桀骜不驯，入侵“魔头”——紫茎泽兰丨凡此种种

编者按：种瓜得瓜，种豆得豆，种子到底有多神奇？中科院之声与中国科学院昆明植物研究所联合开设“凡此种种”专栏，为大家讲述种子的有趣故事，介绍大自然中匠心独具的种子植物。

有一种绿色植物，它们开着白色的小花，茎和叶柄呈紫褐色，叶四季常绿，繁殖能力极强，有它在的地方，通常其它植物难以生长，俨然就是一个“超级杀手”，所到之处皆沦为一片片的“绿色沙漠”，它就是紫茎泽兰Eupatorium adenophorum Spreng.，菊科Asteraceae多年生草本或亚灌木。

紫茎泽兰原产于美洲墨西哥至哥斯达黎加一带，后作为观赏植物引种到了欧洲，之后再被引种到澳大利亚和亚洲。约在20世纪40年代，紫茎泽兰由缅甸首次传入我国云南临沧地区最南部的沧源、耿马等县，后经半个多世纪的传播扩散，现已在我国西南地区广泛分布，目前仍以每年10-30公里的速度，随西南季风向东和向北扩散。其中仅云南省就有93个县（市）有分布，面积达250多万公顷，即云南80%的土地都有紫茎泽兰分布。紫茎泽兰能快速、大面积地侵入农田、草地，与农作物、牧草争水、争肥、争阳光、争空间，严重影响农作物和牧草的生长，还会对畜牧业和生态环境造成严重危害，因此其已被列入我国首批外来入侵物种名单，且被排在第一位。

▲紫茎泽兰的花序（图片来自网络）

为什么紫茎泽兰能坐上我国入侵植物的头把交椅呢？因为其具有强大的入侵性和生态适应性，以及巨大的破坏力。

在繁殖力方面，紫茎泽兰花果期长达半年，拥有巨大的结实量，一个植株每年就可产生成千上万粒种子，远高于云南本地的3种同亚族本土植物：白头婆Eupatorium japonicum、多须公Eupatorium chinense和水泽兰Eupatorium fortunei。在传播方面，紫茎泽兰的种子（实为瘦果）小又轻，顶部长有冠毛，不仅能靠风传播，还能靠水、动物和人类进行传播，而在我国西南地区，常年多西南风，更有助于其种子广泛传播。另外与3种同亚族本土植物种子相比，紫茎泽兰种子的重量、长度、宽度以及冠毛长度均最小，因此在不同释放高度下，紫茎泽兰种子的沉降速度都是最低的，传播范围也最广。

在寿命方面，紫茎泽兰种子的抗逆性较强，在各种干旱贫瘠的环境中都能存活。在萌发方面，紫茎泽兰种子的萌发温度范围最广，在10-35℃范围内都能萌发，萌发率和萌发速度均显著高于3种本土植物，即使在亚适宜的低温条件下，其萌发率和萌发指数也明显偏高；种子无休眠，在适宜条件下，短时间内就能生根发芽；不能立即萌发的种子则会埋入土壤，形成长期土壤种子库，等待条件适合时再萌发。以上几个极具优势的种子特征和特性保证了紫茎泽兰种子在与本土植物种子竞争中完胜，从而能快速而广泛地扩张蔓延。

▲紫茎泽兰的瘦果

除了依靠种子进行有性繁殖之外，紫茎泽兰的根和茎也能进行无性繁殖。其茎枝基部，尤其是靠近地面部位能生出许多根状茎，不断蔓延形成新的植株。另外，茎段也能长成新植株，生根原理为皮层生根，但不同部位的成株率不同，上部一年生茎的成株率最高，平均为51%；下部茎成株率次之，为46%；中部茎成株率仅为29%，但都高于种子的出苗率（26.5%），从而保证紫茎泽兰能牢牢固守已经战领的地盘。因此在除草过程中，如果不是将紫茎泽兰连根拔除，同时将残根残枝彻底清除、销毁，则会除而不绝，很快就会再次生长起来。

