呼和浩特市本土草坪草与引进草坪草竞争特性研究进展

呼丽瑶　王雷　吴俊仪　王家元

【摘 要】本文综述了呼和浩特市本土草坪草与引进草坪草竞争特性研究的科学意义，国内外研究现状及研究展望。特色与创新之处在于：分析各种可控条件对本土草坪草与引进草坪草竞争、生存能力的影响，为探究有效保护本土草坪草、降低外来物种入侵率提供参考。

【关键词】本土草坪草；引进草坪草；竞争特性；呼和浩特市草坪草

【Abstract】This thesis summarizes the significance of competitive characteristics of native and exotic turfgrass species research in Hohhot. And introduced the domestic and foreign research status and the research prospects of this research. Features and innovations： analysis of the impact of various controlled conditions on competition and viability of native and exotic turfgrass. species.Provides reference for exploring the effective protection of native turfgrass and reducing the rate of invasive species.

【Key words】Native turfgrass species； Exotic turfgrass species； Competitive characteristic； Hohhot turfgrass species

1 国内外研究现状及发展动态

随着外来物种的扩散及入侵，出现了全球生物群落同质化的现象，一些外来物种在与本土物种竞争过程中，通过获得阳光、水分、营养及空间逐渐取代本土物种。生物入侵越来越多地引起人们的关注并成为研究焦点[1]。外来物种与本土物种的群落演化模式相似，并且，在某一生态系统中，生态位相同的外来物种与本土物种所起的生态功能也相同[2]。

部分学者试图通过研究解释外来物种具有哪些特性以及本地生物群落具有哪些特性才容易导致外来物种的入侵[3]，一些假说揭示了哪些植物群落更容易受到外来物种的入侵，例如：Davis and coworkers （2000）认为某一植物群落有未被利用的自然资源就容易被外来物种入侵[4]。也有研究认为，扰动是外来物种入侵的一个前提[5]等等。同时，也有一些学者对外来物种及本土物种的生物特性，包括光合能力、繁殖及扩散能力、种子建植模式等进行了对比分析，降水增加提高了生物种群的多样性[6]。

外来物种之所以能够替代本土物种，归结起来，有以下几种论点：a、外来物种缺少天敌[7]，使得外来物种生长及繁殖更加容易、竞争力更强。b、一些外来物种具有一些独特的特性使得它们在同本地物种竞争中获胜[8]。c、另外还包括：一些外来物种具有超强的竞争力；种子被采食几率低；形态可塑性强，一些外来物种生长高度往往高于他们在本土种植时的高度且更具活力；生长迅速；自主扩散能力强[9]。

随着人类农业、交通、旅游等事业的快速发展，使得各类生物物种突破各自原有的自然障碍迅速扩展开来[10]。例如：1991年，由于货船压舱水中含有霍乱弧菌被释放出来污染了饮用水，导致一百万秘鲁人受到霍乱感染，其中一万人死亡[11]。20世纪50年代，由于东非的维多利亚湖引入尼罗河鲈鱼，在此后的几十年间，导致该地区现代脊椎动物大量灭绝，其中，200多种当地特有鱼种灭绝[12]。至20世纪90年代，仅在美国，每一年由于外来物种 （NIS）入侵导致的环境破坏及经济损失就高达1370亿美元[13]。2014年年初，美国陆军工程兵就应奥巴马的要求向美国国会提交了一份关于防止亚洲鲤鱼进入美五大湖区的计划，整个计划预计将耗资180亿美元，用25年建堤拦住亚洲鲤鱼[14]。毫无疑问，外来物种 （NIS）入侵时是威胁本土生物物种多样性及（扰乱本土）生态系统功能的重要原因[15]。例如，早年我国深圳地区作为观赏及地被植物引进的植物薇甘菊、五爪金龙、三裂叶蟛蜞菊现已成为深圳乃至珠三角地区绞杀本土植物，威逼生态安全的头号“植物公敌”[16]。 仅2004年，薇甘菊导致内伶仃岛森林生态系统服务如涵养水源、固定CO 2、净化大气、减少病虫害等方面功能下降造成的经济损失为383万-862万元。生物多样性下降造成的经济损失为每年66万-150万元。估计全岛年损失近450万-1013万元。粗略计算，2010-2013年度，仅中国购买引进草坪草种花费的外汇平均8500万美元/每年[17]。作为生物基因池的组成部分，Ortega and Pearson（2005）希望外来物种能植根于本土植物群落，并在本土植物群落中扮演相同的角色[18]。

