全 文 ：第 卷 第 期 草 地 学 报 年 月
北方农牧交错带草木犀属外来植物沿公路分布和
扩展的影响 因素探讨
陈 超 ， 黄 顶 人 王 堃 ， 张卫华 、 孙增 慧 ， 陈 龙
中 国农业大学动物科技学 院 ， 北 京 北京草业与 环境研究发 展 中 心 ， 北京
河北沽源草地生态 系统 国家野外科学观测研究站 ， 河北 沽源 （ 中 国农业大学 资源与环境学 院 ， 北京
摘要 ： 公路的 建设 给原有 的 生 态 系 统带来 人 为 干扰和影 响 公路建筑材料 的运输 给外来植 物的 引 人 带来风险 ， 公路
修 建 以及环境 因 子 则影 响外 来物 种 的 建植 和扩 繁 。 选择北方农牧交错带典 型 的 柏 油 公路 ， 对 草木犀 属
外 来 植物沿公路 的人侵状况进行样带调查 ， 以探 讨外来植物 沿公路 分布 和扩散 的 影 响 因 素 。 结 果表 明 ： 公路 两 侧
的 土地利 用方式是影响草 木犀属 植物 分布 的主 要 因素 ， 路旁 有 农 田 的地 段中 草木 犀 属植物 的 分布 密 度要 显 著大
于有草地 的地段 。 距离 则是影 响 草 木犀属 植物 分布密度 的重要 因 素 ， 随 着 从路基 到路旁 生 境距离 的 增
力 【 草 木犀 属 的 分布 密度呈 显著 下降趋势 。 此 外 公路 的 走 向也影 响草 木 犀属 植物 的 分 布 ， 草木犀 属 在
下风 向 的分布 密度显著大于 上风 向 的分布密度 公路两旁 高 大树 木的 遮 阴 同 样影 响 草 木 犀 属 植物 沿公
路 的分布 ， 遮 阴 环境影 响 草木犀 属 一年生植物 的 密度 （ 但对 于二年生植 株没 有 显著影响 。
关键词 ： 北方农牧交错带 ； 分 布扩散 ； 外来植物 ； 土地利 用 方 式
中 图分类号 ： 文献标识码 ： 文 章编号 ：
人
；
；
：
； ； ；
收稿 日期 ： 修 回 日 期 ： 丨
基金项 目 ： 公益性行业 农业 科研专项 （ ； 中 央 高校基本科 研业务 费 泛项资 金项 目 （ 资助
作者简介 ： 陈超 （ 男 江苏沭阳 人 助理研究 博 士 研究 方 向 为草地生态 、 园林植物 ： ； 通信作 者
：
第 期 陈 超等 北方农牧交错带草木犀属外来植物沿公路分布和扩展的影 响因素探讨
公路的建设增加了 区 域间 的沟通和联合 ， 降低 型草原 、隐域性低湿草甸草原向半农 、半牧生态系统
了不 同生态系 统间 、不同景观区域间的 阻隔效应 ， 却 过渡的区段 ， 是研究农业生态系统和草地生态系统的
也为外来物种区域间 的扩散提供了便利条件 。 公路 典型地段 。 该区域地处半湿润大陆性季风气候 向干
建设项 目无论是施工期的取 弃 土 、边坡开挖 、施工 旱典型大陆性气候过渡地区 ， 平均海拔 。 年
运输 ， 还是运行期的 车辆往来 、 道旁植 被恢复 、 景观 平均气温 月 平均气温 一 。 ， 月 平均气温
绿化 、边坡治理等 都会为外来植物的定植 、归化 、人 。 ， 年平均降水量在 ，蒸发量可达
侵和扩散创造有利条件⑴ 。 相关研究表 明 ， 公路和
。 主要土壤类型为栗钙土 ， 其 间也分
外来植物的 出现呈现明显正相关关系 。 公路在 布有风沙土 、盐碱土和草甸土等隐域性土壤 。 植物的
把人们和货物运送到 目 的 地的 同时 ， 也无意中把一 生长期为 一 月 ，无霜期 左右 。 植被类型主要
些植物携带过来 ’ 使它们沿路建植和繁衍 ， 并不断向 減型草原 ， 分布有羊草 画— 、 短芒大
外蔓延 》 ’ 公路 —次改 会将更多的 自 麦 草 、 克 氏 （西 北 ） 针 茅
