廣東湛江劍麻園雨季雜草群落多樣性分析

楊青青+范志偉+習金根+譚施北+鄭金龍+梁艷瓊+賀春萍+鄭肖蘭+吳偉懷+李銳+汪涵+易克賢

摘 要 雨季是劍麻園內雜草生長的高峰期，為了揭示劍麻園雨季雜草的群落多樣性規(guī)律，找出劍麻園雨季雜草的優(yōu)勢種群，為劍麻園雜草綜合治理提供理論依據(jù)。本研究選擇在雨季對廣東湛江的一個劍麻園進行雜草調查，運用群落生態(tài)學的方法分析雜草的多樣性。結果顯示：劍麻園的雜草有7科12屬12種，主要的雜草為菊科（占比50%）。唇形科、豆科、防已科、海金沙科、蓼科、禾本科都是單屬單種出現(xiàn)，每個科占比8.3%。鬼針草（Bidens pilosa）、飛機草（Eupatorium odoratum）和含羞草（Mimosa pudica）是劍麻園雨季雜草中的優(yōu)勢種，重要值分別為36.83%、17.73%、12.29%。鬼針草是最主要的優(yōu)勢種，其蓋度達到52.22%。薇甘菊（Mikania micrantha）的重要值不大（4.34%），但其危害嚴重。劍麻園雨季雜草的群落多樣性水平較低，各雜草物種均勻交錯分布。建議在劍麻田間管理時，應考慮到雜草群落多樣性的保護，控制劍麻園生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，防止個別優(yōu)勢種的暴發(fā)而對劍麻產(chǎn)生嚴重危害。

關鍵詞 劍麻 ；群落 ；多樣性 ；雜草 ；雨季

中圖分類號 S563.8 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.06.012

Diversity Analysis of Weed Communities in Agave sisalana Plantations

in Rainy Season in Guangdong

YANG Qingqing1，2） FAN Zhiwei1） XI Jingen1） TAN Shibei1） ZHENG Jinlong1）

LIANG Yanqiong1） HE Chunping1） ZHENG Xiaolan1） WU Weihuai1）

LI Rui1） WANG Han1） YI Kexian1）

（1 Environmental and Plant Protection Institute， CATAS， Haikou， Hainan 571101；

2 Hainan Research Institute of Forestry Science， Haikou， Hainan 571100）

Abstract Rainy season is the peak period of weed growth in plantations of sisal （Agave sisalana）. In order to reveal the law of weed community diversity in sisal plantations to find out the dominant populations of the weeds to provide basis for the control of weeds in sisal plantations in rainy season， a survey was made of weeds in the sisal plantations in Zhanjiang， Guangdong Province， and the diversity of the weeds were analyzed by means of community ecology. The results showed that the weeds in the sisal plantations belonged to 7 families， 12 genera and 12 species， with the main weeds belonging to the family Compositae （50%）. Labiatae， Leguminosae， Menispermaceae， lygodiaceae， Polygonaceae and Gramineae had one genus and one species and each family accounted for 8.3%. Bidens pilosa， Eupatorium odoratum and Mimosa pudica were the dominant species in the sisal plantation in rainy seasons， and their importance values were 36.83%， 17.73% and 12.29%， respectively. Bidens pilosa was the primary dominant species， and its coverage rate reached 52.22%. The importance value of micrantha mikania （4.34%） was not high， but the damages caused by this weed was serious. The weeds in the sisal plantations had a low level of community diversity in rainy season and their species were distributed in a staggered way. It is suggested to give more considerations to the protection of the diversity of weed communities in the sisal plantation during the field maintenance to control the stability of the eco-system in the sisal plantation to prevent the outbreak of individual weed species from damages to sisal plants.

