印加孔雀草入侵生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及其管理措施

張瑞海， 張國(guó)良， 宋 振， 王忠輝， 付衛(wèi)東

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081

印加孔雀草TagetesminutaL.屬菊科Asteraceae萬壽菊屬Tagetes，一年生草本植物，原產(chǎn)南美洲，植株高大，最高可達(dá)2.5 m，具有濃烈的芳香性氣味，2006年我國(guó)臺(tái)灣發(fā)現(xiàn)有印加孔雀草歸化，近年來已在北京、河北、山東、西藏等多地發(fā)現(xiàn)定植，其種群呈現(xiàn)快速擴(kuò)散趨勢(shì)，大面積入侵危害潛在風(fēng)險(xiǎn)增高，已引起各級(jí)農(nóng)業(yè)部門的高度重視。本文對(duì)印加孔雀草的分布、危害情況及生物學(xué)特性進(jìn)行調(diào)查與分析，建立合適的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，通過定量分析的辦法確定印加孔雀草危險(xiǎn)級(jí)別，為印加孔雀草的檢疫決策及防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 定性分析

1.1 印加孔雀草起源與分布

1.1.1 起源及境外分布 印加孔雀草原產(chǎn)于南美洲南部溫帶草原和山區(qū)，包括阿根廷、智利、玻利維亞、秘魯和巴拉圭等國(guó)，目前廣泛分布于北美洲(美國(guó))、歐洲(西班牙、法國(guó)、葡萄牙、瑞士)、亞洲(日本、印度、中國(guó))、非洲(南非、肯尼亞、安哥拉、突尼斯、也門、馬達(dá)加斯加)、大洋洲(澳大利亞)等世界20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)(許敏和扎西次仁，2015； 張勁林等，2014； Naqinzhad & Mehrvarz，2007； Sadiaetal.，2013； Singh & Kaul，2003； Wang & Chen，2006； Wanjala & Wanzala，2016)。

1.1.2 傳入途徑及國(guó)內(nèi)分布 印加孔雀草傳入我國(guó)的途徑尚不清晰，專家推測(cè)可能是隨境外引入的花卉種苗帶入。1990年10月首次在北京植物園發(fā)現(xiàn)(賀士元，1992)，2006在臺(tái)灣臺(tái)中市的中部高山地區(qū)發(fā)現(xiàn)印加孔雀草歸化種(Wang & Chen,2006)，2009年在西藏林芝采集到印加孔雀草標(biāo)本(許敏和扎西次仁，2015)，2011年在北京昌平回龍觀、興壽鎮(zhèn)蘋果園、公路邊發(fā)現(xiàn)大面積種群(張勁林等，2014)，2013年在江蘇連云港后云臺(tái)山下發(fā)現(xiàn)該物種(董振國(guó)等，2013)。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前在河北石家莊、山東濟(jì)南與青島等地發(fā)現(xiàn)大面積的印加孔雀草自然定植種群，并呈現(xiàn)種群暴發(fā)擴(kuò)張為害趨勢(shì)。

1.1.3 分布生境 印加孔雀草適應(yīng)性廣，入侵生境多樣，易在公路沿線、房前屋后、撂荒地、溝渠兩岸、農(nóng)田、果園、林地、路邊、田埂甚至綠化地帶等發(fā)生。

1.2 印加孔雀草入侵生態(tài)學(xué)

1.2.1 繁殖及傳播能力 印加孔雀草單株種子產(chǎn)量與株高、分枝數(shù)相關(guān)，單株種子量一般為6000～9000粒，最高達(dá)29000多粒(Hulina,2008)。印加孔雀草頭狀花序密集，在莖頂排列成傘房花序，種子為瘦果，呈黑色，線性，長(zhǎng)6～7 mm，具白伏毛；冠毛有1或2個(gè)3 m的剛毛，3或4個(gè)1 mm的鱗片，頂端有纖毛，易擴(kuò)散傳播(張勁林等，2014)。研究發(fā)現(xiàn)，印加孔雀草種子主要通過風(fēng)力、水流、交通工具、動(dòng)物及人類活動(dòng)進(jìn)行中遠(yuǎn)距離傳播。

