空心莲子草的国内入侵及控制利用研究进展

丁 聪，徐 飞，朱雅洁

（山东师范大学地理与环境学院，山东 济南 250358）

空心莲子草 （Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb）原产于巴西，俗称水花生，又名喜旱莲子草，多年生草本植物，属苋科莲子草属，作为中国首批外来入侵物种之一，危害性极大，其幼茎可食用，也可供饲料使用。分布在水环境和陆地两个生态型中，既具有水生型的特征，又具有旱生型的特征[1]，以其对外在环境强大的适应能力，给我国生态系统的完整性和自然性带来了难以恢复的损失。空心莲子草同样具有直接的利用价值，如药用价值、食用价值等。

1 空心莲子草的分布区域

空心莲子草原产于南美洲，广泛分布在巴西、阿根廷等国，后经扩散、蔓延传播，在我国南方地区、大洋洲、北美洲、东南亚、北欧等地均有发现。以其高效的繁殖能力和对新生环境的生存能力，在我国蔓延开来，在我国的江浙地区、湖南、北京等二十余省广泛分布[2]。我国的空心莲子草多分布在北纬44°以南、东经97°以东的亚热带、热带气候区，这些地带能够提供适宜的温湿生长条件，由于其喜温喜湿的特点，在夏季时季会在河道、湖泊中大量疯长。京津地区近年来也发现了其归化植物[3]，遍及大半个中国（见图1），目前都有其的存在。

图1 基于GIS的空心莲子草样点分布图—中国 数据引自：https://demo.gbif.org/和 http://www.cvh.ac.cn/Fig.1 GIS point distribution map based on Alternanthera philoxeroides—China Data from：https://demo.gbif.org/and http://www.cvh.ac.cn/

空心莲子草最早是我国宁波市（1934年）发现，以用作猪饲料的用途引进我国，逸为野生后在江浙一带开始蔓延，在上世纪60年代在我国四川省和云南省发现该物种，短短三十年的时间就从沿海地区扩散到内陆，入侵速度迅猛。图1中基于年代变化的样点的大小是根据空心莲子草出现的年代而变化，出现年代越早，表明空心莲子草在该地入侵时间越长，则侵染半径越大；基于空间分布的样点则是同样大小的点，表示目前我国空心莲子草的分布地域及数量，样点的颜色越深则说明空心莲子草的分布更密集，该地被侵害的程度越深。空心莲子草起初分布在我国秦岭淮河以南亚热带和热带季风气候区，随着时间推移，在我国北方的温带季风区也有其分布，其对环境的适应性增强，给防控和治理空心莲子草增添了难度，同时也造成了更为严重的经济损失。

2 空心莲子草的危害

2.1 造成航道堵塞

在利用空心莲子草的同时，却不注重对其的防除，它能与外来入侵水生植物水葫芦（Eichhornia crassipes(Mart.)Solms）共同形成优势种群[1]，二者大量繁殖，排斥其他原有物种的生存。在二者形成的单一种群中，能够迅速生长蔓延，能在夏季短时间内覆盖水面，难以清除彻底，严重影响船只通行，给水上交通造成不便。

2.2 危害物种多样性

作为外来入侵物种，对新环境有很强的控制力。空心莲子草的疯长，打破了原有的生物链关系，在形成优势种群的同时，在水面上大量覆盖，导致水体含氧量降低，水生动物缺氧死亡。在竞争优势的条件下，还会造成其他水生植物的绝迹，腐烂后的空心莲子草还会大量滋生细菌、真菌等微生物，严重毒害水体中鱼虾类水生动物[1]，形成难以控制的恶性循环，破坏了生态平衡，造成了物种多样性的丧失。

2.3 危害田间农作物

空心莲子草在陆地上也具有旺盛的生命力，与农作物竞争阳光、水分、养分等，导致农作物产量减产，造成巨大的经济损失。田间的翻耕，恰恰给其无性繁殖创造了条件，破损的茎叶能够在短时间内生长成新的植株，这也是在田间空心莲子草大量繁殖的原因之一。