然栖息地变成路旁栖息地 ；从路旁栖息地出发 ， 非本 — 、 冰 草
种会 攻人相■ 自 。 美自 咖 以及漠 沙 蒿 等杂
类草 农岐要由■开丽来 ， 开垦顿不等 ， 主要上 ’ 高级公路是杂草人侵的重要途径 。 美 国 种植的作物有莜麦 蘭— ） 、 胡 （亚 麻部干旱和半干旱地区 ， 公路更是外来植物扩张 的促 、 工
， 、 玉术 （ 、 马 铃署 （进因子 。 在 中国云南南部山地 ， 相关的研究也表 以 及 卷 心采 （明公路是促进人侵植物扩散的主要通道之一 。
公路的建设主要通过改变原有 的生境类型 ， 创 。在北方农牧交错带 ， 草木犀属外来植物包括 白造新 的异质环境而影响外来植物的建植和扩散 。 公
路的坡形结构糊于雨水 的汇集 ° ， 增加 了土膽 花草木庫圓—⑷和黄鮮木
含水量 ； 土壤隨龍高了籠 用率 公路 ° ■原产 于 麵麵部 ， 作为伺草
修建前对原有植被的清除和土麵職都为外来 弓 °
物的建植提供有利条件 。 总之 ， 交通工具和公 力口拿大 、澳大利亚 、南美洲阿根廷以及亚洲等地 。 在
路建筑材料随龍人了外雜物 ， 而公脑修建 巾 目 经在 个省市有分布 ， 并且細在 不断扩
和维护却给外来植物提供 了种子萌发 和建植 的 大 在北方农牧交错带 ， 草木庫属植物在 些路旁生
障 。 在北方农牧交错带 ， 随着经济的 发展 和旅 境中 已成为优势植物 ， 在花期 月 ）形成沿路分
游业的兴起 ， 公路建设和 些麵 以及通讯设施 的 細黄色条带 。 另外 ， 在调查 区域的路旁生境 中也
修建给原 有 生态 环境 带 来不 可避 免 的 干扰 和影 见有 反 枝 宽 （ 、 野 燕 麦
响 。 但是 ， 路旁 的土地利用方式 、 生境类型 以及 （ “ 、 紫花苜蓿 、 大麻
环境因子都对外来植物的建植和扩散存在不 同的效 等外来植物的分布 。
应 ， 从而使得外来植物在北方农牧交错带沿公路的
分布和扩散呈现不 同 的为害程度 。 然 而 ， 目 前对于 调査方法
北方农牧交错带外来植物的研究较少 〕 ， 对于影响 选择北方农牧交错带区域内的柏油公路作为调查
外来植物分布和扩散的影 响 因素探讨更少有报道 。 地点 。 其中一条为南北走向 ，位于张家 口沽源县 °
本研究选择典型的柏油公路两侧分布有不同土地利 ， ° 另外一条是东西走向 ，位于承德丰宁县
用方式和生境类型的 地段 ， 对外来植物沿公路 的分 （ ° ， ° 。 分别调查公路两侧外来植物的
布和扩展进行样带调查 ， 以 探讨北方农牧交错带外 分布密度 ：一年生植物为地上植株数 ，二年生植物为地
来植物沿公路分布的 影响 因素和扩散机制 ， 以期为 上枝条数 ，多年生植物为地上株丛数 。
外来植物的预防和控制提供依据和参考 。 样线的设置 ： 以路基为 ， 每 作
为一个样点 ， 垂直于公路深人道旁生境 ， 距离分别为
材料与方法 ， ， ， ， ， ，
公路两侧的土地利用方式和生境类型分别选择
研究区域概况 天然放牧草地 ； 农 田 ； 蔬菜地 ； 高大树木遮阴的生境 。
北方农牧交错带是典型的生态脆弱 区 ， 地处典 根据调查沿公路两侧 自 然分布的外来植物白 花和黄
7 2 4 草 地 学 报 第 卷
香 草木犀 、反枝苋 、 紫花苜 蓿 、 野燕 麦 、大麻等 。 但后 侧 表 和 图 而对 于 东西 走 向 的公
面 种分布密 度较小 ， 不做统计学上 的分析 。 本 文 路 ， 南侧二 年生的草 木 犀 属 分布密 度 显 著 大 于北侧
只对草木犀 属 种外来植物 （ 白花 草 木犀 和 黄香草 （ ， 但是一年 生 的 草 木犀属 植物 在南侧 和
