外來物種豚草入侵的事故樹分析

文長

摘 要：為了減輕豚草入侵對農業的生產所帶來的經濟方面的損失以及對人類的健康所造成的危害等方面的問題，把豚草入侵作為一個生態事件，對豚草入侵生態系統的各種因素進行合理、有效的分析。豚草入侵時的土壤條件的適宜，豚草的花粉傳播授粉時候的空氣溫度低以及光照強度適中是其在我國大面積蔓延的3個主要的原因。本文提出了對于豚草入侵的生態預防的措施，這樣會對抑制豚草在我國進一步蔓延具有重要的意義。

關鍵詞：豚草入侵；外來物種；種群生態學；事故樹分析

中圖分類號：S451 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0158-02

1 外來物種入侵的概念以及豚草的說明

1.1 外來物種入侵

外來物種入侵指的是生物從原來生長的地方通過人為方法或者是自然途徑，如風或者是動物攜帶等方式入侵到一個新的生長環境，并對其入侵地農林畜牧漁業等物種的多樣性帶來破壞以及威脅人類的身體健康，對入侵地帶來經濟損失或者生態災難這樣一個過程。外來物種的入侵不但能威脅到當地生物的生存，還會致使海洋和淡水生態系統的退化。對豚草入侵機制的進一步的研究，能夠讓我們更加深入的了解豚草在入侵地的擴散機制，從而方便研究者預測其即將入侵的范圍，并發現其適應新環境這一過程中較為薄弱的環節，以便在這個基礎上為了進一步研究防治豚草入侵豚草做充分的準備。

1.2 有關豚草的介紹

豚草是屬于菊科類豚草屬，豚草是一種世界性的惡性雜草，主要分布在美國、加拿大且和匈牙利等很多國家。現在，我們國家豚草的種類有普通的豚草及三裂葉豚草。此外豚草不僅影響農業生產而且還會影響人類的身體健康，侵入農業后可以導致農作物的減產，并且會解放很多種對禾本科、第科等植物有抑制和排斥作用的化學感應物質。而且，豚草也是我國能危及人類的健康的3種外來入侵的物種之一，豚草的花粉中所包含的水溶性蛋白和人體接觸后容易造成過敏癥狀，這個也是秋季對花粉過敏癥（枯草熱癥）主要的致病原因。普通型豚草是在20世紀30年代傳播到我國的，其原產地主要是在北美洲。

2 豚草入侵事件的原因分析

豚草作為一個外來物種能夠快速的入侵新生地的原因主要有以下三點：①入侵地的生態環境滿足了其各個發育生長階段；②豚草種子的生命力非常強；③豚草種子的擴散途徑非常廣泛。如果把這三個原因當作中間事件，使用事故樹分析法對其分析，可以得出以下相關結論（見圖2）。

2.1 事故樹的最小部分

最小割集是致使發生頂上事件最低限度的一個基本事件的集合。頂上事件發生的可能性的大小可以用最小割集進行表示，一個最小割集代表一種可能性，最小割集的數量越多則表示發生頂上時建的概率越大。豚草入侵發生路徑的數量可以用最小割集進行表示，每組割集都是由不用的基本事件構成。在64組最小割集中不同類型的基本事件發生的頻率可以直接反應這個基本事件對豚草入侵過程的重要性。

通過最小割集和最小徑集之間的對偶性，可以制作出和事故樹想對偶的成功樹。把原來事故樹中的貨門變為與門、把與門變為或門。把每類事件的發生變為不發生，從而可以使用布爾代數這一方法算出原來事故樹最小的徑集，也就是成功樹的最小割集。成功樹與事故樹間的相關型，能通過最小徑集和割集間的對偶性制出來。

