小草“兇悍”與生態(tài)平衡

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自然界最常見的植物可能就是小草了，尤其是一年生小草，只有短短一年的生存期，卻要忍受狂風(fēng)暴雨，任萬物踐踏。但是，人們從小草的卑微中發(fā)現(xiàn)了它們的偉大和優(yōu)勢(shì)。只要見過從石頭下面長(zhǎng)出的小草，你就會(huì)認(rèn)可，小草無比堅(jiān)韌，身負(fù)千鈞重壓，也要頑強(qiáng)生長(zhǎng)。

世界上的小草（泛指草本植物）有30多萬種，其中一些小草不只是堅(jiān)韌頑強(qiáng)，還可以用強(qiáng)悍，甚至兇悍來形容，最近進(jìn)入熱搜排行榜的“幸福草”就是其中一種。幸福草的正式名稱是加拿大一枝黃花（Solidago canadensis L.），是桔梗目菊科多年生草本植物。它的生物學(xué)特征與其他草本植物類似：根狀莖，莖直立，高達(dá)2.5米；葉披針形或線狀披針形，長(zhǎng)5～12厘米。不過，你只要見過幸福草開出的花朵，就會(huì)情不自禁被它的艷麗花簇和金黃色澤吸引，難怪幸福草還有“加拿大金條”之稱。

正因?yàn)樗ǘ淦G麗又寓意財(cái)富，1935年，幸福草被引入上海，作為一種觀賞花卉進(jìn)行培植。在不到100年的時(shí)間，幸福草獲得了更多別名，如黃鶯花、麒麟草、金棒草等。在引種中國(guó)后，幸福草的生命力變得格外強(qiáng)悍，它漸漸逸出園林，從美艷小草變?yōu)閻盒噪s草，被稱為“霸王花”。它主要生長(zhǎng)在河灘、荒地、公路兩旁、農(nóng)田邊，根狀莖發(fā)達(dá)，繁殖力極強(qiáng)，與周圍植物爭(zhēng)陽光、爭(zhēng)肥料，導(dǎo)致其他植物死亡，對(duì)生物多樣性構(gòu)成嚴(yán)重威脅，也造成了不小的生態(tài)災(zāi)難。因此，2010年，幸福草被列入《中國(guó)外來入侵物種名單》（第二批）。

幸福草在加拿大時(shí)本性“溫良”，在歐洲，該植物已有700多年的觀賞和用藥歷史，主要用以治療慢性腎炎、膀胱炎、尿路結(jié)石、風(fēng)濕、糖尿病等疾病。此外，一枝黃花的品種有很多，全球約有125種，中國(guó)原產(chǎn)的有4種，其中毛果一枝黃花在中醫(yī)中也可入藥，具有疏風(fēng)泄熱、解毒消腫的功效。但是，原產(chǎn)于加拿大的幸福草到了中國(guó)之后，蔓延到華東、華中、華北、東北和西南等地區(qū)的野外，成為惡草。從全球范圍來看，幸福草也成功入侵亞洲大部分地區(qū)、澳大利亞和新西蘭等地，成為一種影響甚廣的世界性入侵雜草。

為什么幸福草會(huì)成為“霸王花”？目前，南京大學(xué)的研究人員從植物學(xué)、生態(tài)學(xué)和地理學(xué)多個(gè)角度對(duì)這個(gè)問題給出了解釋。在耗時(shí)10多年，對(duì)全球471個(gè)采樣點(diǎn)的2062份幸福草進(jìn)行細(xì)胞地理學(xué)研究后，研究人員發(fā)現(xiàn)，本性“溫良”的幸福草采用了適應(yīng)性演化而變得富有入侵性和排他性，通過排斥其他植物共享土地、水分和養(yǎng)分，保證自己的生存。這種適應(yīng)性演化又以其細(xì)胞核基因組的改變?yōu)闂l件。這又一次證明了適者生存理論，植物、動(dòng)物、微生物都是如此演化而來的。

在故鄉(xiāng)加拿大，幸福草的體細(xì)胞是2倍體（體細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組），而且這樣的2倍體基因組也能適應(yīng)歐洲和東亞溫帶地區(qū)的環(huán)境。但是，在熱帶和亞熱帶地區(qū)，2倍體的身軀已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境了。它們必須變成多倍體（體細(xì)胞中有多個(gè)染色體組），主要是6倍體，才有生存的優(yōu)勢(shì)，甚至碾壓其他小草。多倍體幸福草的優(yōu)勢(shì)在于，更耐熱。多倍體幸福草可以通過抗氧化酶高效清除活性氧，但是2倍體幸福草主要靠產(chǎn)生抗氧化劑來應(yīng)對(duì)炎熱的環(huán)境。因此，2倍體幸福草在夏季高溫氣候條件下難以適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?，?dǎo)致胚胎敗育，只開花不結(jié)果實(shí)；但是，多倍體幸福草可以耐受高溫，使胚胎正常發(fā)育并結(jié)出可育的種子。另一方面，幸福草的適應(yīng)性演化還體現(xiàn)在它可以顯著延遲開花、結(jié)果的時(shí)間，到秋季溫度降低時(shí)才如火如荼地開花并結(jié)果。這種避讓高溫的生存策略也讓幸福草更適應(yīng)入侵地炎熱的氣候，產(chǎn)生大量種子，然后以風(fēng)為媒，迅速飄移，占領(lǐng)并擴(kuò)大生存地，不給其他植物留下生存空間。