木犀 ） 的分布进行探讨和 分析 。 北侧没有显著差异 （ 表 和 图 。
数据分析 ■ 」年牛
数据整理和绘 图采 用 数据 显 著 性 ‘ □ 年 八
分析采用 软件 。 外 来 植物分布 的影 响 因 。 ■ ■
素分析采鮮随側 ，睡睦 异水平力 。 °
芦 ■ ■ “ ！数据表示 为平均值士标准差 。 ■
结果与分析 ：
距离
土地利用 类型的影响 图 草木 犀属植物 随距离 的 分布密 度 （ 南北走向 ）
调 查表 明 公路 两 侧 的 土 地 利 用类 型 对 草 木
渾 属 植物 的 分 布 有显 者 影 响 。 相 比 分布 有 早 地
的地 段 ， 分布有农 田 或蔬 菜地 的地 段 中 草 木 犀 属
植物 的 分 布密 度更 大 。 在 调查 的 个 区 域 中 不
论 是一年生 还是二年 生 植株 ， 草 木 犀 属 植 物 在 农 丨 ■ 二
、
— 年牛
田 和 草地 的 分布差异显 著 （ 表 。
表 不 同 土地利 用 方式 下草 木犀 属植 物 的 分布密度
■
利用方 式 ■年生 ■ ■ 丨
沽源 农 田 ± 土 ‘ 距离
草 地 土
丰宁 农 田 士 ± 图 草木犀属植物随距离的 分布密度 （ 东西走 向 ）
草地 （ ± ±
距离对草木犀属植物分布密度的影响
研究表 明 随着 到路基距离 的增加 ， 草 木犀属 植 草木渾属植物在不 同 区域 的 分布状况
物 的分布 密度呈显著下 降趋势 （ 尸 ， 不论是
一年生植株还 是二年生 的地上枝条数 。 在降低程度
；
—
；牛 活型上 ， 个 区 域之间 存在 着 差 别 ： 对 于南北 走 向 的 公 力 向
路 ， 距离公路 和 时草 木犀 属 植物 的密度 与 ° 八隱
和 时有显著差 异 （ ， 但是距离公 张家 东侧 ± 化
路 和 时草木犀 属 的 密 度 无 显著 差 异 （ 图 西侧
对于东西走 向 的公路 ， 距离公路 ， ， 和 有 承德 南侧 ± ±
□ 北侧 ± 士 丨 ’显 者差异 （ ， 但是距 离 和 之 间草
木犀属 的密度没有 明显差异 （ 图 。 遮 阴对草木犀属植 物分布密度 的影响
公路两旁高大树木 的遮 阴可能对草木犀属植物
公路走 向 对草木犀属植物分布密度的影 响 的建植 和生长有影 响 。 调查表 明有遮 阴 的地段 ， 二
对于不 同 走 向 的公路 ， 两侧 草木 犀属 植物分布 年生草 木犀属 的分布密度较小 ， 但是没 有显著差异 ；
状况存在差异 ： 对于南北走 向 的公路 ， 二年 生和一年 而一年生 的分布密度 变化较大 ， 有 明显 的增 高 趋势
生的 草木犀 属 在公路东侧 的分布密度都大 于公路西 （ 图 。
第 期 陈 超等 北方 农牧交错带草木犀属外来植物沿公 路分布和扩 展的影响因素探讨
散受到多方面因素的影响 。
■ 东侧
麵
°
；
公路两旁的 土地利 用 方式 以及生境类型对外
」 ■ 絲減 扩散的影响■ 对于靠种子繁殖的一 、二年生外来植物而言 ， 农
卩 ■ ■搬子引 隱早来腿 。 瓶 ， 人为的干扰和不断地耕作改变了麵 的利用率 ， 同 时也为外■ 雑测造 了縛的生麟型 。 龍—
—年生
—
二年生 对美国犹他州南部半 干旱环境的研究表 明 ， 公路两
侧的 生境类型对外来物种的建植和扩散有显著的影
图 草木犀 属植物沿东西走向公路分布状况 响 。 另 外 ， 等⑷对加利佛尼亚莫哈韦沙漠的研
究也表明 ，公路两侧的 生境是影响 外来植物分布和
扩散的主要因子
而对于草地 ， 因其复杂 的结构和功能以及生物
■ 南侧 丁
□ 北侧 多样性 ， 可能对外来植物的侵人有阻碍作用 。 在草
