大叶含羞草蔓延湄公河洪泛区,清除工作需持续多年

阅读约需 7 分钟
Giant Mimosa Turns Mekong Floodplains Into Thickets That Take Years to Clear

一种为帮助农民而引进的作物,最终成了长期负担

根据2023年5月发表的一篇科学综述,湄公河洪泛区的农民每年平均要花11天清理每公顷土地上的大叶含羞草。这种灌木每株每年最多可产生22万粒种子,有些种子能在土壤中休眠26年。清理枝条往往只是工作的开始。

目录
  1. 一种为帮助农民而引进的作物,最终成了长期负担
  2. 大叶含羞草如何蔓延到田野之外
  3. 这种灌木为何如此难以控制
  4. 入侵给农民带来的损失
  5. 泰国鸟类研究的实际发现
  6. 水深和沼泽也影响鸟类生存
  7. 非洲的证据揭示栖息地变化的规模
  8. 根系下的隐形助力
  9. 为何清除后还需多年跟进
  10. 要点

大叶含羞草的学名为Mimosa pigra,1947年从印度尼西亚引入泰国,最初用作覆盖作物和绿肥。农民种植覆盖作物以保护土壤,用绿肥增加能滋养土壤的植物材料。为这些用途引进的植物,最终沿河岸和洪泛区蔓延开来。

《植物》(Plants)期刊发表了这篇2023年科学综述,将大叶含羞草列为全球100种危害最严重的入侵外来物种之一。综述称,这种灌木自20世纪70年代起就在湄公河流域出现,蔓延范围已超过该流域洪泛区面积的30%。这一估算基于早期研究,并非2023年开展的新调查。

其代价不止是农田损失。密集且带刺的灌丛会阻塞灌溉、限制取水,并取代较为开阔的植被。对泰国中部湿地汶博拉佩特的研究还发现,遭含羞草入侵的植被区域,大型涉禽数量较少。

这项鸟类研究更详细地呈现了损害情况。含羞草是影响野生动物的多种压力之一,其他因素还包括水情变化、聚居地扩张,以及栖息地的丧失或格局改变。研究结果表明,在治理入侵灌木的同时,也应对整个湿地进行综合管理。

广告

大叶含羞草如何蔓延到田野之外

大叶含羞草原产于热带美洲。在原产地以外,人们将其作为观赏植物、覆盖作物和绿肥引种;受污染的种子也是一种传播途径。如今,该植物已在澳大利亚、非洲部分地区和亚洲扎根。

泰国有记录的1947年引种事件说明了其中一个传播入口。综述引用的遗传学研究表明,该国不止一次引入了这一物种。多次引种增加了这种植物成功定殖的机会。

其传播历程跨越数十年:

  • 1947年:大叶含羞草从印度尼西亚引入泰国,用作覆盖作物和绿肥。
  • 20世纪70年代:该物种已出现在湄公河流域。
  • 1980年至1981年:两种以其种子为食的甲虫在泰国被释放,并成功定殖。
  • 2003年至2014年:随着周边景观发生变化,研究人员在汶博拉佩特监测当地留居水鸟。
  • 2023年5月11日:《植物》期刊发表了关于该物种入侵机制及治理方法的综述。

洪泛区适合这种灌木生长,它能适应热带地区湿季与旱季交替的环境。带毛的种荚可以随溪流和洪水漂流,也可能附着在动物或农用车辆上。因此,水流和田间移动都可能把新的入侵带到现有灌丛以外。

这种灌木为何如此难以控制

大叶含羞草最快六至八个月就能达到繁殖成熟期。它会长成高达六米、分枝繁密的灌丛,茎上长有刺。密集的灌丛遮挡地面光照,也使人和动物难以通行。

大量产籽进一步增强了它的优势。除每株每年最多可产生22万粒种子的估算外,综述还记录了相关研究的数据:树冠下方表层土壤中的种子密度为每平方米2,000至45,000粒。这种埋藏的种子储备称为“种子库”:种子留在土里,直到条件适宜时才会萌发。