在适应性方面，紫茎泽兰的适应性极强，不挑环境，在荒地、路边、田地，甚至石缝和房顶上都能生长，且生长较快，能迅速发展为单优群落。另外，紫茎泽兰还能释放化感物质，创造对自身生长有利的土壤环境，却改变入侵地的土壤微生物群落结构和营养结构，使当地其它植物的生长发育受到抑制，甚至消失，而从而形成“自我促进式”的入侵机制。据调查，被紫茎泽兰侵入3年后的草地牧草基本消退，几乎完全失去放牧利用价值；侵入农田210天后 ，土壤的速效N、P、K分别下降56-96%、46-53%、6-33%，肥力严重下降，不再适合作物生长，而这样的环境却是紫茎泽兰生活的天堂。

在光合效率方面，紫茎泽兰具有特定的高叶面积和较高的气孔传导性，叶寿命和总叶面积也大于当地种，使得在寒冬季节，在当地植物叶片凋落、处于休眠和半休眠状态的时候，其仍能保持大面积的叶片及活跃的光合作用，从而大量积累营养，供其不断生长和繁殖。另外，紫茎泽兰的表型可塑性较强，会根据周围伴生植物的情况，自动调节将营养分配到植株的地上部分，促进其长高，增加对阳光、水分、二氧化碳的获取能力，同时在早春时节对其伴生植物起到遮光作用，影响其生长。

在毒性方面，紫茎泽兰的植株有毒，其内含有芳香化合物和辛辣物质，以及一些尚不清楚的有毒物质，食之会引起食用家畜中毒或死亡，从而保护其不会被动物啃食。另外，其花粉也能引起人畜患过敏性疾病，如使马患气喘病，种子也有毒，是真正的“碰不得”植物。

在天敌方面，由于紫茎泽兰离开原产国，逃离了原本平衡的生态系统，入侵新领地后，缺少天敌和抑制其生长的方法，很容易喧宾夺主，蔓延成片，成为单极优势群落，破坏当地生态系统的结构和功能。

紫茎泽兰的强大入侵能力，使其目前广布于美国、澳大利亚、新西兰、南非、西班牙、印度、菲律宾、马来西亚、新加坡、印度尼西亚、巴布亚新几内亚、泰国、缅甸、越南、中国、尼泊尔、巴基斯坦以及太平洋岛屿等30多个国家和地区。造成了生物多样性的减少和丧失，以及生态系统不可逆转的破坏，间接影响和危害了农业和畜牧业的发展，导致了巨大的经济损失，已成为人类公敌。

▲蔓延成片的紫茎泽兰

为了减缓紫茎泽兰入侵带来的危害，人类已经尝试了很多解决方法，例如：人工铲除；喷洒除草剂；引入其天敌泽兰实蝇Procecidochares utilis进行昆虫防治；引入泽兰尾孢菌Cercospora eupatorii和链格孢菌Alternaria alternala真菌进行生物防除；用印度块菌发育成熟时的分泌物作为紫茎泽兰根部真菌的抑制剂等等，但控制效果都非常有限，无法达到理想的防治效果。

试验证明，紫茎泽兰常出现在干扰的生境，如果植被郁闭度在70%以上，它几乎是无法入侵的，因此保护好我们本土的生物多样性和生态环境是防治的关键。另外，我们在防治的同时，还应科学地发掘其利用价值，将其变废为宝，提高紫茎泽兰的利用率，大大降低其数量。目前，已有研究证明，紫茎泽兰可用来制备富氢燃气和活性炭、有机肥，以及抗菌剂、杀螨剂和灭螺剂等生物农药，具有广阔利用前景。

随着全球经济一体化进程的加快、人类交往的增加以及对环境干扰的加剧，外来生物入侵已成为全球性的社会经济和环境问题，对入侵的控制也成为本世纪人类重大任务之一。每年外来物种的入侵在世界范围造成的经济损失就超过4000亿美元，而中国是外来物种入侵最严重的国家之一，每年导致的经济损失约有600亿元人民币，形势十分严峻。我们应进一步加强对入侵物种入侵过程、生态危害、快速演化和预警防控等科学问题的研究，构建现今和未来外来入侵风险预警机制，制定有效防控措施。

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审核：杜燕

图片：李涟漪