幸福草的這種生存策略造就了其“霸王花”的地位，同時(shí)也造成了生態(tài)災(zāi)難。目前，對(duì)于多倍體幸福草最好的控制方式是，秋季人工拔出或是機(jī)械耕翻，春天在其出苗時(shí)用化學(xué)除草劑來噴灑根除。即便這樣，要根除霸道的多倍體幸福草也很難，需要好幾年時(shí)間。

不過，對(duì)于幸福草，除了清除也可以利用。對(duì)于入侵性不強(qiáng)的2倍體幸福草，可以作為觀賞花來栽培，它比很多廉價(jià)的花卉（如滿天星）還要便宜，而且幸福草生命力極強(qiáng)，放在水里養(yǎng)一周都不會(huì)枯萎，這也使得它具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。另一方面，也可以利用這種雜草栽培食用菌，以緩解食用菌生產(chǎn)原料短缺的問題，減少木材消耗，保護(hù)環(huán)境。還有一些養(yǎng)殖戶也嘗試將幸福草變?yōu)轱暳?，喂養(yǎng)兔子等動(dòng)物，以降低養(yǎng)殖成本。

強(qiáng)悍的幸福草體現(xiàn)了適應(yīng)環(huán)境的生存策略，但它并非小草中的“最強(qiáng)者”，還有比它更具攻擊性的小草—紫莖澤蘭（Ageratina adenophora），又名解放草、破壞草等，是一種有毒且侵占性、適應(yīng)性極強(qiáng)的惡性雜草。紫莖澤蘭是菊科澤蘭族假藿香薊屬多年生草本植物，原產(chǎn)于墨西哥，自19世紀(jì)作為一種觀賞植物在世界各地引種，通過緬甸進(jìn)入我國(guó)的云南，現(xiàn)在廣西、貴州、四川、重慶、湖北、西藏以及臺(tái)灣地區(qū)均有種植。由于紫莖澤蘭繁殖力極強(qiáng)，而且具有排他性，早在2003年就被列入《中國(guó)外來入侵物種名單》（第一批）。

紫莖澤蘭的“兇悍”是通過化感作用產(chǎn)生的。在植物生長(zhǎng)過程中，會(huì)向環(huán)境釋放一系列代謝產(chǎn)物（化感化合物），如通過根系分泌有機(jī)酸、香豆素等，影響周圍其他植物的生長(zhǎng)，包括植物間的相互排斥或促進(jìn)作用。植物產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物通過信息抑制其他植物的生長(zhǎng)發(fā)育并加以排除的現(xiàn)象被稱為化感抑制，也稱異株克生，而能促進(jìn)其他植物生長(zhǎng)的被稱為化感促進(jìn)。

顯然，紫莖澤蘭是化感抑制的典型代表，它具有的化感物質(zhì)能抑制豌豆等一些對(duì)化感物質(zhì)敏感的植物種子萌發(fā)。經(jīng)過多年研究，人們發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭具有5種萜類物質(zhì)（化感物質(zhì)）。最近，中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所的研究人員又發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭有6個(gè)杜松烯類倍半萜，是紫莖澤蘭的主要組成型和誘導(dǎo)型防御物質(zhì)，它們除了能抑制其他植物的生長(zhǎng)外，還能抵御昆蟲以紫莖澤蘭為食。

為了保護(hù)生態(tài)多樣性，當(dāng)然需要禁種和根除紫莖澤蘭。兇悍的紫莖澤蘭比幸福草更難根除，因此需要結(jié)合疏和堵兩種方式來治理，通過快速防除、種植替代等手段來控制兇悍的紫莖澤蘭。紫莖澤蘭富含植物蛋白，經(jīng)過脫毒后可以用于制作草粉飼料、有機(jī)肥料；紫莖澤蘭生長(zhǎng)于高溫地帶，色彩明艷，可用于制作植物染料；紫莖澤蘭還富含“植物黃金”綠原酸，而且提取率達(dá)1%，具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，值得研發(fā)。紫莖澤蘭的生物質(zhì)燃料能量要大于其他生物質(zhì)，可以作為生物質(zhì)能源燃料來 利用。

其實(shí)，所有兇悍的入侵小草，如互花米草、水葫蘆、薇甘菊、鳳眼蓮、豚草、毒麥等都可以用疏和堵的方式來治理，如果治理得當(dāng)，生物多樣性保護(hù)也能柳暗花明。幸福草和紫莖澤蘭的“兇悍”也意味著，只要適應(yīng)環(huán)境，任何生物都會(huì)演化出強(qiáng)大的生命力，作為萬物之靈的人更應(yīng)如此。