2.4 其他危害

空心莲子草的大量繁殖会对景观、草坪、湿地等造成不可恢复性的破坏，其强大的繁殖能力，对草坪、景观等维护成本增加。同时，它还会给蚊虫提供了适宜的繁殖场所，危害人类身体健康。

3 空心莲子草的防除控制对策

对空心莲子草的去除要从3个方面采取措施，常用的去除措施有物理防除、化学防除、生物防除。物理防除就是在水域中通过人工打捞，打捞后的植株要进行搅碎、晒干处理，防治其产生的二次危害，在陆地上则通过对土壤深度翻耕，将破损的茎叶根及时分拣出，进行晒干处理，及时发现新生植株，进行根除焚烧，但物理防除耗费的人力物力大且去除效果不佳，尽量避免采用物理防除法去除。化学防除则采用化学除草剂对其防治，常用的有草甘膦、使它隆、复配水花生净[4-6]，能够在短时间内空心莲子草加以有效防治，但是化学试剂的会有长期残留的特点，会对水体、土壤产生化学污染，影响其他植物的正常生长，危害人类的身体健康。目前常搭配苯达松、新得力使用，对其有较好的去除效果[7]，但是研究表明，这些除草剂对空心莲子草的地上部分的去除效果较好，对根的去除效果不佳[8]，随着药效的降低，容易使植株再次生长蔓延。生物防除则是通过生物化感[9]，被入侵的区域可能存在某种生物有某种特殊的化感作用，有效防止空心莲子草的大范围蔓延；还可以采取引入天敌来抑制空心莲子草的生长，常有莲草直胸跳（Agasicles hygrophila）、虾钳菜披龟甲（Cassida piperata）、甜菜白带野螟（Hymenia recurvalis）等[10]。 除此之外，还有微生物防除措施，常用的病原菌有假隔链格孢菌（Nimbya alternantherae）、 立枯丝核菌 （Rhizoctonia solani）等，通过侵染植株，使其致病死亡；田间的空心莲子草有时也会感染叶斑病[11]，造成大面积死亡。

4 空心莲子草的综合利用价值

4.1 用作饲料

空心莲子草引进初期，就是作为饲料来使用，据测定，空心莲子草全株鲜草含粗蛋白（1.28%）、粗脂肪(0.15%)、粗纤维(2.03%)以及各种维生素[12]，作为含蛋白质较高的植物，是作为猪、牛饲料的优良选择。王关跃等[13]研究表明，喂养空心莲子草所制成的饲料可有效提高奶牛的乳脂率、乳蛋白率和乳糖率的含量，提高乳制品的品质。

4.2 在医学上的应用

临床研究表明空心莲子草的对麻疹、乙型脑炎、出血热等疾病[14]的治疗效果明显，空心莲子草有效部位群提取物中主要为总皂苷和总酚酸 （包括黄酮类和有机酸类）[15]，其天然的有机成分是抑制病毒生存的前提条件。杨占秋[16]等人在研究其对单纯疱疹病毒（HSV）的抑制作用上表明，空心莲子草对单纯疱疹病毒（HSV）有直接杀伤作用且对HSV的繁殖起到抑制作用。

全草入药，有清热利水、凉血解毒作用，提取物可以作为相关药品的原材料，利用价值高。另外，研究表明空心莲子草提取物中某些化合物有抗癌的特效。

4.3 在污染治理上的应用

4.3.1 对重金属的耐性和吸附作用

徐丽等人[17]研究表明空心莲子草对Cu、Zn和Pb等重金属离子具有一定的耐性，能够在受重金属污染的土壤中对重金属进行富集[18]。水域中的空心莲子草则对水体中总氮总磷去除效果明显，有较好的净化水体的效果[12]。