2.2 結果分析

通過豚草入侵的事故樹的徑集以及割集進行分析，最小徑集有4組，最小割集有64組，這說明了豚草入侵發生有64種可能的途徑，但是預防其入侵的途徑只有4種，由此可見，豚草入侵生態環境非常容易發生。經過多次研究發現，豚草在我國大面積的入侵主要有4個原因：①豚草的種子的數量較多且活力比較強，也具備很強的生長發育的能力，一旦周圍的環境不適合其，遇到不適合其生長的環境時豚草會利用自身的休眠特性進行二次休眠。在此特性條件下，種子能夠大范圍擴散，有利于與其他物種的競爭。②豚草能夠通過土壤條件使其入侵得到滿足。在種子發芽和生長階段，能夠利用生長環境中的濕度、pH值、氧氣以及水分和土層厚度等多種因素使其得到充分的營養，所以我國南部地區的耕作區域會較適合豚草的入侵。③影響傳播授粉的環境條件主要是濕度和光照條件。在我國南部，七月底到八月末的時期，空氣濕度和光照強度均適宜豚草傳播授粉這也促使了豚草在我國快速入侵的一個重要原因。④多年生植物替代這種方法的影響比較低。由于豚草是直根系植物，對成長條件需求比較高，例如肥力和土壤水分的需求，但是豚草入侵的農作物通常是禾谷類作物，根系并不發達，不能和豚草根系起到肥力和土壤水分的競爭作用，因此對豚草入侵起不到抑制的作用。近年來，利用人工手段對豚草的入侵的防治比較薄弱，因此導致多年生植物并沒有對豚草入侵起到抑制作用。

3 合理控制豚草入侵的方法

豚草是世界性的惡性雜草之一，控制其蔓延的方法主要有引進天敵、化學防除、植物替代以及人工拔除等。通過研究及分析，為了減緩豚草的入侵速度，可以采用有效的人為措施對自然生態系統進行干預，從以下三個防御途徑著手。

（1）應適當加大豚草入侵地區農田的翻耕深度，加深土壤翻耕的厚度并增加翻耕土壤的次數，從而深埋在土壤中散落的豚草種子，因為在土壤中深埋缺少陽光并且缺少氧氣從而抑制了豚草的發芽，破壞了豚草種子的發芽條件。豚草的種子具有非常強的發芽能力，曾經有學者研究表明豚草種子的發芽能力可以長達40年，如果不具備發芽條件則進入二次休眠。所以，深耕入侵地農田這一方法盡管不能完全控制其入侵農田作物，但是可以破壞其發芽的條件，增加其休眠的次數并減弱種子的發芽能力，降低種子的發芽率，以便達到輔助控制的目的。

（2）事故樹分析法清楚的表明了，導致豚草大肆入侵的另一個主要原因是由于植物替代作用比較低。豚草是一年生的喜光性植物，其生態地位比較低。多年生的草本植物的生態地位比較高，其地下根部系統也比較發達，能夠有效的占據地下空間、爭奪土壤肥力以及水分，從而達到削弱豚草對水分與氧氣汲取的目的，進一步抑制了豚草的正常繁殖與生長。所以，在豚草入侵較為嚴重的地區種植多年生的植物可以有效的控制豚草的入侵，也能夠保護當地的生態環境。采取植物替代這種方法在國外早已使用，可替代性植物如果能夠在該自然環境下正常存活就可以長期的防治豚草繁衍，而且還能夠改良土壤并保持水土平衡，進而提高該地區生態環境的質量。因此，植物替代是一種非常有效防除方法。

（3）通過引進豚草的天敵來阻止豚草的大肆入侵。豚草在我國大面積繁衍的原因有很多，缺少天敵就是其中一個非常重要的原因。入侵地的生物鏈上沒有或者缺少控制豚草入侵的天敵，這就導致豚草在我國大范圍進行快速的入侵并且破壞了當地的生態環境。豚草有很多天敵，豚草條紋葉甲就是其中一種，能夠很好的控制豚草的生長。豚草條紋葉甲具有很強的專食性，只吃多年生的豚草以及普通豚草。所以，我們可引進豚草的天敵，使入侵地的生態環境有所改變，從而增長對豚草入侵的免疫力與抵抗力，進而控制豚草在入侵地大量繁殖。

4 結 論

豚草的入侵已經威脅到我國的生態環境安全，一定要采取積極的應對措施，并加強防控。相關專家呼吁要盡快構建我國的生態安全的監控網絡，能夠全方的位預防外來豚草入侵，且盡力清楚豚草的入侵，并且要恢復已遭到破壞的生態環境。這篇文章嘗試著用事故樹分析法進行各個自然條件的分析，了解其入侵的機制，以便能夠有針對性地防治豚草入侵，并且能夠有效地降低生態系統的風險。但是對于豚草擴散的規律以及風險體系、與外來物種相關聯的生物安全法則等的建立還需進一步研究與發展。

參考文獻

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收稿日期：2018-3-6

作者簡介：文 長（1975-），男，漢族，大專，主要從事農業方面的工作。