呼和浩特市本土草坪草與引進(jìn)草坪草競爭特性研究進(jìn)展

呼麗瑤　王雷　吳俊儀　王家元

【摘 要】本文綜述了呼和浩特市本土草坪草與引進(jìn)草坪草競爭特性研究的科學(xué)意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究展望。特色與創(chuàng)新之處在于：分析各種可控條件對本土草坪草與引進(jìn)草坪草競爭、生存能力的影響，為探究有效保護(hù)本土草坪草、降低外來物種入侵率提供參考。

【關(guān)鍵詞】本土草坪草；引進(jìn)草坪草；競爭特性；呼和浩特市草坪草

【Abstract】This thesis summarizes the significance of competitive characteristics of native and exotic turfgrass species research in Hohhot. And introduced the domestic and foreign research status and the research prospects of this research. Features and innovations： analysis of the impact of various controlled conditions on competition and viability of native and exotic turfgrass. species.Provides reference for exploring the effective protection of native turfgrass and reducing the rate of invasive species.

【Key words】Native turfgrass species； Exotic turfgrass species； Competitive characteristic； Hohhot turfgrass species

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)

隨著外來物種的擴(kuò)散及入侵，出現(xiàn)了全球生物群落同質(zhì)化的現(xiàn)象，一些外來物種在與本土物種競爭過程中，通過獲得陽光、水分、營養(yǎng)及空間逐漸取代本土物種。生物入侵越來越多地引起人們的關(guān)注并成為研究焦點(diǎn)[1]。外來物種與本土物種的群落演化模式相似，并且，在某一生態(tài)系統(tǒng)中，生態(tài)位相同的外來物種與本土物種所起的生態(tài)功能也相同[2]。

部分學(xué)者試圖通過研究解釋外來物種具有哪些特性以及本地生物群落具有哪些特性才容易導(dǎo)致外來物種的入侵[3]，一些假說揭示了哪些植物群落更容易受到外來物種的入侵，例如：Davis and coworkers （2000）認(rèn)為某一植物群落有未被利用的自然資源就容易被外來物種入侵[4]。也有研究認(rèn)為，擾動(dòng)是外來物種入侵的一個(gè)前提[5]等等。同時(shí)，也有一些學(xué)者對外來物種及本土物種的生物特性，包括光合能力、繁殖及擴(kuò)散能力、種子建植模式等進(jìn)行了對比分析，降水增加提高了生物種群的多樣性[6]。

外來物種之所以能夠替代本土物種，歸結(jié)起來，有以下幾種論點(diǎn)：a、外來物種缺少天敵[7]，使得外來物種生長及繁殖更加容易、競爭力更強(qiáng)。b、一些外來物種具有一些獨(dú)特的特性使得它們在同本地物種競爭中獲勝[8]。c、另外還包括：一些外來物種具有超強(qiáng)的競爭力；種子被采食幾率低；形態(tài)可塑性強(qiáng)，一些外來物種生長高度往往高于他們在本土種植時(shí)的高度且更具活力；生長迅速；自主擴(kuò)散能力強(qiáng)[9]。

隨著人類農(nóng)業(yè)、交通、旅游等事業(yè)的快速發(fā)展，使得各類生物物種突破各自原有的自然障礙迅速擴(kuò)展開來[10]。例如：1991年，由于貨船壓艙水中含有霍亂弧菌被釋放出來污染了飲用水，導(dǎo)致一百萬秘魯人受到霍亂感染，其中一萬人死亡[11]。20世紀(jì)50年代，由于東非的維多利亞湖引入尼羅河鱸魚，在此后的幾十年間，導(dǎo)致該地區(qū)現(xiàn)代脊椎動(dòng)物大量滅絕，其中，200多種當(dāng)?shù)靥赜恤~種滅絕[12]。至20世紀(jì)90年代，僅在美國，每一年由于外來物種 （NIS）入侵導(dǎo)致的環(huán)境破壞及經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)1370億美元[13]。2014年年初，美國陸軍工程兵就應(yīng)奧巴馬的要求向美國國會(huì)提交了一份關(guān)于防止亞洲鯉魚進(jìn)入美五大湖區(qū)的計(jì)劃，整個(gè)計(jì)劃預(yù)計(jì)將耗資180億美元，用25年建堤攔住亞洲鯉魚[14]。毫無疑問，外來物種 （NIS）入侵時(shí)是威脅本土生物物種多樣性及（擾亂本土）生態(tài)系統(tǒng)功能的重要原因[15]。例如，早年我國深圳地區(qū)作為觀賞及地被植物引進(jìn)的植物薇甘菊、五爪金龍、三裂葉蟛蜞菊現(xiàn)已成為深圳乃至珠三角地區(qū)絞殺本土植物，威逼生態(tài)安全的頭號(hào)“植物公敵”[16]。 僅2004年，薇甘菊導(dǎo)致內(nèi)伶仃島森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)如涵養(yǎng)水源、固定CO 2、凈化大氣、減少病蟲害等方面功能下降造成的經(jīng)濟(jì)損失為383萬-862萬元。生物多樣性下降造成的經(jīng)濟(jì)損失為每年66萬-150萬元。估計(jì)全島年損失近450萬-1013萬元。粗略計(jì)算，2010-2013年度，僅中國購買引進(jìn)草坪草種花費(fèi)的外匯平均8500萬美元/每年[17]。作為生物基因池的組成部分，Ortega and Pearson（2005）希望外來物種能植根于本土植物群落，并在本土植物群落中扮演相同的角色[18]。