Keywords Agave sisalana ； community ； diversity ； weed ； rainy season

劍麻（Agave sisalana）屬于石蒜科龍舌蘭屬，是多年生常綠植物[1]。劍麻為世界有名的纖維植物，所含硬質纖維品質最為優(yōu)良，具有堅韌、耐腐、耐堿、拉力大等特點，供制海上艦船繩纜、機器皮帶、各種帆布、人造絲、高級紙、魚網(wǎng)、麻袋、繩索等原料；植株含甾體皂苷元，又是制藥工業(yè)的重要原料。市場對劍麻的需求推動了劍麻在我國華南地區(qū)大面積推廣種植。然而，每年的雨季，雨熱同期，促使劍麻園雜草快速繁殖與生長，與劍麻爭奪養(yǎng)分、空間等資源，制約了劍麻的生長。因此，草害是劍麻生產(chǎn)上迫切需要解決的問題。

群落多樣性（community diversity）是指群落中包含的物種數(shù)目和個體在種間的分布特征[2]。實際上群落多樣性是物種水平上的生物多樣性的研究。了解劍麻園雜草的群落多樣性，有助于找到準確治理雜草的方法。目前，國內學者已經(jīng)對劍麻園雜草的種類作了初步研究[3-5]，但是對劍麻園雜草的群落多樣性研究還不足。鑒于此，本研究選擇在雨季對廣東湛江的一個劍麻園進行雜草調查，運用群落生態(tài)學的方法分析雜草的多樣性，以期揭示劍麻園雨季雜草的群落多樣性規(guī)律，找出劍麻園雨季雜草的優(yōu)勢種群，為劍麻園雜草綜合治理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地位于廣東省湛江市廉江市東升農場，地處廣東省廉江市西北部，地理坐標為21°30′N，109°56′E。亞濕潤季風氣候，夏長冬暖，雨熱同季，降水分布不均勻，干濕季明顯，冬季寒潮入侵，偶有嚴寒，夏秋期間，臺風、暴雨頻繁。年平均氣溫22.3℃～23.9℃，≥10℃的年積溫達8 180 h以上，熱量資源豐富。劍麻品種為H.11648，面積約1 hm2。種植時間為2006年，現(xiàn)處于衰老期。2015年9月噴灑1次除草劑，之后劍麻園無植保管理措施，每個月噴灑1次豬糞沼液。本研究在2016年8月份的雨季開展雜草調查。

1.2 方法

1.2.1 樣方設置與調查方法

在研究區(qū)域內，隨機選擇3個20 m×20 m的樣地，每個樣地的對角線處設置3個2 m×2 m的樣方，記錄植物名稱、數(shù)量、蓋度、高度、生長型。

1.2.2 科、屬、種統(tǒng)計

分別對樣方內所有物種的科、屬、種數(shù)進行統(tǒng)計分析。

1.2.3 物種重要值分析

物種重要值（Important value，IV）的公式為：

IV（灌木、草本）=[相對蓋度（%）+相對高度（%）]/2

式中：相對蓋度=某個種的蓋度/所有種的蓋度之和；相對高度=某個種的平均高度/所有種的平均高度之和。

1.2.4 群落多樣性分析

本研究采用Margalef物種豐富度指數(shù)（R）、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）、Pielou均勻度指數(shù)（J）、Simpson指數(shù)（E）表征劍麻園雜草群落多樣性基本特征。各指數(shù)的計算公式如下[6]：

2 結果與分析

2.1 劍麻園雨季雜草的種屬組成分析

根據(jù)調查研究，劍麻園的雜草有7科12屬12種，主要的雜草為菊科。菊科的雜草有6個屬，占比50%，每個屬有一個種。還有唇形科、豆科、防已科、海金沙科、蓼科、禾本科，這些科都是單屬單種出現(xiàn)，每個科占比8.3%，詳見表1。由此可見，劍麻園最主要的草害是菊科的雜草。