早期，Eltons（1958）生物抵制化假说（‘biotic resistance hypothesis）认为高的本土物种数量及丰富度会降低可利用资源的数量，从而降低外来物种入侵率[19]。最新研究共存的本土物种与外来物种丰富度关系（the native–exotic richness relationship 缩写为NERR，该指数可以直接反映共存的本土物种与外来物种的竞争关系）的机理假说包括：环境适宜性假说（the favourable environment hypothesis） 和空间异质化假说（the spatial heterogeneity hypothesis）[20，21]。环境适宜性假说（the favourable environment hypothesis）主张认为，适宜的生长环境可以同时促进本土物种与外来物种的丰富度指数[20，21]。但也有学者认为环境适宜性假说（the favourable environment hypothesis）只考虑了理想环境条件，忽略了各个环境因子的变化而引起的系列变化[22，23]。空间异质化假说（the spatial heterogeneity hypothesis）目的是系统的了解各种生物及非生物因子变化对本土物种与外来物种丰富度的影响[21-23]，也就是对本土物种与外来物种竞争能力的影响。生物及非生物因子主要包括：景观尺度变化及扰动理论（Disturbance System）下光照条件、土壤水分、土壤特性、植株密度、修剪频度等等各个扰动因子（disturbance measure）的变化。随着生物及非生物因子的变化，草坪草通过改变细胞结构及调节有机物的含量而影响植物生存能力[24-26]。

在我国，针对草坪业发展，草坪草各种条件的生理生化反应、抗逆性研究及转基因研究的成果较多[27-30]；对本土草坪草的开发及推广也有部分研究，但后续效果都并不明显[31]。内蒙古地区本土草坪草——大青山草地早熟禾（poa pratensis L. CV.）由内蒙古农牧科学院通过采集野生草坪草经多年培育而成[32]。赵文丽等（2011）对内蒙古地区本土草坪草——野生羊茅（Festuca ovina L.）的一些特性及应用进行了研究[33]。

2 研究展望

目前，呼和浩特市及周边地区所使用的草坪绝大部分是引进的草地早熟禾（PoaPratensis L.）（包括午夜2号、新哥来德、纳苏、肯塔基等）数个品种及少量高羊茅（Festuca arundinaces Schreb.）（包括猎狗5号、美洲虎4G、贝克等几个品种）。引进的冷季型草坪草自播性很强，繁殖力旺盛，对周边生态系统也具有很强的侵入性，破坏了本土城市及自然生态系统生物多样性，典型现象是耗水耗肥，并引发化肥、农药对环境的污染。同时，引进草坪草品种也消耗了我国大量的外汇。由于引进草坪草品种的大面积栽植，导致呼市城市绿地系统草坪层结构单一，并进而导致城市绿地系统功能不稳定，一旦发生引进草坪草的易感病、虫害，就会导致同时期草坪草的大面积退化，城市绿地功能衰退。

因此，对呼市地区本土草坪草与引进草坪草的竞争特性进行研究从而降低本地区外来物种入侵率已经迫在眉睫。通过分析在环境适宜性假说及空间异质化假说前提下，本土草坪草与引进草坪草种的各种竞争组合模式生物多样性的动态变化，得出各种可控条件对本土草坪草与引进草坪草竞争、生存能力的影响，探究有效保护本土草坪草、恰当控制引进草坪草的条件及措施，以维持本土草坪草与引进草坪草的和谐共存，并有效保护城市及自然绿地系统的生物多样性，维护绿地系统功能的健全与稳定，是近些年，我国草坪与地被植物科研人员应重点关注的一个研究方向。

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[责任编辑：张涛]