外来物种豚草入侵的事故树分析

文长

摘 要：为了减轻豚草入侵对农业的生产所带来的经济方面的损失以及对人类的健康所造成的危害等方面的问题，把豚草入侵作为一个生态事件，对豚草入侵生态系统的各种因素进行合理、有效的分析。豚草入侵时的土壤条件的适宜，豚草的花粉传播授粉时候的空气温度低以及光照强度适中是其在我国大面积蔓延的3个主要的原因。本文提出了对于豚草入侵的生态预防的措施，这样会对抑制豚草在我国进一步蔓延具有重要的意义。

关键词：豚草入侵；外来物种；种群生态学；事故树分析

中图分类号：S451 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0158-02

1 外来物种入侵的概念以及豚草的说明

1.1 外来物种入侵

外来物种入侵指的是生物从原来生长的地方通过人为方法或者是自然途径，如风或者是动物携带等方式入侵到一个新的生长环境，并对其入侵地农林畜牧渔业等物种的多样性带来破坏以及威胁人类的身体健康，对入侵地带来经济损失或者生态灾难这样一个过程。外来物种的入侵不但能威胁到当地生物的生存，还会致使海洋和淡水生态系统的退化。对豚草入侵机制的进一步的研究，能够让我们更加深入的了解豚草在入侵地的扩散机制，从而方便研究者预测其即将入侵的范围，并发现其适应新环境这一过程中较为薄弱的环节，以便在这个基础上为了进一步研究防治豚草入侵豚草做充分的准备。

1.2 有关豚草的介绍

豚草是属于菊科类豚草属，豚草是一种世界性的恶性杂草，主要分布在美国、加拿大且和匈牙利等很多国家。现在，我们国家豚草的种类有普通的豚草及三裂叶豚草。此外豚草不仅影响农业生产而且还会影响人类的身体健康，侵入农业后可以导致农作物的减产，并且会解放很多种对禾本科、第科等植物有抑制和排斥作用的化学感应物质。而且，豚草也是我国能危及人类的健康的3种外来入侵的物种之一，豚草的花粉中所包含的水溶性蛋白和人体接触后容易造成过敏症状，这个也是秋季对花粉过敏症（枯草热症）主要的致病原因。普通型豚草是在20世纪30年代传播到我国的，其原产地主要是在北美洲。

2 豚草入侵事件的原因分析

豚草作为一个外来物种能够快速的入侵新生地的原因主要有以下三点：①入侵地的生态环境满足了其各个发育生长阶段；②豚草种子的生命力非常强；③豚草种子的扩散途径非常广泛。如果把这三个原因当作中间事件，使用事故树分析法对其分析，可以得出以下相关结论（见图2）。

2.1 事故树的最小部分

最小割集是致使发生顶上事件最低限度的一个基本事件的集合。顶上事件发生的可能性的大小可以用最小割集进行表示，一个最小割集代表一种可能性，最小割集的数量越多则表示发生顶上时建的概率越大。豚草入侵发生路径的数量可以用最小割集进行表示，每组割集都是由不用的基本事件构成。在64组最小割集中不同类型的基本事件发生的频率可以直接反应这个基本事件对豚草入侵过程的重要性。

通过最小割集和最小径集之间的对偶性，可以制作出和事故树想对偶的成功树。把原来事故树中的货门变为与门、把与门变为或门。把每类事件的发生变为不发生，从而可以使用布尔代数这一方法算出原来事故树最小的径集，也就是成功树的最小割集。成功树与事故树间的相关型，能通过最小径集和割集间的对偶性制出来。

2.2 结果分析

通过豚草入侵的事故树的径集以及割集进行分析，最小径集有4组，最小割集有64组，这说明了豚草入侵发生有64种可能的途径，但是预防其入侵的途径只有4种，由此可见，豚草入侵生态环境非常容易发生。经过多次研究发现，豚草在我国大面积的入侵主要有4个原因：①豚草的种子的数量较多且活力比较强，也具备很强的生长发育的能力，一旦周围的环境不适合其，遇到不适合其生长的环境时豚草会利用自身的休眠特性进行二次休眠。在此特性条件下，种子能够大范围扩散，有利于与其他物种的竞争。②豚草能够通过土壤条件使其入侵得到满足。在种子发芽和生长阶段，能够利用生长环境中的湿度、pH值、氧气以及水分和土层厚度等多种因素使其得到充分的营养，所以我国南部地区的耕作区域会较适合豚草的入侵。③影响传播授粉的环境条件主要是湿度和光照条件。在我国南部，七月底到八月末的时期，空气湿度和光照强度均适宜豚草传播授粉这也促使了豚草在我国快速入侵的一个重要原因。④多年生植物替代这种方法的影响比较低。由于豚草是直根系植物，对成长条件需求比较高，例如肥力和土壤水分的需求，但是豚草入侵的农作物通常是禾谷类作物，根系并不发达，不能和豚草根系起到肥力和土壤水分的竞争作用，因此对豚草入侵起不到抑制的作用。近年来，利用人工手段对豚草的入侵的防治比较薄弱，因此导致多年生植物并没有对豚草入侵起到抑制作用。

