刈割加遮蔭對(duì)互花米草生長(zhǎng)和存活的影響

摘要： 該研究比較了在5月份實(shí)施刈割加不同程度遮蔭處理后，互花米草地上部分和地下根莖6個(gè)月內(nèi)的生長(zhǎng)與死亡狀況。結(jié)果表明：（1）單純刈割處理在前2個(gè)月顯著降低互花米草株高和生物量等生長(zhǎng)指標(biāo)（P<0.05），隨后地上部分生長(zhǎng)和開(kāi)花特征逐漸恢復(fù)并接近對(duì)照水平；而地下根莖存活率一直呈下降趨勢(shì)；（2）刈割后加不同程度遮蔭處理均可以有效抑制互花米草的生長(zhǎng)并導(dǎo)致植株死亡，抑制效果顯著高于單純刈割的處理（P<0.05），且遮蔭程度越高抑制作用越明顯。（3）刈割后加1層遮蔭、2層遮蔭和3層遮蔭處理的平均透光率分別為15.27%、2.29%和0.31%，分別于11月份、7月份和7月份時(shí)導(dǎo)致互花米草地上部分全部死亡，至11月份時(shí)地下根莖存活率分別為3.68%、2.09%和1.70%，接近全部死亡。綜合考慮治理費(fèi)用、治理所需時(shí)間和治理效果，刈割后加1層遮蔭是經(jīng)濟(jì)、有效的控制互花米草的方法。

關(guān)鍵詞： 互花米草， 刈割加遮蔭， 生長(zhǎng)， 根莖存活率

中圖分類號(hào)： Q945

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

文章編號(hào)： 10003142（2017）03030305

Abstract： Spartina alterniflora， native to the Atlantic and Gulf coasts of North America， has invaded many estuaries and coasts of the world. Due to its welldeveloped rhizomes， seedlings usually emerged even the aboveground parts were cleared. So ensuring the death of rhizome is critical to control the weed. We examined the growth and survival rate of both aboveground parts and rhizome of S. alterniflora under only mowing and mowing+shading treatments in Guangxi Zhuang Autonomous Region， China. The results were as follows： （1） Plant height and biomass were significantly reduced at early stage after just mowing in May （P<0.05）， while all aboveground growth characters increased during the following six months and were closed to the control group in November （P>0.05）. However， rhizome survival rate showed contrary trend to the growth characters of aboveground parts. （2） Comparing to control and only mowing groups， the mowing+shading treatment restrained plant growth and resulted in death obviously. And the restraining effect was positively correlated with shading degree. （3） The light transmittances of mowing+single layer shading net， mowing+double layers shading net and mowing+triple layers shading net were 15.27%， 2.29% and 0.31% respectively， and rhizome survival rate were 3.68%， 2.09% and 1.70% in November respectively. Aboveground parts were all dead at November in mowing+single layer shading treatment， while they were all dead at July in mowing+double layers shading treatment and mowing+triple layers shading treatment. Considering the cost， lasting time and efficiency， we suggest that sowing plus singlelayer shading treatment could be an effective method of controlling S. alterniflora in Guangxi Zhuang Autonomous Region.

Key words： Spartina alterniflora， mowing plus shading， growth， rhizome survival rate

互花米草（Spartina alterniflora）入侵到世界很多地區(qū)的海岸帶上，不斷侵占土著生物群落的生境，威脅海濱濕地生態(tài)系統(tǒng)（鄧自發(fā)等， 2006； Li et al， 2009）。為減少該入侵植物的生態(tài)危害和防止其繼續(xù)蔓延，國(guó)內(nèi)外采用物理、化學(xué)和生物防治等方法對(duì)其加以管理和防控（Grevstad et al， 2003； Tang et al， 2009； Yuan et al， 2011； Chen et al， 2014）。其中，物理方法（如刈割、翻耕、碎根和水淹等）一般不會(huì)造成環(huán)境污染，對(duì)生物種類的影響也較小，成為治理互花米草的常用方法（袁琳等， 2008）。