4.3.2 制作用于吸附的活性炭

通过对制成的活性炭的理化性质（比表面积、孔径）的研究[19]，空心莲子草是制备活性炭的良好材料。活性炭可以应用到净化水体、吸附大气污染物等方面，这是将外来入侵植物综合利用的体现，符合当今绿色发展的潮流，有助于在维护生态环境安全和充分综合利用空心莲子草上得以双赢。

4.4 其他利用价值

空心莲子草可与秸秆一同进行厌氧发酵，制得的沼气作为清洁能源，有助于保护环境，节约化石能源，符合可持续发展的要求。

5 研究展望

我国是世界上遭受外来入侵生物危害最严重的国家之一，所以在对待外来入侵生物的问题上要持有谨慎、积极防治的态度。对于空心莲子草的生长习性和生态特征的研究已经较为完善，所以应当持着创新的理念，积极开发空心莲子草的新用途；例如，制作成活性炭这一途径是将其综合利用的一方面。将来的研究重点应放在对其微观（基因）研究方面，研究其在医学领域上的新发现，造福于人类社会。

［1］沈国军,徐正浩,俞谷松.空心莲子草的分布、危害与防除对策[J].植物保护,2005,31(3):14-18.

［2］翁伯琦,林嵩,王义祥.空心莲子草在我国的适应性及入侵机制[J].生态学报,2006,26(7):2373-2381.

［3］陶勇,江明喜.空心莲子草茎的解剖结构对不同水湿生境的适应研究[J].武汉植物学研究,2004,22(1):65-71.

［4］马明勇,傅建炜,朱道弘,李彦宁,郭建英.不同除草剂对空心莲子草的控制作用评价 [J].植物保护,2009,35(4):154-157.

［5］郑笑微.使它隆防除空心莲子草试验[J].上海蔬菜,2005，(2):60-61.

［6］尚以顺,陈燕萍.水花生净防除空心莲子草的效果[J].中国草地,1997，(1):76-79.

［7］王秀红,沈健英,陆贻通.上海地区空心莲子草的危害调查及其化学防除[J].上海交通大学学报(农业科学版),2005,23(2):176-180.

［8］强胜,王庆亚,戴宝江,葛海燕,朱晶晶.用空心莲子草评价草甘膦药效的新技术 [J].上海农业学报,2003,19(2):70-74.

［9］刘雨芳,李菲,刘文海,彭梅芳,王成超.9种植物水浸提液对空心莲子草的化感作用 [J].生物安全学报,2011,20(4):326-330.

［10］黄思娣,曾爱平.空心莲子草的天敌昆虫防治研究进展[J].吉林农业,2010，(6):78-80.

［11］陈燕芳,郭文明,丁吉林,程光辉,丁伟.空心莲子草生物防除研究进展[J].杂草科学,2008，(1):9-12.

［12］高建明,张世清,陈河龙,刘巧莲,易克贤.喜旱莲子草的利用现状及展望 [J].热带生物学报,2014,5(4):405-408.

［13］王关跃,黄光红.水花生饲喂泌乳奶牛试验[J].上海畜牧兽医通讯,2011，(4):32-33.

［14］王勇林.空心莲子草的化学成分及抗病毒活性的研究[D].北京:中国协和医科大学,2007.

［15］李爽.空心莲子草有效部位群提取物抗病毒活性及其成分分析研究[D].湖北:湖北中医药大学,2013.

［16］杨占秋,程丽.空心莲子草在体外对单纯疱疹病毒的抑制作用[J].华西药学杂志,1989,4(4):217-220.

［17］徐丽,张震,张鹏,王育鹏,檀根甲.喜旱莲子草对重金属元素的耐性试验研究 [J].安徽农业科学,2010,38(13):6831-6832,6877.

［18］黄永杰.外来杂草水花生的重金属耐性研究[D].安徽:安徽师范大学,2006.

［19］徐慧敏,何国富,刘伟,刘国杨,象伟宁.H 3PO 4活化制备喜旱莲子草基活性炭及性能表征 [J].环境工程学报,2015,9(6):2761-2766.