； ■ 地生态系统中 ， 保护好原生群落及栖息地 ， 保持原始植被的竞争优势 ， 能有效抵挡外来植物 的入侵 。
草地生物多样性也可能对外来植物有阻抗作用 ° 。■ 因此 ， 不 同的道旁生境 或土地利用方式对外来植■ ■ 的扩展有重要影响 ， 而相关 的人侵机制可能需要进
一 — — 步的研究和探讨 。
—年生 二年生
生活型
图 草木犀属植物 沿南北走 向公路分布状况 外来植物沿公路两侧 的分布密度随距离的 增
加而降低
对于外来植物沿公路的扩散机制 ， 国 内外 已有
不少 的相关研究和 报道 。 对加 利佛尼亚 自 然 保护
丨
区 ’ 以及南部莫哈 韦沙漠 的研究細 ： 随着到— 公路距离的增加 ， 外来物种 出 现的几率呈现下降的
会 趋势 。 等 对美 国 国 家 冰川 公 园 的研究 表
明 ，猫尾 草 （ 和草地早熟 禾 （
° ■ 等外 来植物 的 分布密度随到公路 的 距离
」 ■ 增加而下降 。 另外 据 等 对加利福尼亚大
则 ■ ■ 報騎 自餘抓關查職也細 ， 随着距离
— — 的增加野燕麦 的丰富度呈显 著下降趋势 。 赵金丽
等 对云南省南部山地 的调查也表明 ， 到公路 的距生活 型
图 草木 植物在翻 下的分布状 离对紫莲泽二 、 飞机草 、胜红 — ■有 ：！
麵咖 著影响 ， 具有明显的 “单峰”扩散格局 ， 峰值一般出现
在 以 内 。 等 对印第安那州 落叶林内 的
研究发现 ， 入侵种密度与到公路距离成负相关 。
本研究调查表明 ， 草木犀属植物在距离 公路
时分布密度降低到很小 ， 以及更远的生境 中
外来植物沿公路的入侵受植物本身特性和环境 几乎没有分布 。 这种 随距离增 加而 降低 的趋 势表
可容纳性 的影 响 ， 是多方面 因素共 同作用 的 结果 。 明 草木犀属侵人公路两侧 自 然植物群落是从公路
在北方农牧交错带 ， 外来植物沿公路两侧分布和扩 的两侧边缘开始 ， 建植后通过种子的传播慢慢向道
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旁 的生境 中 扩 散 ， 该趋 势 和 相关 的 研 究 也是一 致 物 ， 遮 阴 会影 响其生长 和繁 殖… 。 第 年 的 出苗 和
的 ”、 另外对种子传播 的研 究也表明 ， 大 多 数种 营养生长可能受到 光照水平 的影响 较小 ； 而第 年
子只能从种子发散源 传播很短距离 ， 种子密度随距 进行生殖生长 ， 对光 照 的要求较高 。 遮 阴 条件可能
离迅速下 降 ， 少数一些种子可 到达很远的地方… ” 。 不利 于 光合作用 ， 进 而影 响 草 木 犀属 植物的 繁殖 。
这表明距离可能增加 了 种子传播路径和扩散阻 力 ， 但是对于不 同的植物种类 ， 光照水平却也可能有 阻
对于外来 物 种 的 侵 入 有 一 定 的 阻 碍作 用 。 碍或者促进 的作用 。
等⑷ 对加 利 佛尼亚莫哈 韦 沙漠 的调 查 表 明 ， 一年 生 等… 对俄勒 凶 州 森
的外来植 物和 本土植物 的分布情况 和不 同距离之间 林实验站 的研究表明 ， 合适 的 光照条件对 外来物种
没有 明显 的 区别 。 这可能是与外来植物 的人侵状况 的 人侵有重要影 响 。 赵金丽等 」 的研 究也表 明 ， 光
有关 ， 可能 入侵危害 尚未达到严重 的程度 。 例如 ， 在 照水平对紫茎泽兰 、 飞 机草 、 胜红蓟的 密度 ， 对紫茎
本研究 区 内 的其他外来植物 ， 如野燕麦 、紫 花苜蓿 、 泽兰 、胜红蓟和 金腰箭 的频度有显著影响 。
大麻和反 枝 菇等也在公路两 侧 有分布 但 是分布 密
度和危害 程度都相对较小 ， 尚 没有统计 学上 的一般
性规律 。
