ,传播迅速。
2 猫爪藤的危害情况
猫爪藤也是在近 5年内才被真正认识的[ 6] 。
猫爪藤能像“地毯”一样 ,蔓延并铺满整个林地
和树冠 ,影响其它植物的正常生长和种子萌发 。它
靠钩状卷须和气生根沿着树木 、围墙 、电线杆 、屋顶
向上攀援 ,可爬上几十米高的大树 。其藤条的延伸
速度很快 ,一旦爬上树顶 ,有了足够的阳光 ,生长速
度更快。由于猫爪藤的茎 、叶层层叠叠 ,构成厚厚的
网状层 ,把其它植物甚至树木全部遮盖 ,并重重地压
在大树上 ,使受害树木的叶片无法进行正常的光合
作用 ,最终可能导致树木死亡[ 7] 。猫爪藤以上述方
式向四周更大的范围蔓延和覆盖 ,对周围几乎所有
其它树木构成危害 ,最终导致树木成片死亡 ,从而降
低了生物多样性 ,严重破坏了生态平衡 。
猫爪藤入侵的几个国家和地区都有报道 ,猫爪
藤能侵入森林 、果园 、耕地 、路边 、河畔等 。在南非 ,
其北部残存的森林(the Grootvadersbosch of Magoe-
baskloof),遭到了猫爪藤严重的侵袭 ,使得一些地带
性植物退化了[ 6] 。目前 ,整个南非的各个公园里都
有猫爪藤 ,所以进一步传播扩散的危险性很大 。在
澳大利亚昆士兰州 ,猫爪藤疯狂地生长。在南太平
洋的新喀里多尼亚岛 ,整个生态系统也处在猫爪藤
的威胁中。在中国厦门鼓浪屿 ,猫爪藤已经使一些
大树死亡 ,大大降低了绿化质量 ,并且还有继续蔓延
的趋势。
3 猫爪藤的防治方法
根据国外的报道 ,猫爪藤的防除策略包括人工
清除 、化学防治 、生物防治 。
人工清除的时候 ,由于块根数量多 ,很难确定所
有块根的位置 ,很难把块根挖干净。猫爪藤庞大的
根系与相邻植物的根系紧紧缠绕在一起 ,清除时很
容易损伤栽培植物 ,所以只能清除地上部分。但是 ,
即使地上部分死亡了 ,地下部分仍然能够再萌生。
而且 ,猫爪藤再萌生速度很快 。另外 ,人工清除很
费时。
在澳大利亚 ,化学防治取得了一定的效果。方
法是把藤条切断 , 并在基部切面上涂抹草甘膦
(Glyphosate)。草甘膦可以沿着藤条往地下部分输
送 ,到达块根 ,从而杀死整棵植株 。对于再萌生的植
株和铺满地面的猫爪藤 ,用喷洒的办法可以取得一
定的效果 。但是 ,化学防治也存在缺点 。由于草甘
膦是一种杀草谱广的除草剂 ,喷洒的时候很容易危
害到栽培植物 。化学防治还会造成环境污染 、残毒
和植被退化等一系列不可预测的生态后果 。用于野
外成片猫爪藤的化学防治时 ,其工作量和费用都是
巨大的 。
在南非 ,生物防治被认为是唯一可行的方案。
Dr S.Neser和 J.R.Baara 通过对巴西 、阿根廷 、巴拉
圭 、委内瑞拉和特立尼达岛实地调查 ,发现并鉴定出
了下列可能作为生物防治的昆虫 。委内瑞拉发现的
吃叶片的 Charidotis auroguttata (龟甲科),巴西发现
的食叶端的叶蜂(膜翅目),阿根廷 、巴西和巴拉圭发
现的食汁液的叶蝉(叶蝉科),巴西和巴拉圭发现的
对植株有破坏性的蚊类(瘿蚊科),阿根廷 、巴西 、巴
拉圭和特立尼达岛发现的吃叶片的甲虫(吉丁虫
科),巴西发现的吃种子的甲虫 ,阿根廷发现的食汁
液的昆虫 Acanthocheilla visenda 。
1996年 ,龟甲科昆虫 Charidotis auroguttata 被引
入南非 。Hester E.Sparks等人研究了其生物学特性
及用于控制猫爪藤的可行性[ 5] 。这种昆虫的特点
是:其幼虫和成虫都能够吃猫爪藤的叶子 。高的种
群密度会引起猫爪藤叶片的大量脱落和嫩芽的枯
萎 ,通过对猫爪藤叶片的大量伤害 ,使邻近的其它植
物具有更强的竞争力。试验证明 , C .auroguttata 对
猫爪藤有啃食专一性 ,其释放不会对其它植物造成
威胁 。经过引种驯化和安全测试后 , 1999 年 3 月 ,
龟甲虫 C.auroguttata 首次被应用于猫爪藤的生物
防治 ,从而在一定程度上减轻了猫爪藤的危害 ,抑制
了猫爪藤的进一步传播 。但在这方面仍然需要进行
安全性及种群稳定性的深入研究 。由于龟甲虫 C.