早期，Eltons（1958）生物抵制化假說（‘biotic resistance hypothesis）認(rèn)為高的本土物種數(shù)量及豐富度會(huì)降低可利用資源的數(shù)量，從而降低外來物種入侵率[19]。最新研究共存的本土物種與外來物種豐富度關(guān)系（the native–exotic richness relationship 縮寫為NERR，該指數(shù)可以直接反映共存的本土物種與外來物種的競爭關(guān)系）的機(jī)理假說包括：環(huán)境適宜性假說（the favourable environment hypothesis） 和空間異質(zhì)化假說（the spatial heterogeneity hypothesis）[20，21]。環(huán)境適宜性假說（the favourable environment hypothesis）主張認(rèn)為，適宜的生長環(huán)境可以同時(shí)促進(jìn)本土物種與外來物種的豐富度指數(shù)[20，21]。但也有學(xué)者認(rèn)為環(huán)境適宜性假說（the favourable environment hypothesis）只考慮了理想環(huán)境條件，忽略了各個(gè)環(huán)境因子的變化而引起的系列變化[22，23]。空間異質(zhì)化假說（the spatial heterogeneity hypothesis）目的是系統(tǒng)的了解各種生物及非生物因子變化對本土物種與外來物種豐富度的影響[21-23]，也就是對本土物種與外來物種競爭能力的影響。生物及非生物因子主要包括：景觀尺度變化及擾動(dòng)理論（Disturbance System）下光照條件、土壤水分、土壤特性、植株密度、修剪頻度等等各個(gè)擾動(dòng)因子（disturbance measure）的變化。隨著生物及非生物因子的變化，草坪草通過改變細(xì)胞結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)有機(jī)物的含量而影響植物生存能力[24-26]。

在我國，針對草坪業(yè)發(fā)展，草坪草各種條件的生理生化反應(yīng)、抗逆性研究及轉(zhuǎn)基因研究的成果較多[27-30]；對本土草坪草的開發(fā)及推廣也有部分研究，但后續(xù)效果都并不明顯[31]。內(nèi)蒙古地區(qū)本土草坪草——大青山草地早熟禾（poa pratensis L. CV.）由內(nèi)蒙古農(nóng)牧科學(xué)院通過采集野生草坪草經(jīng)多年培育而成[32]。趙文麗等（2011）對內(nèi)蒙古地區(qū)本土草坪草——野生羊茅（Festuca ovina L.）的一些特性及應(yīng)用進(jìn)行了研究[33]。

2 研究展望

目前，呼和浩特市及周邊地區(qū)所使用的草坪絕大部分是引進(jìn)的草地早熟禾（PoaPratensis L.）（包括午夜2號(hào)、新哥來德、納蘇、肯塔基等）數(shù)個(gè)品種及少量高羊茅（Festuca arundinaces Schreb.）（包括獵狗5號(hào)、美洲虎4G、貝克等幾個(gè)品種）。引進(jìn)的冷季型草坪草自播性很強(qiáng)，繁殖力旺盛，對周邊生態(tài)系統(tǒng)也具有很強(qiáng)的侵入性，破壞了本土城市及自然生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性，典型現(xiàn)象是耗水耗肥，并引發(fā)化肥、農(nóng)藥對環(huán)境的污染。同時(shí)，引進(jìn)草坪草品種也消耗了我國大量的外匯。由于引進(jìn)草坪草品種的大面積栽植，導(dǎo)致呼市城市綠地系統(tǒng)草坪層結(jié)構(gòu)單一，并進(jìn)而導(dǎo)致城市綠地系統(tǒng)功能不穩(wěn)定，一旦發(fā)生引進(jìn)草坪草的易感病、蟲害，就會(huì)導(dǎo)致同時(shí)期草坪草的大面積退化，城市綠地功能衰退。

因此，對呼市地區(qū)本土草坪草與引進(jìn)草坪草的競爭特性進(jìn)行研究從而降低本地區(qū)外來物種入侵率已經(jīng)迫在眉睫。通過分析在環(huán)境適宜性假說及空間異質(zhì)化假說前提下，本土草坪草與引進(jìn)草坪草種的各種競爭組合模式生物多樣性的動(dòng)態(tài)變化，得出各種可控條件對本土草坪草與引進(jìn)草坪草競爭、生存能力的影響，探究有效保護(hù)本土草坪草、恰當(dāng)控制引進(jìn)草坪草的條件及措施，以維持本土草坪草與引進(jìn)草坪草的和諧共存，并有效保護(hù)城市及自然綠地系統(tǒng)的生物多樣性，維護(hù)綠地系統(tǒng)功能的健全與穩(wěn)定，是近些年，我國草坪與地被植物科研人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)研究方向。

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