3 合理控制豚草入侵的方法

豚草是世界性的恶性杂草之一，控制其蔓延的方法主要有引进天敌、化学防除、植物替代以及人工拔除等。通过研究及分析，为了减缓豚草的入侵速度，可以采用有效的人为措施对自然生态系统进行干预，从以下三个防御途径着手。

（1）应适当加大豚草入侵地区农田的翻耕深度，加深土壤翻耕的厚度并增加翻耕土壤的次数，从而深埋在土壤中散落的豚草种子，因为在土壤中深埋缺少阳光并且缺少氧气从而抑制了豚草的发芽，破坏了豚草种子的发芽条件。豚草的种子具有非常强的发芽能力，曾经有学者研究表明豚草种子的发芽能力可以长达40年，如果不具备发芽条件则进入二次休眠。所以，深耕入侵地农田这一方法尽管不能完全控制其入侵农田作物，但是可以破坏其发芽的条件，增加其休眠的次数并减弱种子的发芽能力，降低种子的发芽率，以便达到辅助控制的目的。

（2）事故树分析法清楚的表明了，导致豚草大肆入侵的另一个主要原因是由于植物替代作用比较低。豚草是一年生的喜光性植物，其生态地位比较低。多年生的草本植物的生态地位比较高，其地下根部系统也比较发达，能够有效的占据地下空间、争夺土壤肥力以及水分，从而达到削弱豚草对水分与氧气汲取的目的，进一步抑制了豚草的正常繁殖与生长。所以，在豚草入侵较为严重的地区种植多年生的植物可以有效的控制豚草的入侵，也能够保护当地的生态环境。采取植物替代这种方法在国外早已使用，可替代性植物如果能够在该自然环境下正常存活就可以长期的防治豚草繁衍，而且还能够改良土壤并保持水土平衡，进而提高该地区生态环境的质量。因此，植物替代是一种非常有效防除方法。

（3）通过引进豚草的天敌来阻止豚草的大肆入侵。豚草在我国大面积繁衍的原因有很多，缺少天敌就是其中一个非常重要的原因。入侵地的生物链上没有或者缺少控制豚草入侵的天敌，这就导致豚草在我国大范围进行快速的入侵并且破坏了当地的生态环境。豚草有很多天敌，豚草条纹叶甲就是其中一种，能够很好的控制豚草的生长。豚草条纹叶甲具有很强的专食性，只吃多年生的豚草以及普通豚草。所以，我们可引进豚草的天敌，使入侵地的生态环境有所改变，从而增长对豚草入侵的免疫力与抵抗力，进而控制豚草在入侵地大量繁殖。

4 结 论

豚草的入侵已经威胁到我国的生态环境安全，一定要采取积极的应对措施，并加强防控。相关专家呼吁要尽快构建我国的生态安全的监控网络，能够全方的位预防外来豚草入侵，且尽力清楚豚草的入侵，并且要恢复已遭到破坏的生态环境。这篇文章尝试着用事故树分析法进行各个自然条件的分析，了解其入侵的机制，以便能够有针对性地防治豚草入侵，并且能够有效地降低生态系统的风险。但是对于豚草扩散的规律以及风险体系、与外来物种相关联的生物安全法则等的建立还需进一步研究与发展。

参考文献

[1]廖慧敏，吴 超.安全与环境学报.2008，2.

[2]谭济才.外来入侵豚草综合治理研究进展.2011.

[3]劉 刚.第四批中国自然生态系统外来入侵物种名单公布[J].农药市场信息，2017（3）.

[4]刘传才，王 连.外来物种豚草的入侵机理研究进展及其现状.2015.

[5]王 蕊，孙 备，李建东，等.不同光强对入侵种三裂叶豚草表型可塑性的影响[J].应用生态学报，2012.

收稿日期：2018-3-6

作者简介：文 长（1975-），男，汉族，大专，主要从事农业方面的工作。