auroguttat 并不能导致整棵植株的死亡 ,只能抑制猫
—47—卢昌义等:外来入侵植物猫爪藤概述
爪藤的扩散速度 ,所以不能将猫爪藤从定植地清除 。
而且作为单独的生物防治物种 ,龟甲虫 C.aurogut-
tata减缓猫爪藤扩散速度的能力也是有限的。
目前 ,澳大利亚和南非的生态学家携手合作 ,正
在积极地寻找其它的天敌 ,如能吃块根的动物或微
生物。尽管人们对防治策略开展了不少研究 ,但是
到现在为止 ,国外还没有任何一种清除猫爪藤的有
效方法。
4 国外对猫爪藤的利用情况
4.1 猫爪藤植株所含化合物的有用成分
Duarte DS 和 Dolabela MF 等人对猫爪藤植株进
行分析 ,鉴定出了猫爪藤植株含有下列有用的化合
物:corymboside、葫芦甙 II(vicenin -2)、槲皮甙
(quercitrin)、绿原酸(chlorogenic acid)、异绿原酸
(isochlorogenic acid)、羽扇豆醇(lupeol)、β -谷甾醇
(β -sitosterol)、β -sitosterylglucoside、尿囊素(allan-
toin)、2-羟-3-异戊烯基萘醌(lapachol)等[ 8] ,这些
化学物质可以作为药物使用。
4.2 猫爪藤的利用状况
猫爪藤广泛用作民间药物 ,用来治疗炎症 、胃溃
疡 、风湿 、肿瘤 、腹泻和避孕[ 9] 。几世纪以来 ,秘鲁和
其它拉丁美洲国家的药草治疗师都用猫爪藤来治疗
多种病痛 。1991年研究人员发现猫爪藤含有天然
的抗炎因子 ,证实了用它治疗关节炎的功效。近几
年的研究还发现 ,猫爪藤可以增强免疫功能 ,有可能
帮助延长艾滋病患者的寿命。这一研究结果造成了
轰动 ,天然食品店都张贴着“出售猫爪藤”的广告来
吸引顾客 。
墨西哥索诺拉州自治大学微生物专家从猫爪藤
等18种植物中提取有效的药物成分 ,研制成天然的
杀虫剂 ,可以杀死蛀食玉米的害虫天牛 。
5 开展对猫爪藤研究的建议
对于猫爪藤的防治 ,人们想出了很多办法 ,如人
工清除 、化学防治 、生物防治。但招数使尽 ,目前仍
未达到预期的效果。人工清除只能清除地上部分 ,
而猫爪藤的再萌生能力却很强。化学防治可能造成
环境污染 、残毒和植被退化等一系列不可预测的生
态后果。生物防治虽然能取得一定的效果 ,但收效
缓慢 ,在建立生物防治计划以前需要大量投资和花
费相当多的时间 ,而且还要考虑寄主转换的风险等
许多问题 。在防治猫爪藤的过程中 ,一方面投入了
大量资金 ,另一方面也白白损失了猫爪藤自身的利
用价值 。
所以 ,应该全面客观地评价和认识猫爪藤 ,在防
治的同时 ,不妨考虑如何利用它。通过利用其植株
有用成分 ,促进对其植物体材料的采摘 ,从而达到控
制其蔓延危害的目的。这样可一举两得 ,化害为利。
这也是对付外来有害生物入侵的一个良策 ,值得进
一步开展研究。
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