广告

有些种子能够存活,是因为坚硬的外壳可以阻止水分进入。综述记录的最长休眠期可达26年。澳大利亚的一个案例显示,一片覆盖250公顷的灌丛清除十年后,仍有每平方米109株幼苗萌发。

砍伐还留下另一条卷土重来的途径。大叶含羞草能从茎基部重新萌发;一项研究中,刚长出的残茬在12周内便长到2.5米高。管理人员既要应对清除后遗留的活体植株部分,也要处理埋在地下的种子。

入侵给农民带来的损失

含羞草灌丛蔓延后,水稻田和其他农田的可用面积随之减少。灌溉系统被堵塞也会带来问题:农民既要保持水流畅通,也要清理种植区域。

综述所引每公顷每年平均需花11天清理的估算,来自柬埔寨桔井附近湄公河洪泛区耕地的研究。按这一速度,维护五公顷受影响土地,每年就要花55天清理。这个估算显示,反复出现的杂草问题会占用本可用于播种、田间管理和收割的时间。

牲畜的放牧地也会减少,茂密植被还可能阻挡它们前往水源。综述记录了受入侵洪泛区附近渔业产量下降的情况,表明另一种生计活动也受到影响。

水流变化让问题超出了单个农场的范围。综述称,受入侵地区水流减少、淤泥堆积增加,洪泛区逐渐变成灌丛地。当茂密的木本植被取代较为开阔的湿地植被时,土地和水域的使用都会受到影响。

泰国鸟类研究的实际发现

汶博拉佩特位于那空沙旺府的昭披耶河洪泛区,与湄公河属于不同的流域。该湿地面积约212平方公里,是泰国最大的淡水湿地,承担渔业、供水、农业和防洪等功能。

一项发表在《热带保护科学》(Tropical Conservation Science)期刊上的水鸟种群研究调查了2003年至2014年间当地留居鸟类。研究人员反复乘船调查,前两年每月一次,2005年起每15天一次,并分析了记录数据充足的28种鸟类。

广告

研究期间,留居水鸟数量下降了27%。鸭类降幅最大,达56%;大型涉禽减少25%,植被觅食鸟类减少约8%。食鱼鸟类和小型涉禽数量随季节波动,但整个研究期间种群保持稳定。

景观分析覆盖2001年至2014年。以大叶含羞草为主的植被面积增加了81%,水体面积则减少31%。人类聚居地和鱼塘面积各扩大了27%。

研究人员发现,在遭含羞草入侵的植被区域,大型涉禽数量较少。分析还发现,不同鸟类群体与不同环境压力有关。27%的降幅指的是汶博拉佩特留居鸟类总体数量的变化;含羞草的具体研究发现则涉及大型涉禽及遭入侵的植被区域。

水深和沼泽也影响鸟类生存

平均水深超过约1.8米时,小型涉禽和植被觅食鸟类的数量会减少。小型涉禽包括鸻和长脚鹬等鸟类。植被觅食鸟类包括水雉和紫水鸡,它们在湿地植物间觅食。

水深变化会影响这些鸟类获取食物和利用栖息地的能力。食鱼鸟类则会受到另一项条件影响:溶解氧浓度超过每升5.5毫克时,它们的数量较多。溶解氧是溶于水中的氧,鱼类和其他水生动物都需要它。

沼泽区域与鸭类、大型涉禽和植被觅食鸟类数量较多有关。人类聚居地扩张则与植被觅食鸟类数量减少有关。研究人员建议保护关键沼泽栖息地,维持适宜的水深和水质,清除入侵物种,并限制在湿地旁新建聚居点。

汶博拉佩特的研究结果为当地管理人员采取这些措施提供了依据。作者建议先在其他地点检验研究发现,再将其应用于更大范围的景观。对湄公河流域而言,实际启示是在每个受影响的湿地调查含羞草与水情、栖息地利用之间的相互作用。

广告

非洲的证据揭示栖息地变化的规模

赞比亚卡富埃洪泛区是另一个迅速扩张的案例。2023年综述记录,大叶含羞草覆盖面积在1980年达到2公顷,1986年增至100公顷,2003年达到2,500公顷。23年间,面积扩大到初始规模的1,250倍。