互花米草是一種C4植物，對(duì)光照要求高，遮蔭可以顯著抑制其生長(zhǎng)。苗圃模擬實(shí)驗(yàn)表明，三層遮蔭網(wǎng)遮蔭處理1個(gè)月時(shí)互花米草實(shí)驗(yàn)植株全部死亡（谷興華等， 2010）。但在實(shí)踐中，互花米草植株堅(jiān)挺，野外利用遮蔭網(wǎng)進(jìn)行遮蔭會(huì)由于受臺(tái)風(fēng)和潮汐的影響而難以開(kāi)展，而把互花米草地上部分刈割后再進(jìn)行貼地遮蔭可以有效解決這一難題。研究表明，刈割加遮蔭的方法能夠顯著抑制互花米草地上部分的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和繁殖生長(zhǎng)（趙相健等， 2014）?；セ撞菥哂邪l(fā)達(dá)的地下根莖，在地上部分清除或死亡后，其地下根莖仍具有很強(qiáng)的萌發(fā)新植株的能力（Major et al， 2003； Gao et al， 2009）。因此，確定地下根莖的死亡對(duì)于互花米草的治理十分關(guān)鍵。目前，關(guān)于刈割加遮蔭處理對(duì)互花米草地下根莖存活率的影響尚缺乏研究，限制了該治理方法的實(shí)際應(yīng)用。

不同的遮蔭強(qiáng)度影響到互花米草的抑制效果、控制所需持續(xù)時(shí)間和費(fèi)用。本研究比較了刈割加不同程度遮蔭處理后，互花米草地上部分生長(zhǎng)特征和地下根莖存活率隨治理時(shí)間延長(zhǎng)的變化情況，探索合適的遮蔭強(qiáng)度和治理時(shí)間，為互花米草的控制提供經(jīng)濟(jì)、快速、有效的方法。

1研究地區(qū)與方法

1.1 研究區(qū)域概況

本研究在廣西北海市鐵山港區(qū)青山頭海灘（21°28'13″ N，109°27'31″ E）開(kāi)展，實(shí)驗(yàn)所在地地勢(shì)較為平坦，生長(zhǎng)著成片的互花米草和小面積的狗牙根（Cynodon dactylon）以及零星的秋茄（Kandilia candel），周邊未受互花米草入侵的潮間帶多為光灘。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

于2014年5月，在互花米草斑塊的中間位置，連續(xù)設(shè)置15個(gè)5 m × 5 m的樣方，進(jìn)行對(duì)照、單純刈割、刈割后加1層遮蔭網(wǎng)、刈割后加2層遮蔭網(wǎng)和刈割后加3層遮蔭網(wǎng)等5種處理，每種處理3個(gè)重復(fù)。除對(duì)照組外，其它4種處理在5月份首先對(duì)樣方內(nèi)所有的互花米草進(jìn)行人工刈割，刈割時(shí)保證留茬盡可能低，以方便遮蔭網(wǎng)的貼地覆蓋；刈割后不同遮蔭處理組在互花米草刈割后，分別用1層、2層和3層遮蔭網(wǎng)進(jìn)行貼地覆蓋，遮蔭網(wǎng)拉緊后固定在插入沙灘的竹竿上。

分別于2014年5月下旬、7月中旬、9月中旬和11月中旬，在每個(gè)樣方中隨機(jī)設(shè)置3個(gè)0.5 m × 0.5 m的小樣方，即每次測(cè)量時(shí)設(shè)置45個(gè)小樣方，下月份設(shè)置時(shí)避開(kāi)上次采集過(guò)的小樣方；收割小樣方內(nèi)互花米草地上部分，統(tǒng)計(jì)小樣方內(nèi)互花米草的株數(shù)、開(kāi)花株數(shù)和幼苗數(shù)，稱量樣方內(nèi)的地上部分鮮重；從中隨機(jī)選取10株個(gè)體（不足10株的全選），測(cè)量每株的株高、基莖、地上鮮重，實(shí)驗(yàn)室烘箱內(nèi)85 ℃下烘48 h后測(cè)量每株干重，根據(jù)鮮重和干重比例計(jì)算樣方地上生物量。土鉆法挖取各小樣方地下20 cm深的土壤根莖，海水沖掉泥沙后分辨死根莖和活根莖（譚芳林等， 2010），并帶回實(shí)驗(yàn)室烘干后稱干重；計(jì)算根莖存活率即活根莖干重/（活根莖干重+死根莖干重）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

