入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

每年的七八月份,天山深處的巴音布魯克小鎮都會異常熱鬧。為了一覽開都河九曲十八彎的壯麗景觀和湖面上白天鵝的優美舞姿,全國各地的遊客集聚到這片有著“富饒的泉水”之稱的高山草甸草原。然而,首先映入他們眼簾的既不是朝思暮想的開都河也不是翩翩起舞的白天鵝,而是由我們構成的一望無際的粉紅色花海。當遊客驚豔於我們的美豔時,牧民們臉上展現的卻是無限的憂愁。

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

巴音布魯克草原(範書財攝)

我的真實身份

大家好,我叫甘肅馬先蒿(Pedicularis kansuensis),隸屬於列當科馬先蒿屬,在屬內,我有約800個兄弟姐妹,他們遍佈北溫帶,其中近半數種類集中分佈在我國的西南高山地帶,那裡被認為是馬先蒿屬的一個分化中心。

在新疆一共有31種馬先蒿屬植物。2000年左右我在新疆的巴音布魯克高寒草甸開始蔓延,隨後就被列為重點關注對象。當時大家把我誤認為我的“一個哥哥”輪葉馬先蒿(P. verticillata),因為我們在形態上存在很多相似之處。後來,中科院新疆生態與地理研究所和昆明植物所的研究人員在聯合考察過程中發現我的體型較為高大、分枝很多,花冠顏色多變,並且花萼前方不開裂,覺得我在形態上更接近“甘肅馬先蒿”。2016年,他們利用最大似然法對matK,rbcL和trnH-psbA三個片段進行聯合分析,發現我和甘肅馬先蒿聚為一支,且支持率達到100%。從此,我的真實身份終於被揭曉。

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

甘肅馬先蒿在新疆巴音布魯克草原綻放

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

種類繁多的馬先蒿

我不是一個“人”在生活

如果你將我挖出,仔細觀察我的根部,也許你會發現我不是獨立存在的。我可以通過根部產生的一種寄生器官——吸器,牢牢地抓住我的鄰居,並從他們那裡掠奪可口的食物。

我產生的吸器內部有一條或幾條由導管組成的通道(研究人員稱之為木質橋),它就像一根吸管一樣,插入寄主植物的維管組織,我通過較高的蒸騰能力作為動力,輕輕一吸,寄主植物維管組織中的養分就會源源不斷的流入我的身體,供我長大。這是我的本能,因為我是寄生植物,確切的說是半寄生植物。

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

甘肅馬先蒿吸器—木質橋

就寄生植物而言,根據寄生植物與寄主的關係、依賴程度一般分為全寄生植物和半寄生植物。所謂的全寄生植物是指體內不含葉綠素,不能自主進行光合作用,必須依靠寄主提供全部營養物質的植物,比如新疆的明星植物肉蓯蓉(Cistanche spp.),鎖陽(Cynomorium songaricum)等。而半寄生植物自身含有葉綠素,可以自主完成光合作用,但需要從寄主體內吸收部分或全部的水分和養分的植物,如名貴植物檀香(Santalum album)。

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

肉蓯蓉

就我而言,我自己可以進行光合作用,但必需從寄主植物體內吸取部分水分和養分才能維持我的生存和發展。只有源源不斷的水分和養分通過吸器從其他植物流入到我的體內,我才能夠正常的開花結實,完成我的生命史。

我的寄主範圍很廣,大部分和我在根部有接觸的物種,我都可以將其緊緊的抓住,像吸血鬼一樣從其體內吸收養分和水分,但是我也有個人偏好,像新疆人鍾愛拉條子一樣,我更喜歡禾本科植物。我不斷的吸食會導致本應枝繁葉茂在生態系統中佔優勢的寄主植物表現的“面黃肌瘦”。

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

馬先蒿-寄主共同體

從整個群落的穩定性來講,寄主植物的長勢變弱會削弱其自身的競爭力,從而改變群落的物種組成,影響生態系統的穩定性。

我還是入侵性本土植物

除了半寄生植物這個頭銜,近年來科研工作者又給我扣了一個新帽子——入侵性本土植物

傳統意義上的,生物入侵是指“生物物種擴展到一個新的地區,在新的區域裡,其後代可以繁殖、擴散並維持下去”。而入侵種則被認為是“已引起或很可能引起對經濟、環境、和人類健康產生危害的外來種”。

實際上,從時間和空間尺度上很難明確地區分外來種還是本地種。於是,Alpert等(2000)將入侵種定義為“在空間上傳播,並對已經存在的物種產生負作用的物種”,理論上包括入侵性的外來種和入侵性的本土種,兩者的共同特點是蔓延並造成危害。