综述还引用了一项比较研究:原生植被区域记录到20,000只鸟,而遭含羞草入侵的区域仅有314只;鸟类种数减少了50%。这项比较考察的是不同栖息地区域,而泰国研究则追踪了同一湿地随时间发生的变化。

在卡富埃洪泛区,大叶含羞草取代了原先占优势的草类。其浓密树冠会遮挡灌木下方的光线,带刺的枝叶则限制动物移动和前往水边。这些变化有助于解释,为何开阔的湿地植被被灌丛取代后,当地动物种类和数量会发生变化。

根系下的隐形助力

大叶含羞草的成功也与生活在其根部周围的生物有关。综述介绍了它与根瘤菌的共生关系。根瘤菌是能帮助植物获取氮的细菌。氮是植物生长所需的养分,这类细菌会将空气中的氮转化为宿主能够利用的形式。

综述引用的研究发现,大叶含羞草在淹水条件下也能维持这种共生关系。台湾和澳大利亚的研究发现,其共生细菌具有较强的固氮活性,这或许能够解释它为何在原生分布区以外仍生长旺盛。

与根部共生的真菌也能帮助这种灌木获取水分和养分。这种关系称为互利共生,因为双方都能受益。在一些遭入侵地区,快速生长、种子丰富以及天敌相对较少等因素之外,这些关系也进一步增强了它的优势。

实验室研究发现,含羞草的叶片材料和提取物会抑制其他几种植物的种子萌发或生长。这种化学相互作用称为化感作用。综述认为,分解中的植物残体可能会向土壤释放抑制生长的物质;其年凋落量估计为每平方米758克。综述所涉及的研究尚未确定具体产生这些影响的化学物质。

广告

为何清除后还需多年跟进

综述指出,除草剂是主要治理手段,可施用于叶片、砍伐后的树桩或土壤。机械治理方法包括人工拔除、砍伐、推土机清理和拔除较大的灌丛。具体选择部分取决于入侵规模和地点。

火烧的效果并不一致。植株烧毁后可能从茎基部重新萌发,高温也可能刺激土壤中的种子发芽。采用机械和化学方法时,也必须注意保护同一地点的本地动植物。

生物防治是利用选定的天敌攻击杂草。泰国已定殖的两种豆象以含羞草种子为食。在澳大利亚,一种幼虫会蛀入茎内的蛾类——Carmenta mimosa——成为较成功的防治媒介之一,能够削弱植株并减少产籽。

一项覆盖128公顷的治理项目结果支持采用综合方法。单一处理效果不佳;结合使用除草剂、火烧、压碎和生物防治,能更有效地清除灌丛,并促进本地竞争性植被生长。

综述提到,一个治理案例显示,至少持续控制七年,才有助于防止埋藏的种子重新繁殖。其他观察结果也说明了检查和跟进工作不可或缺,例如清除十年后仍有幼苗萌发。小型、分散的入侵点同样需要处理,否则在治理重点集中于最大灌丛时,它们可能继续扩张。

对农民和湿地管理人员来说,成功不只是清除看得见的灌木,还意味着及时回访、清除再生植株、减少新种子产生,并恢复能占据清理后土地的植被。大叶含羞草的传播历程表明,看似简单的清理工作可能要持续多个生长季。

要点

  • 大叶含羞草于1947年从印度尼西亚引入泰国用于农业;遗传学研究表明,该物种曾多次传入。
  • 一篇2023年综述引用早期研究称,该物种已入侵湄公河洪泛区超过30%的区域。
  • 柬埔寨桔井附近的研究估算,每公顷受影响土地每年平均需要11天清理。
  • 大叶含羞草每年最多可产生22万粒种子,部分种子可休眠26年。
  • 在昭披耶河洪泛区的汶博拉佩特,2003年至2014年间留居水鸟数量下降了27%。遭含羞草入侵的植被区域大型涉禽数量较少。
  • 相比单次处理,综合治理方法并持续跟进更有望取得成效。
分享本文

猜你喜欢