為檢驗(yàn)不同處理間互花米草各指標(biāo)的差異，經(jīng)過(guò)方差齊性（Levene’s test）檢驗(yàn)后，采用單因素方差分析（oneway ANOVA）對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。方差分析F檢驗(yàn)顯著（P<0.05）時(shí)，采用LSD進(jìn)行多重比較分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同遮蔭層數(shù)的透光率比較

遮蔭處理的6個(gè)月內(nèi)，1層遮蔭、2層遮蔭和3層遮蔭的透光率均值分別為15.27%、2.29%和0.31%；各月份時(shí)，1層遮蔭透光率極顯著大于2層遮蔭，2層遮蔭極顯著大于3層遮蔭（P<0.01，圖1）。1層遮蔭的5月份透光率顯著高于其它3個(gè)月份（P<0.05），可能與后期遮蔭網(wǎng)粘附泥沙導(dǎo)致透光率下降有關(guān)；而2層遮蔭和3層遮蔭透光率均很低，在各測(cè)量月份間差異均不顯著（P>0.05，圖1）。

圖 1各觀測(cè)月份時(shí)不同程度遮蔭處理的透光率

數(shù)值為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差；相同月份內(nèi)不同小寫字母表示此月份時(shí)不同遮蔭處理間透光率差異極顯著（P<0.01）；相同處理內(nèi)不同大寫字母表示該處理在不同月份間透光率差異顯著（P<0.05）。

Fig. 1Light transmittance of different treatments in different months

Value is x± s. For each month， different lowercase letters mean significant differences among treatments （P<0.01）； For each treatment， different capital letters indicate significant differences among months （P<0.05）.

2.2 刈割后不同遮蔭處理對(duì)互花米草地上部分生長(zhǎng)特征的影響

7月、9月和11月各測(cè)量時(shí)期，單純刈割和刈割后加不同程度遮蔭均顯著降低了互花米草的植株數(shù)量（P<0.05，圖2：A）；至7月中旬，刈割加2層遮蔭和3層遮蔭處理的互花米草地上部分已全部消失；至11月中旬，刈割加1層遮蔭處理的互花米草地上部分全部消失。

各測(cè)量時(shí)期，單純刈割和刈割后加不同程度遮蔭均顯著降低了互花米草的株高和樣方生物量，且刈割后加各種遮蔭處理的降低效果顯著高于單純刈割（P<0.05，圖2：B，E）。與對(duì)照相比，單純刈割對(duì)基莖的影響不顯著（P>0.05），而刈割后加各種遮蔭 （除9月份時(shí)1層遮蔭以外） 在不同月份均顯著降低互花米草的基徑（P<0.05，圖2：C）。與對(duì)照相比，單純刈割 （除9月份外） 和刈割后加各種遮蔭均顯著降低互花米草單株地上生物量（P<0.05，圖2：D）。

7月份，對(duì)照出現(xiàn)開(kāi)花植株，而各處理均未出現(xiàn)開(kāi)花植株；9月份，單純刈割處理的開(kāi)花植株比例顯著高于對(duì)照和其他處理；11月份，單純刈割和對(duì)照的開(kāi)花植株比例相似（P>0.05，圖2：F）。

2.3 不同時(shí)間段各處理對(duì)互花米草地下根莖的影響

與對(duì)照相比，在各觀測(cè)時(shí)期，不同處理對(duì)地下根莖總生物量影響不顯著（P>0.05）。但在各觀測(cè)時(shí)期，單純刈割和刈割后加不同程度遮蔭處理均顯著降低了根莖存活率，且刈割后加不同程度遮蔭處理的根莖存活率均顯著低于單純刈割處理的根莖存活率（7月時(shí)1層遮蔭除外；P<0.05：圖3）。刈割后加不同程度遮蔭處理中，根莖存活率從7-11月呈現(xiàn)逐漸顯著降低的趨勢(shì)，即刈割后遮蔭對(duì)于根莖存活的抑制作用一直存在，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，根系死亡比例越來(lái)越高；11月觀測(cè)（處理持續(xù)6個(gè)月）時(shí)，刈割后加1層、2層和3層遮蔭處理下根莖存活比例分別為3.68%、2.09%和1.70%。