2.2 劍麻園雨季雜草的重要值及優(yōu)勢種分析

對劍麻園每個雜草物種的重要值進行了統(tǒng)計分析，結果見表2。鬼針草（Bidens pilosa）、飛機草（Eupatorium odoratum）和含羞草（Mimosa pudica）是劍麻園雨季雜草中的優(yōu)勢種，重要值分別為36.83%、17.73%、12.29%。鬼針草的蓋度達到52.22%，其原因是鬼針草喜好劍麻園疏松肥沃、富含腐殖質的土壤環(huán)境。薇甘菊（Mikania micrantha）的重要值不大（4.34%），不占優(yōu)勢地位，但這是一種具有超強繁殖能力的喜歡攀援的藤本植物，攀上劍麻之后，能迅速形成整株覆蓋之勢，并能分泌毒汁，抑制劍麻生長。全部覆蓋劍麻植株后，因光合作用受到破壞而使劍麻窒息死亡。糞箕篤（Stephania longa）也是藤本植物，與薇甘菊相比，它的危害性小，因為它的藤條長度較短，其蓋度小于薇甘菊的蓋度。整體上，劍麻園地被雜草覆蓋率高，一半以上的土地被鬼針草覆蓋。

2.3 劍麻園雨季雜草的群落多樣性分析

群落多樣性分析顯示（圖2）。從物種豐富度來看，劍麻園雜草有12種，雨季雜草豐富度指數(shù)為1.92。從物種多樣性來看，香農指數(shù)為2.00，說明劍麻園雜草的群落多樣性水平較低，群落結構相對簡單。從衡量群落物種優(yōu)勢集中性的優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)來看，優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)分別為0.44和0.80，說明劍麻園雜草的群落偏向于均勻分布。綜合來看，劍麻園雨季雜草的群落多樣性水平較低，各雜草物種均勻交錯分布。

3 討論與結論

農田雜草的優(yōu)勢種一直是研究的重點。研究發(fā)現(xiàn)，廣東湛江劍麻園雨季菊科雜草占了所有種類的50%，有學者[5，7]對茶園雜草的研究也出現(xiàn)以菊科為優(yōu)勢種的結果，這是因為菊科的優(yōu)勢種均為繁殖能力強且生態(tài)幅大、 耐旱耐瘠、 適應熱帶氣候的植物，在生活史對策演替學說中屬于R對策生物，它們在整個劍麻園內積累了充足的種子庫，使其能一直在每個周年演替中占據(jù)優(yōu)勢，如鬼針草（Bidens pilosa）、飛機草（Eupatorium odoratum）。一般地，禾本科雜草也比較常見[8-9]，但本研究出現(xiàn)的禾本科雜草只有雀稗（Paspalum thunbergii），說明禾本科雜草對養(yǎng)分、光照等資源的爭奪能力不如菊科。個別惡性雜草值得關注，薇甘菊（Mikania micrantha）在劍麻園中不占優(yōu)勢地位，但其危害嚴重，攀爬上劍麻之后，能迅速形成整株覆蓋之勢，并能分泌毒汁，抑制劍麻生長。全部覆蓋劍麻植株后，因光合作用受到破壞而使劍麻窒息死亡。因此，在劍麻園發(fā)現(xiàn)薇甘菊應該在其尚未開花時給予人工清除。

生物多樣性是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康指標之一[8]。本研究顯示，劍麻園雜草的群落多樣性水平較低，群落結構相對簡單，說明劍麻園雜草物種單一，個別優(yōu)勢種呈現(xiàn)爆發(fā)式生長，與劍麻爭奪有限的空間、養(yǎng)分資源。雜草群落的多樣性主要與耕作施肥及栽培方式的變化、單一除草劑的長期使用、農田氣候的穩(wěn)定性等有關[9]。本劍麻園長期噴灑富含高氮元素的豬糞沼液，這會使菊科的雜草葉面得到大量養(yǎng)分，菊科雜草逐漸上升為主要雜草，從而引起雜草群落多樣性的變化。因此，在實施田間管理措施時，應考慮到雜草群落多樣性的保護，控制劍麻園生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，防止個別優(yōu)勢種的暴發(fā)而對劍麻產(chǎn)生嚴重危害。本文通過實際調查數(shù)據(jù)結合生態(tài)學統(tǒng)計方法，清晰地展示出劍麻園雨季雜草群落的優(yōu)勢種和多樣性，研究結果對劍麻園科學控草和保護雜草生物多樣性具有現(xiàn)實指導意義。

參考文獻

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