1.2.2 種子休眠特性 印加孔雀草種子沒有休眠特性，自然條件下當(dāng)年成熟種子萌發(fā)率可達(dá)64%，次年種子萌發(fā)率22%，種子在土表萌發(fā)率低，受擾動(dòng)土壤種子萌發(fā)率高(Green，1963)。但據(jù)筆者觀察，國(guó)內(nèi)不同地區(qū)的印加孔雀草種子萌發(fā)率有較大差異，具體原因未知。

1.2.3 種子萌發(fā)能力 研究發(fā)現(xiàn)，印加孔雀草種子在溫室內(nèi)25 ℃、100%光照下，種子萌發(fā)率7 d內(nèi)可達(dá)到100%。種子在低于10 ℃或高于35 ℃不能萌發(fā)，印加孔雀草種子具有明顯的熱抑制效應(yīng)。在光照或黑暗中，種子在35 ℃下持續(xù)4 d沒有萌發(fā)跡象，但轉(zhuǎn)移至25 ℃、100%光照條件后，這些種子在24 h內(nèi)發(fā)芽。在25 ℃下用赤霉素GA3和GA4+7處理種子，可加速種子發(fā)芽(Drewes & Staden,1990； Forsyth & Staden,1983)。

1.2.4 抗逆能力 印加孔雀草耐干旱、鹽堿、瘠薄，其成功入侵與其對(duì)異質(zhì)生境較強(qiáng)的適應(yīng)能力和對(duì)人為干擾較強(qiáng)耐受能力密切相關(guān)(Hulina,2008)。

1.3 印加孔雀草危害性

1.3.1 經(jīng)濟(jì)影響 研究表明，印加孔雀草中含有多種精油成份，且具有較強(qiáng)的化感作用，對(duì)作物種子萌發(fā)和生長(zhǎng)發(fā)育有很強(qiáng)的的抑制作用，當(dāng)這些物質(zhì)被釋放至土壤后，所有試驗(yàn)植物的生長(zhǎng)速率和干物質(zhì)都相應(yīng)減少(Arora，2015； Aroraetal.，2016； Kil & Shim，2006； Lópezetal.，2008)。印加孔雀草具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，能入侵農(nóng)田與作物爭(zhēng)奪生存空間、陽光、水分、養(yǎng)分，造成農(nóng)作物減產(chǎn)。

1.3.2 對(duì)生態(tài)的影響 由于印加孔雀草化感作用強(qiáng)，其化感物質(zhì)被釋放到自然生態(tài)系統(tǒng)后，能顯著影響周圍植物的萌發(fā)、生長(zhǎng)、葉綠素含量和呼吸能力，排擠本土植物，侵占本土植物生境，造成植物群落單一化，群落穩(wěn)定性差(Arora，2015)。

1.3.3 檢疫難易程度 交通的快捷化、農(nóng)畜產(chǎn)品和種子種苗調(diào)運(yùn)便捷化，為開展產(chǎn)地檢疫，防止印加孔雀草植物活體、種子、干枯花蕾擴(kuò)散傳播帶來巨大挑戰(zhàn)。且萬壽菊屬各種之間的差異不大，形態(tài)鑒定有一定困難，而目前的鑒定手段又主要集中在形態(tài)鑒定，增加了鑒定的不確定因素。

1.3.4 防治難易程度 對(duì)印加孔雀草的防治目前僅依賴物理和化學(xué)防治，防治成本較高且對(duì)環(huán)境影響大。因此，研制新型環(huán)保除草劑、利用天敵和綜合防治成為首選。

物理防治：在種子未成熟之前迅速鏟除，消滅印加孔雀草的有效種源，并將根莖集中燒毀，嚴(yán)格控制帶有殘莖的土壤異地人為傳播。一般用鋤頭深挖，確保根系全部出土，然后用塑料袋密封包裝，運(yùn)輸?shù)桨踩貛窀桑賹⒏刹葸\(yùn)到指定垃圾場(chǎng)燒毀，以防擴(kuò)散蔓延。

化學(xué)防治：在非農(nóng)田地防治時(shí)，可用二甲四氯鈉鹽水劑、草甘膦水劑靶標(biāo)噴霧；在農(nóng)田周邊包括果園、牧場(chǎng)等防治時(shí)，可用氨氯吡啶酸防除。

農(nóng)業(yè)防治：印加孔雀草的發(fā)生和其周圍的生態(tài)環(huán)境有一定的關(guān)系，其覆蓋度和有效管理時(shí)間長(zhǎng)短一致。長(zhǎng)時(shí)間不管理的地塊，印加孔雀草生長(zhǎng)茂盛，密度高，危害級(jí)別也越高；相反，苗圃、果園等地由于采取了各種栽培措施，水肥管理好，外加人工物理化學(xué)除草，印加孔雀草則發(fā)生輕或沒有發(fā)生。

1.4 利用價(jià)值

國(guó)際上如南非、印度等國(guó)開發(fā)利用印加孔雀草作為植物源殺蟲滅菌和趨避劑(Wanjala & Wanzala，2016)。印加孔雀草特有的揮發(fā)油氣味，富含多種次生化合物，包括無環(huán)、單環(huán)和雙環(huán)單萜、倍半萜、類黃酮、噻吩和芳香族化合物，能有效抑制多種生物體，包括真菌、細(xì)菌、線蟲等(Hethelyietal.，1986)。測(cè)試表明，印加孔雀草精油對(duì)革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的抑制作用分別達(dá)100%、95%和100%(Senatoreetal.，2004)。印加孔雀草對(duì)病蟲害有天然的抵制能力，尤其對(duì)螨類和根結(jié)線蟲等害蟲有強(qiáng)烈的趨避作用，其具有的惡臭氣味，使得食草動(dòng)物也不喜食(Massuhetal.，2017)。

2 定量分析

參照相關(guān)外來物種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法(丁暉等，2006； 張國(guó)良等，2018)，提出印加孔雀草風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系和判斷標(biāo)準(zhǔn)，該指標(biāo)體系準(zhǔn)則層包括入侵性、適應(yīng)性、擴(kuò)散性和危害性，指標(biāo)層有17個(gè)指標(biāo)和32個(gè)問題，并給出了各指標(biāo)參數(shù)的數(shù)量化依據(jù)(表1)。每個(gè)參數(shù)賦值的高低，反映了這個(gè)參數(shù)的不同風(fēng)險(xiǎn)程度以及引起入侵可能性的大小。設(shè)定印加孔雀草風(fēng)險(xiǎn)R為100，其中R1賦值40，R2賦值15，R3賦值20，R4賦值25。按R=R1×0.4+R2×0.15+R3×0.20+R4×0.25計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值，確定危險(xiǎn)級(jí)別。若R>61，該應(yīng)禁止引入；若29.5

通過計(jì)算得出，R=80>61，表明印加孔雀草是具有危害性和侵入性的物種，因此，其為嚴(yán)格禁止引入植物。由于該物種已經(jīng)傳入我國(guó)，但發(fā)生面積較小，故應(yīng)采取必要的應(yīng)急措施，開展檢疫、監(jiān)測(cè)和滅除行動(dòng)，防止傳入我國(guó)還沒有發(fā)生的地區(qū)。

表1 印加孔雀草風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)值Table 1 Risk assessment indicator values of T. minuta