3討論

刈割可以快速去除互花米草地上部分，是常用物理防治手段之一（Li Zhang， 2008）。本研究中，5月份刈割處理在隨后兩個(gè)月內(nèi)顯著降低了互花米草的株數(shù)、株高、基莖和地上生物量，推遲了植株開(kāi)花的時(shí)間；但隨著治理時(shí)間的延長(zhǎng)，刈割的影響效果逐漸減弱，株數(shù)、株高、基莖、地上生物量、開(kāi)花植株比例逐漸升高，至11月時(shí)基莖和開(kāi)花植株比例已類似對(duì)照水平。此結(jié)果表明了單一的刈割僅能起到短期控制效果，與An et al（2007）和Tang et al（2009）的研究結(jié)果一致。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，與地上部分生長(zhǎng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)相反，5月份刈割后互花米草根莖存活比例隨治理時(shí)間延長(zhǎng)呈先下降后穩(wěn)定的趨勢(shì)。以往關(guān)于刈割的研究多關(guān)注地上部分，對(duì)地下根莖變化的研究還較少。

互花米草具有發(fā)達(dá)的根狀莖和極強(qiáng)的萌蘗能力（鄧自發(fā)等， 2006），而灘涂的環(huán)境導(dǎo)致互花米草地下根莖的挖除十分困難，嚴(yán)重影響了很多控制方法的實(shí)際治理效果。采取兩種或多種方法進(jìn)行綜合控制，可以相互彌補(bǔ)彼此的不足，極大地提高治理效果（袁琳等， 2008； 李倩倩和王一冠， 2011； Yuan et al， 2011）。本研究結(jié)果表明， 刈割后加不同程度遮蔭處理均可有效抑制互花米草地上部分的生長(zhǎng)和導(dǎo)致地下根莖的死亡，且遮蔭程度越高，越能在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)互花米草地上留茬腐爛消失和地下根莖的死亡。實(shí)驗(yàn)處理6個(gè)月時(shí)，刈割后加3種程度的遮蔭處理下地下根莖均已接近全部死亡。谷興華等（2010）通過(guò)苗圃模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1、2、3層遮蔭網(wǎng)處理的光輻射強(qiáng)度分別為65.8%、32.5%和15.2%，1層和2層遮蔭網(wǎng)處理下互花米草生長(zhǎng)受到抑制，但植株仍存活，而3層遮蔭網(wǎng)時(shí)實(shí)驗(yàn)植株全部死亡。本研究中，1層遮蔭網(wǎng)（透光率15.3）時(shí)亦能至互花米草地上部分全部死亡，推測(cè)15%左右的透光率可能是遮蔭處理互花米草時(shí)的關(guān)鍵指標(biāo)，但仍然需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

外來(lái)入侵物種通常需要多次反復(fù)治理才能達(dá)到理想效果，導(dǎo)致治理花費(fèi)十分昂貴，大大限制了治理工程的開(kāi)展和實(shí)施（Tang et al， 2010），降低治理成本也是研究各種治理方法時(shí)必須考慮的問(wèn)題。本研究中，刈割加遮蔭的一次性處理即可導(dǎo)致互花米草地上部分的消失和地下根莖的死亡，遮蔭層數(shù)越多，治理效果越好、治理所需時(shí)間越短，但費(fèi)用也隨著增加。綜合考慮治理費(fèi)用、治理所需時(shí)間和治理效果，建議采用刈割后加1層遮蔭 （遮光率在85%以上）的方法治理互花米草。同時(shí)該方法可作為海岸本土植被恢復(fù)工程的前期基礎(chǔ)，即刈割加遮蔭處理的第2年在遮蔭網(wǎng)上劃開(kāi)洞穴種植紅樹(shù)等本土植物，逐

步恢復(fù)海灘植被，避免互花米草的再次入侵。

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