憑藉著結實率高、種子量大,種子萌發率和幼苗成活率高,形態可塑性強,可適應多種環境條件等特點,我表現出了超強的入侵性。2000年左右,我從高海拔的山地草甸轉戰來到水草豐茂的巴音布魯克草原,憑藉超強的入侵性以燎原之勢迅速開疆拓土,在巴音布魯克高寒草地中佔據了主導地位,直接造成當地草場退化,牧草產量下降,給畜牧業造成了直接的衝擊。所以稱我為入侵性本土植物最恰當不過。

從空間尺度上講,入侵應該有一個方向性,這時我從哪裡來就成了一個值得關注的問題。我在新疆被正名以前,我被認為是青藏高原特有種。現在我的分佈區呈現青藏高原-天山間斷分佈。在青藏高原和天山之前隔著廣闊的乾旱區(塔里木盆地)。那麼,我在天山地區出現就存在兩種可能:1)在乾旱區出現之前(那應該是很久很久很久以前的事情了),我就已經在天山有分佈,現在的間斷分佈只是乾旱化的擴大把原本統一連續的整體分割開來;2)我的種子在某種外力的作用下跨越廣闊的乾旱區,從青藏高原長距離遷移到了天山。針對上面兩種可能性,中科院生地所的科研人員通過從青藏高原和天山地區廣泛採樣,利用

譜系地理和分佈區模擬相結合,確定了我應該是在末次冰盛期之後(遠遠晚於乾旱化的擴大)在天山出現的。也就是說我是從青藏高原跨越廣闊的乾旱區來到了天山。

天呢!我都不敢想象我有這樣的能力!

確實,我沒有這樣的能力!

悄悄的告訴你,有外力的存在!

至於是何種外力協助我跨越廣闊的乾旱區,目前還沒有確切的答案。在排除了自然環境影響後,推斷可能是戰爭過程中的糧草押運,車輪、馬蹄間隙等(很扯,但可能性很大),或者人工草地的推廣和邊坡修復工程過程中草種調運夾帶了我的種子。

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

甘肅馬先蒿現代地理分佈格局

我給牧民帶來的煩惱

自我在巴音布魯克草原被發現以後,憑藉超強的入侵性迅速開始蔓延。2013年我已經開拓了將近90萬畝。我的到來直接導致巴音布魯克草原上狐茅和針茅等優良牧草枯死,優良草場轉變為劣等草場。而我自己由於適口性差,並不受家畜喜歡。目前造成每年損失牧草144000噸,給牧民直接造成經濟損失約2880萬元/年。我的蔓延,令當地牧民和政府部門苦不堪言,我估計他們對我已經恨的牙根癢癢,恨不得吃了我(我想這是一個根除我的好方法,如果我可以吃的話)。

針對我,和靜縣專門成立了防除馬先蒿工作領導小組,全力動員當地牧民開展草原毒害草防除工作。每年投入大量的人力、物力、財力對我進行機械刈割和人工拔出(盛花期,阻止結實),另外也開展少量的化學防除試驗。然而,效果並不明顯。實在不好意思的是,目前我仍以每年0.3萬公頃的速度蔓延。

除了在新疆巴音布魯克草原,我近年來也在其他地區積極的開疆拓土。新疆生地所研究人員基於2014年開展的野外調查及新近的一些研究結果,發現我這一入侵性的本土植物已在巴音布魯克以外的地區開始蔓延,且勢頭猛烈,如新疆巴里坤縣和青海省部分地區。

入侵性本土植物是啥?比如這種天山深處的“美人”……

甘肅馬先蒿蔓延危害(A,新疆巴音布魯克;B,新疆巴里坤;C,青海門源縣)和生境多樣化(D-I)

為了防止我進一步擴張,並降低我的危害,中科院生地所聯合中科院昆明植物研究所的研究人員針對我的生活史、傳播途徑、群落結構、對關鍵生態因子的響應以及蔓延遺傳基礎開展相關的研究。他們發現,我的家族之所以這麼壯大,是因為我們不挑食(寄主範圍廣)且具有極強的繁殖力和較高的種群遺傳多樣性等特點。

此外,他們在研究中發現了土壤中的一些微生物(如叢枝菌根真菌)可以抑制我的吸器的產生,並且可以調節我和寄主植物之間的互作關係,減輕我的危害。然而,這些結果還遠遠不能從根本上解決我的蔓延和擴張。期待新的研究成果能夠減輕我的罪惡,還草場一片綠色,還牧民應有的收入。


分享到:


相關文章: