灘涂互花米草除治技術(shù)分析

李婷婷

摘要 近年來，灘涂互花米草的擴(kuò)張、入侵嚴(yán)重影響了我國沿海省市的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對灘涂互花米草的除治成為社會重點關(guān)注的問題?；诖?，通過分析和對比互花米草的物理除治技術(shù)、化學(xué)除治技術(shù)和生物除治技術(shù)使用要點，總結(jié)提出了灘涂互花米草除治技術(shù)應(yīng)用策略，為灘涂互花米草除治提供參考。

關(guān)鍵詞 刈割；互花米草；生物入侵；除治技術(shù)

中圖分類號：S451.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）09–0007-03

互花米草（Spartina alterniflora）原產(chǎn)于美洲大西洋沿岸，因具有較強(qiáng)的繁殖、耐鹽、抗淹能力，其作為促淤造陸、保灘護(hù)岸的物種于1979年引入我國。作為外來物種，互花米草在缺乏管控和較好生長環(huán)境等因素的影響下，迅速發(fā)展為我國沿海地區(qū)灘涂的優(yōu)勢物種，并于2003年被我國列為中國第一批入侵物種[1]。隨著灘涂互花米草的不斷繁殖和擴(kuò)張，在我國的沿海地區(qū)入侵尤為嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重危害到沿海濕地生物的多樣性。從分布區(qū)域來看，互米花草的分布大致可分為3個部分：海岸灘涂地區(qū)、河口地區(qū)、其他受潮汐影響的河灘區(qū)域?；诖?，分析了物理、化學(xué)、生物除治技術(shù)的要點和優(yōu)劣，總結(jié)了灘涂互花米草除治技術(shù)的應(yīng)用策略。

1 互花米草除治技術(shù)分析

1.1 物理除治技術(shù)

物理除治技術(shù)主要原理是利用人工拔除、刈割、旋耕、翻根、遮陰等物理手段，通過破壞互花米草的地上部分阻止互花米草種子的形成、破對地下的根莖等手段阻斷互花米草的有性、無性繁殖的途徑，并通過阻斷其光合作用、阻斷其生長所需的氧氣的途徑，達(dá)到除治的效果[2]。

人工拔除法適用于分布面積較小、分布方式零星以及新入侵和萌發(fā)的互花米草的除治，也可用于與紅樹林等鄉(xiāng)土植物混生分布的互花米草的除治。人工拔除法施工靈活，對于新萌發(fā)的、未生長完全的互花米草除治效果較好，但該方法的除治效率較低。最佳的作業(yè)時間一般在每年的4—6月，通過人工連根拔、挖除互花米草，需要注意的是，在連根拔、挖除時可能會導(dǎo)致根系殘留，需做好根系的清理工作，并且需將人工拔除后的互花米草轉(zhuǎn)移至岸邊進(jìn)行集中處理，防止互花米草形成海漂垃圾。

刈割是物理除治的基礎(chǔ)手段，通過機(jī)械割草機(jī)在互花米草萌發(fā)至種子成熟前，對其地上部分進(jìn)行物理破壞。在刈割時，一般將互花米草的基部殘茬的高度控制在5 cm以下。單純地采用刈割手段，無法除治互花米草的地下部分，因此一般在刈割后，還需進(jìn)行額外的處理。

例如，旋耕法是在互花米草刈割后的補(bǔ)充手段，待刈割后的互花米草自然萌發(fā)后10～15 d，其地面部分的高度生長至15 cm左右，此時利用履帶式機(jī)械旋耕機(jī)，將互米米草的地下根系切碎，并埋入淤泥中。為保證除治效果，需控制旋耕的深度、次數(shù)，深度控制在30～50 cm，次數(shù)一般在2次以上，且每次旋耕的方向要與上一次旋耕的方向相互垂直，增強(qiáng)對根系的破壞效果，從而降低互花米草的新萌發(fā)率，達(dá)到除治的目的，旋耕法一般適用于互花米草成片、大面積分布且淤泥底質(zhì)較硬的中、高潮位灘涂的互花米草除治，除治率可達(dá)到90%以上。

在淤泥底質(zhì)較軟的中、高潮位灘涂的互花米草除治中可采用翻根法，其作為互花米草刈割后的補(bǔ)充手段，在對互花米草刈割后，采用履帶式勾機(jī)對其殘留的基部殘茬和根系進(jìn)行翻挖，在翻挖時，使互花米草調(diào)轉(zhuǎn)過來，讓其根系向上、基部殘茬向下，多次下壓保證其根系能夠深埋至淤泥，進(jìn)而通過阻斷其氧氣的傳輸達(dá)到除治的效果。需要注意的是，控制翻根的深度一般為50～80 cm，且翻根后要整平灘面。通過刈割結(jié)合翻根的除治方法，互花米草的除治率可達(dá)到85%以上。

1.2 化學(xué)除治技術(shù)

化學(xué)除治主要原理是通過噴灑化學(xué)藥劑，利用化學(xué)藥劑藥理除治互花米草，常用的化學(xué)藥劑有高效蓋草能、草銨膦、草甘膦[3]。

高效蓋草能屬于芳氧苯氧基丙酸酯類除草劑，其會被互花米草的葉子吸收，然后傳導(dǎo)至整個植株，并在植物的分生組織中積累和儲存，抑制互花米草體內(nèi)的乙酰輔酶A羧化酶，使脂肪酸的合成受阻，進(jìn)而根除雜草。對于幼苗期互花米草的見效較快，施藥到幼苗死亡為6～10 d，對于成熟期、較大個體的互花米草致死時間會延長，但可以明顯觀察到根尖發(fā)黑、地上部分生長受到抑制的狀態(tài)。施藥后48 h即可觀察到受害癥狀，首先是節(jié)、芽等分支部分變褐，然后是心葉逐漸變?yōu)樽仙?、黃色，最后整個植株枯死，對于互花米草植株的老葉則是先變成紫、橙然后枯萎。用藥量隨著互花米草的生長情況予以調(diào)整，對于3～4葉期，高效蓋草能的施藥量為370～520 mL/hm2，噴灑時加450 kg水稀釋；當(dāng)互花米草處于4～6葉期，施藥量則可增至600～850 mL/hm2；對于多年生的互花米草，施藥量可增至1 200～1 600 mL/hm2。

對于除治互花米草，還可以選擇草銨磷、草甘膦。其中，草銨膦又稱草丁膦，屬于膦酸類除草劑，主要作用于互花米草體內(nèi)的谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS），通過與ATP結(jié)合搶占谷氨酰胺合成酶的反應(yīng)位點，抑制谷氨酰胺合成酶，阻礙植物體內(nèi)谷氨酰胺的合成，從而使植物體內(nèi)氮代謝紊亂，進(jìn)而使得銨的積累過量，導(dǎo)致植物的葉綠體發(fā)生解體，影響互花米草的光合作用，最終導(dǎo)致互花米草死亡。草銨膦除治互花米草的速度較快，從施藥到死亡7～13 d，施藥后2～6 h互花米草的光合作用就會受阻，24 h內(nèi)則會停止生長，2～3 d則會出現(xiàn)植株失綠、部位壞死等癥狀，并且草銨膦的持續(xù)作用較長，一般為25～45 d。施藥時一般在互花米草分蘗始期，施藥量為0.7～

1.2 kg/hm2，直接噴灑于互花米草群體即可，增加施藥量可延長草銨膦的持續(xù)作用時間。

草甘膦屬于有機(jī)膦類除草劑，主要作用于互花米草體內(nèi)的烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶（EPSPS），主要是與EPSPS的合成發(fā)生競爭，抑制互植物體內(nèi)莽草素的轉(zhuǎn)化過程，降低蛋白質(zhì)合成時所需要的丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的產(chǎn)生量，進(jìn)而阻礙蛋白質(zhì)的形成，殺死互花米草。由于草甘膦會與土壤中的鐵、鋁等金屬離子結(jié)合導(dǎo)致失效，因此其無殘效作用，作用時間較長，一般在噴藥后10～15 d互花米草才會變黃失綠、枯萎死亡。施藥量一般控制在0.12～2.00 kg/hm2，使用時加20～30 kg水稀釋，采用噴霧的方式，直接噴灑在互花米草株體上，對于已被割除莖葉的互花米草，應(yīng)待其互花米草柄生至有足夠的新生葉片時再施藥。

1.3 生物除治技術(shù)

互花米草生物除治技術(shù)主要有3種途徑，分別是引入互花米草的天敵、利用植物化感作用、利用鄉(xiāng)土植物進(jìn)行生物替代。

首先，引入互花米草的天敵主要包括昆蟲、寄生蟲、病原菌等，如食草昆蟲玉黍螺（Littoraria irrorata Say）、光蟬（Prokelisia marginata）通過直接取食用互花米草的葉片，抑制其生長。病原菌除治可采用麥角菌[Clavieps purpurea （Fr.）Tul．]，麥角菌可通過寄生在互花米草的子房內(nèi)，使其子房變?yōu)榫藲淖臃拷M織，并突破子房壁，生成分生孢子，通過孢子分泌具有甜味的黏性物質(zhì)，引誘昆蟲并附著于其身上，使分生孢子傳播至互花米草健康的花穗上，從而實現(xiàn)對互花米草的除治。

其次，植物化感作用是植物在其與微生物之間產(chǎn)生的相互作用中所起到的作用，包括正常的共生關(guān)系和抗性反應(yīng)。在利用植物化感作用進(jìn)行生物除治時，主要原理為無瓣海桑、蘆葦?shù)戎参镌谏L的過程中會釋放化感物質(zhì)，化感物質(zhì)被互花米草吸收后，會抑制互花米草的光合作用、減弱其呼吸作用的效果，降低其結(jié)實率，進(jìn)而抑制互花米草的生長，難以致死。

最后，生物替代是利用環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)、競爭能力較強(qiáng)的人工選育的鄉(xiāng)土植物，與互花米草進(jìn)行生態(tài)位的競爭，從而達(dá)到降低互花米草覆蓋率的目的，常用的植物主要為紅樹林、蘆葦、短葉茳芏、南方堿蓬等[4]。生物替代的方法對環(huán)境的影響小，見效時間長，但需大面積種植和監(jiān)管，單獨使用時效果不理想，應(yīng)輔助其他除治技術(shù)使用，生物替代效果持續(xù)時間較長，可對互花米草除治后的區(qū)域進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，恢復(fù)物種的多樣性。該方法在多地得到廣泛使用，以福建省泉州市為例，泉州市于1982年引進(jìn)互花米草，隨著互花米草的快速擴(kuò)散，截至2021年，泉州灣的互花米草面積已達(dá)9.67 km2。為清除互花米草，福建省于2022年開展互花米草除治攻堅行動，泉州市計劃在年內(nèi)完成河口濕地保護(hù)區(qū)全域20 km2互花米草治理，并與保護(hù)區(qū)一同開展紅樹林生態(tài)修復(fù)項目。該項目占地約為0.21 km2，利用物理方法和生物替代的方式對互花米草進(jìn)行治理、對紅樹林進(jìn)行修復(fù)，預(yù)計種植紅樹林植物0.15 km2，按照潮位進(jìn)行區(qū)域的劃分，在不同區(qū)域混種球茄、桐花樹、白骨壤等紅樹林植物，借此增強(qiáng)生物的多樣性，避免空間結(jié)構(gòu)的單一性，減少病蟲害的發(fā)生。

1.4 技術(shù)優(yōu)劣對比

物理除治技術(shù)，雖然在短時間內(nèi)比較有效，但其需要多次清除，成本相對較高，且處理效果受刈割的時間、間隔長度和頻率的影響較大。從長遠(yuǎn)來看，難以有效地徹底根除互花米草的入侵?；瘜W(xué)除治技術(shù)的見效較快，但通常只能清除地表以上部分，難以有效根除互花米草的種子和根系，加之化學(xué)藥劑會存在一定的毒性和殘留等問題，難免會對環(huán)境內(nèi)的其他植物、底棲動物造成影響。生物除治技術(shù)的成本相對較低、效果持續(xù)時間較長，但其在引入天敵時存在其他物種的入侵的風(fēng)險，可能會對鄉(xiāng)土植物造成一定的影響，而單純地進(jìn)行生物代替法，風(fēng)險較小，見效較慢。只應(yīng)用某一種防治技術(shù)，難以完全滿足要求，結(jié)合泉州灣河口濕地自然保護(hù)區(qū)的互花米草除治案例可知，在對互花米草進(jìn)行除治時，應(yīng)綜合分析技術(shù)應(yīng)用的利弊，通過應(yīng)用綜合的除治技術(shù)，保證除治效果的同時，降低除治技術(shù)的應(yīng)用成本[5-6]。

2 灘涂互花米草除治技術(shù)應(yīng)用策略

2.1 完善互花米草的防控體系

完善的防控體系應(yīng)包括信息收集、早期預(yù)警和分級防控。通過信息收集，了解互花米草的實際情況，并通過早期預(yù)警及時做好防控準(zhǔn)備工作，最終通過分級別、分階段、分地域的防控，使防控資源得到充分利用，增強(qiáng)防控效果[7]。

首先，通過無人機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)和現(xiàn)場調(diào)查的方式，收集互花米草的種群規(guī)模和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境信息，如氣候、土質(zhì)等。其次，利用遺傳算法等方法、模型，對互花米草的入侵、擴(kuò)散動態(tài)進(jìn)行模擬，并根據(jù)模擬效果，預(yù)測、劃分互花米草可能發(fā)生入侵行為的潛在區(qū)域和已經(jīng)發(fā)生入侵行為的重點區(qū)域，實現(xiàn)早期預(yù)警。最后，根據(jù)區(qū)域的劃分，在潛在區(qū)域做好預(yù)警工作，防范互花米草入侵行為的發(fā)生，出現(xiàn)預(yù)警及時排查、清理和鏟除。對于重點區(qū)域，根據(jù)互花米草的生態(tài)風(fēng)險，劃分不同的低、中、高風(fēng)險區(qū)域，對不同區(qū)域采用針對性的對策，并通過建立除治模型，對除治方案進(jìn)行效益和環(huán)境影響的評估，調(diào)整除治方案[8]。

例如，對于低風(fēng)險地區(qū)，對除治后的區(qū)域設(shè)置觀察期，及時除治由殘留根系育生的互花米草，防止二次入侵。對于中風(fēng)險地區(qū)，該地區(qū)的互花米草處于入侵初期，其種群的規(guī)模較小，可通過物理除治技術(shù)和生物除治技術(shù)聯(lián)合防控，幫助鄉(xiāng)土植物占據(jù)生態(tài)位。對于高風(fēng)險地區(qū)，該地區(qū)的互花米草的入侵時間較長、面積較大，則可從種群密度較低的區(qū)域出發(fā)，通過物理、化學(xué)除治技術(shù)進(jìn)行除治，并通過生物除治技術(shù)中的生物替代，降低二次入侵的風(fēng)險。

2.2 調(diào)整互花米草除治技術(shù)體系

現(xiàn)階段，雖然互花米草已經(jīng)引發(fā)一系列的入侵危害，但其在促淤造陸等方面也具有積極作用，并且互花米草還具有生物量豐富、熱值高等特點[9]。因此，在對互花米草的除治時，不應(yīng)采取“一刀切”的方式。在互花米草可控的情況下，可在合適的區(qū)域保留，調(diào)整現(xiàn)有的除治技術(shù)體系，構(gòu)建“主防治+副利用”的技術(shù)體系。通過對互花米草的利用，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為互花米草的防治提供支持，形成良好的循環(huán)。

首先，加大研發(fā)投入?；谑袌龅男枨筇剿骰セ撞莸纳顚觾r值，如利用互花米草的抗逆基因培育優(yōu)質(zhì)的作物，或利用其富含的蛋白質(zhì)、有機(jī)酸開發(fā)蛋白粉制品、功能飲料等保健品，或利用其富含的黃酮、香豆素類有機(jī)物制備天然化妝品和天然的食品添加劑等，通過加大研發(fā)力度提高產(chǎn)品的品質(zhì)，使開發(fā)互花米草有較高效益[10]。其次，將研究成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，促進(jìn)互花米草產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，并不斷優(yōu)化高值產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，形成完整的互花米草高值化產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈，并加大對產(chǎn)品的推廣力度。最后，將通過高值化產(chǎn)品獲取的利潤，反饋至互花米草的防治工作，實現(xiàn)對互花米草的掌控，從根本上解決灘涂互花米草的除治問題。

3 結(jié)束語

為解決灘涂互花米草入侵問題，分析總結(jié)了物理除治技術(shù)、化學(xué)除治技術(shù)以及生物除治技術(shù)，物理除治技術(shù)包括人工拔除、刈割、旋耕、翻根、遮陰等物理手段，化學(xué)除治可以使用高效蓋草能、草銨膦、草甘膦等除草劑，生物除治可引入互花米草天敵昆蟲如光蟬、玉黍螺等，并通過種植選育的紅樹林、蘆葦?shù)戎参飺屨纪炕セ撞莸纳鷳B(tài)位，從而達(dá)到對灘涂互花米草的除治目的。經(jīng)對比，只應(yīng)用某一技術(shù)難以取得良好的治理效果，相關(guān)部門應(yīng)綜合選取互花米草除治技術(shù)，并在對互花米草除治技術(shù)分析研究的基礎(chǔ)上，完善互花米草的防控體系、調(diào)整互花米草除治技術(shù)體系，從而增強(qiáng)互花米草的除治效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 欒兆擎，閆丹丹，薛媛媛，等.濱海濕地互花米草入侵的生態(tài)水文學(xué)機(jī)制研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報，2020，37 （4）：469-476.

[2] 李飛飛，高珂曉，朱金方，等.綜合物理防控技術(shù)對鹽城大豐港互花米草的控制效果[J].生態(tài)學(xué)報，2021，41（24）：9637-9644.

[3] 喬沛陽，王安東，謝寶華，等.除草劑對黃河三角洲入侵植物互花米草的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2019，39（15）：5627-5634.

[4] 李賀鵬，張利權(quán).外來植物互花米草的物理控制實驗研究[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，53（6）：44-55.

[5] 于彩芬，許道艷，邢慶會，等.淺談環(huán)渤海地區(qū)互花米草（Spartina alterniflora）防治建議[J].海洋環(huán)境科學(xué)，2021，40（6）： 903-907.

[6] 謝寶華，路峰，韓廣軒.入侵植物互花米草的資源化利用研究進(jìn)展[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報（中英文），2019，27（12）：1870-1879.

[7] 劉展航.互花米草入侵下黃河三角洲濱海濕地植被和土壤生態(tài)化學(xué)計量特征[D].煙臺：魯東大學(xué)，2022.

[8] 吳月明.硫?qū)I海濕地入侵植物互花米草耐鎘脅迫的調(diào)控機(jī)制[D].鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)，2022.

[9] 陳思明.互花米草（Spartina alterniflora）在中國沿海的潛在分布及其對氣候變化的響應(yīng)[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報， 2021，37（12）：1575-1585.

[10] 林燕臻.不同入侵年限的互花米草對閩江口濕地沉積物礦化速率的影響[J].當(dāng)代化工研究，2022，22（6）：99-101.

Analysis on the Control Technology of Spartina alterniflora in Beach

Li Ting-ting （Quanzhou Bay Estuary Wetland Nature Reserve Development Center， Quanzhou， Fujian 362000）

Abstract In recent years， the expansion and invasion of Spartina alterniflora in mudflat have seriously affected the ecological environment and economic development of coastal provinces and cities in China， and the eradication of Spartina alterniflora in mudflat has become a major social concern. Based on this， through the analysis and comparison of Spartina alterniflora physical removal technology， chemical removal technology and biological removal technology， the application strategy of mudflat Spartina alterniflora removal technology was summarized， providing reference for mudflat Spartina alterniflora removal technology.

Key words Cutting; Spartina alterniflora; Biological invasion; Eliminating technology