續(xù)表1

準(zhǔn)則層Criteria layer (Ri)指標(biāo)層Index layer (Rij)指標(biāo)的屬性和參數(shù)Attribute and parameter of index判斷標(biāo)準(zhǔn)及賦值 Criterion and assignmentABCD取值范圍Data range環(huán)境條件Environmental condition (R22)Q13. 生存環(huán)境條件Living environment conditions9分布生境特點(diǎn)Distributed habitat characteristics (R23)Q14. 生境類型多樣性Habitat type diversity11耐逆性Stress tolerance (R24)Q15. 耐逆性Stress tolerance22天敵分布情況Distribution of natural enemies (R25)Q16. 天敵分布情況Distribution of natural enemies18擴(kuò)散性Diffusivity (R3)生活史Life history (R31)Q17. 生活周期Life cycle8R3=65繁殖能力Reproductive capacity (R32)Q18. 傳粉受精方式Pollination and fertilization method4Q19. 種子數(shù)量The number of seeds 12Q20. 繁殖體休眠特性Propagation characteristics7Q21. 成苗率大小Seedling rate12遺傳特性Genetic characteristics (R33)Q22. 遺傳穩(wěn)定性Genetic stability8Q23. 雜交可能性Hybrid possibility14危害性Harmfulness (R4)經(jīng)濟(jì)危害Economic hazard (R41)Q24. 危害作物的類別Category of hazardous crops11R4=84Q25. 危害作物的面積Area of hazardous crops11Q26. 對(duì)產(chǎn)量品質(zhì)的影響Effect on yield quality14Q27. 增加生產(chǎn)成本Increase production costs5生態(tài)環(huán)境影響Ecological environment impact (R42)Q28. 傳帶其他有害生物Carrying other pests3Q29. 對(duì)多樣性的影響Impact on diversity10Q30. 對(duì)生態(tài)平衡的影響Impact on ecological balance10Q31. 對(duì)水體、土壤影響Impact on water and soil8人類健康重要性Human health importance (R43)Q32. 對(duì)社會(huì)的危害程度Degree of harm to society12

3 討論與建議

目前，對(duì)有害生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法主要采取定性分析為主，然而，對(duì)各種影響風(fēng)險(xiǎn)因素的定量化卻是風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)工作。只有通過定量化，才能使不同種類和類型的風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果具有可比性，最終為檢疫決策提供更確切的科學(xué)依據(jù)(張國(guó)良等，2018)。本文通過定量分析的辦法將印加孔雀草歸屬于具有危害性和侵入性的物種，為防止其進(jìn)一步擴(kuò)散，建議相關(guān)管理部門采取如下措施加強(qiáng)管理。

(1)加強(qiáng)宣傳培訓(xùn)。引導(dǎo)媒體正確報(bào)道印加孔雀草發(fā)生及控制情況，防止炒作，避免失實(shí)報(bào)道。在印加孔雀草發(fā)生區(qū)，強(qiáng)化對(duì)農(nóng)技人員的技術(shù)培訓(xùn)，掌握正確識(shí)別、監(jiān)測(cè)和防控的技術(shù)要點(diǎn)。進(jìn)行科普宣傳，提高公眾的防控意識(shí)。

(2)加強(qiáng)檢疫和監(jiān)測(cè)。加強(qiáng)對(duì)農(nóng)畜產(chǎn)品、種子種苗、農(nóng)機(jī)具和交通運(yùn)輸工具的檢疫。對(duì)印加孔雀草適宜生存定殖的區(qū)域開展全面普查和重點(diǎn)監(jiān)測(cè),對(duì)機(jī)場(chǎng)、碼頭、車站、停車場(chǎng)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、廠礦、農(nóng)舍、庭院、街道周邊及主要交通干線兩旁區(qū)域、有外運(yùn)產(chǎn)品的生產(chǎn)單位以及物流集散地全面清查，對(duì)印加孔雀草發(fā)生的村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣(市)、區(qū)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，建立早期監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)點(diǎn)。

(3)采取應(yīng)急處置措施。對(duì)低密度、零星發(fā)生區(qū)采用人工或機(jī)械措施清除；對(duì)成片發(fā)生區(qū)域可采用先人工或機(jī)械割除，再分步施藥，最終滅除的方法，推薦使用草甘膦水劑、氨氯吡啶酸、二甲四氯鈉鹽等除草劑。在印加孔雀草幼苗期(2～9片葉)可直接進(jìn)行化學(xué)藥劑噴霧，成苗(開花期)可先人工或機(jī)械割除地上部分，再施用滅生性化學(xué)除草劑。