豆科草木犀属外来植物 已 在北方农牧交错带造
盛行腿响外来難在公额麵差 异飾 成 細危害 ， 明 影响公賴侧陳 多 样性和
关于公路的方位对于外来植物人 侵的研究相对 冑观 。 但是 ， 影响草 木犀属 植物沿公路分布 和扩散
较少 。 等 」 对美 国 犹他州 南部坎宁 兰兹 晒 素是多 方面的 ， 路旁 的 土地利用方式 、 生境类
家公园的職棚 ，聽方細 外雜侧 §彡 型 、断觀及公關越鞭离等膨 响 草 木犀
响较小 仅 与盐 生草属 毒 草 属植物 的分布格局 ， 造成草 木犀属 外来植物 目 前在
盖度有 定 的 负 相 关 。 但是 等…膚 穿 自 丨方农牧交 错带的慨是多种 素 共 同 作用 的结
”咖“」 的分布研究发现 ， 其盖度 和地形 果 。 因 此 ， 对于 草木 犀 属外 来植物 的人侵为 害潜力
賴 素有显著 的关系 ， 朝 南 坡地有更高 的盖度 。 一 自入侵机制 尚需进 步深入 的研究 。
志军等 对紫茎泽兰 的研究表 明 ， 背风坡 （ 东 北坡 ）
的多度 显 著大于侧风坡 东南坡 、西北坡 和平地 ） 。 参
本研究表 明 ， 草 木犀属植物在公路不 同方 向 卢少 高速 公路 沿线外束 入 侵植物 种类及 分布 的 初步研 究
的分布有 显著差异 ， 这可 能 和草木 犀 属种子 的分布 武汉 ： 华 中师范大学
以及盛行风相关 。 在 坝上地 区冬季盛行风强烈 ， 年 ：
平均风速 ‘ ， 尤其是在 冬 季 以及早 —
春 ， 每年超过 的 大风天 气有 次… 。 强 ⑵
」
烈 的大风 天气影响成熟后草木犀属种 子 的分布和 扩
散 ， 进而影 响草木犀属 植物在公路两侧 的分 布 ， 使得
：
下 风 向 的分布密 度显著大 于上 风向 的 分布密 度 。 但 ，
是 对于分布密度 尚 小的 区域 ， 公路走 向 的影 响并不 』
太显著 。 这 可能是 风 向 因 素 的 累积效应 ， 风 向 对于 ° °
！
王明坎 ， 杨茂 ， 张 力 ■ 草 地植物人 侵的预防 和控制 十 旱人侵的 响 可能需要一 程 。 资源 撒 ⑶ ：卿 ：
公路两旁高大树木的遮 阴也影 响外来植物 的
建植和分布
本研究表 明 ， 在有树丛遮 阴的生境中 ， 一年生 的
草木犀属 植物密度高于没有遮 阴 的生境 ， 但是二年
「生 的草木 犀属 植物密度有降低趋势 。 这表 明对于一 ，
」
年生草 木犀属 的建植有促进作用 ， 但是对早木犀属 。⑴
第 年的生长有阻碍作用 。 草木犀属植物是 阳生植 门
第 期 陈 超等 北方农牧交错带草木犀厲外来植物沿公路分布 和扩展 的影响 因素探讨
： ， ，
赵金丽 ， 马友鑫 朱华 ，等 云南省南部山 地 种主要人侵植 物 （ 二
沿公路两侧 的扩 散格 局 生 物 多样性 ， ， 〉 ：
：
郑 明 ，喿卫国 ， 马 克平 种子 的长距离 风传播模型研究进展
植物生态学报
： ： ， ，
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卢志军 ， 马克平 地形因素对外来 入侵种 紫茎泽兰 的影响
植物生态学报 ，
： 陈海 赵云龙 中 国北方农牧交错带生态 生产 范式 区划 及建
陈超 ， 黄顶 ， 王堃 等 华北农牧交错带外来植物人侵特征分析 设研究 北京 ： 中国农业 出版社 ，
草原 与草枰 ，
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：
’ 责任编 辑 刘 霞 ）
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