互花米草( 学名 : Spartina alterniflora Loisel.)为 禾本科 (Poaceae) 米草属 ( Spartina ) 多年生草本 植物 。互花米草原产于 北美洲 与 南美洲 的 大西洋 沿岸,分布于亚热带到温带沿海地区宽广的气候带,主要生长在 海滩 高潮带下部至中潮带上部的宽广的 潮间带 。在中国分布于 山东省 、 江苏省 、 浙江省 等地 。互花米草根系发达,繁殖能力极强,高度耐盐、耐涝,但不耐旱 。
互花米草地下部由短而细的须根和 根状茎 组成,茎秆坚韧、直立,高可达1-3米。叶互生,呈长 披针形 ,具 盐腺 ,叶表面往往有白色粉状的盐霜出现。 复总状花序 ,具10-20个穗形 总状花序 ; 两性花 。 颖果 长,胚呈浅绿色或蜡黄色。互花米草的种子在8-12月成熟,其花期与地理分布位置有关 。
互花米草 植被 密集,地下根茎系统发达,可起到促淤造陆、消浪护堤、改善土壤、去除水体污染物的作用 。互花米草干草粉碎后可用作补充草料。并且,互花米草还可用作为水稻基肥、 造纸 原材料 。
互花米草生命力强,生态耐受幅度很广,易形成单一、密闭、成片的植物种群,对 生态环境 造成危害 。其曾被列入世界最危险的100种入侵种名单。后又陆续被《中国第一批外来入侵物种名单》《中国入侵植物名录》《中国重点管理外来入侵物种名录》收录 。防治互花米草,可采用物理消除、喷施 除草剂 、引入天敌等方法 。
引种历史
互花米草原产于 北美洲 与 南美洲 的 大西洋 沿岸,在美国西部和 欧洲 海岸 归化 。1979年,中国从 美国 引进。1980年在中国福建沿海等地试种,1982年扩种到中国江苏、 广东省 、 浙江省 和 山东省 等地。最初引种的目的是保滩护岸、改良土壤、绿化 海滩 、改善海滩 生态环境 。种植初期对沿海护堤造地、消浪减波起到了一定作用,但因其繁殖力强、根系发达、传播范围广且缺少天敌,已在中国黄河入海口泛滥成灾,对沿海滩涂多种海洋生物构成严重威胁 。
形态特征
互花米草为 多年生草本 植物 。
茎
地下部分通常由短而细的须根和长而粗的 地下茎 ( 根状茎 )组成,植株 茎秆 坚韧、直立,高可达1-3米,直径在1厘米以上 。
叶
茎节具 叶鞘 ,叶腋有腋芽。叶互生,呈长 披针形 ,长可达90厘米,宽1.5-2厘米,具 盐腺 ,根吸收的盐分大都由盐腺排出体外,因而叶表面往往有白色粉状的盐霜出现 。
花
圆锥花序 长20-45厘米,具10-20个穗形 总状花序 ,有16-24个 小穗 ,小穗侧扁,长约1厘米; 两性花 ;子房平滑,两 柱头 很长,呈白色羽毛状; 雄蕊 3个, 花药 成熟时纵向开裂, 花粉 黄色 。
果实与种子
颖果 长0.8-1.5厘米,胚呈浅绿色或蜡黄色 。
物种分布
互花米草原产于 北美洲 与 南美洲 的 大西洋 沿岸,分布于 热带 、 亚热带 到 温带 沿海地区宽广的气候带,主要生长在 海滩 高潮带下部至中潮带上部的宽广的 潮间带 。近200年来,由于人类活动,互花米草已从其原产地扩展到 英国 、 法国 、 西班牙 、 美国 、 墨西哥 等地。互花米草在中国沿海地区分布广泛,包括 山东省 、 江苏省 、 浙江省 、 福建省 、 广东省 等地 。
生长习性
互花米草高度耐盐、耐涝,能适应周期性的潮水淹没,但耐旱能力差,不能在海潮不及的海滩或长期淹水的低滩中生存。其根系发达,常密布于地下30厘米深的 土层 内,有时可深达地下50-100厘米。互花米草繁殖能力极强,穗粒数最多可达665粒,每平方米可结种子几百万粒,单株一年内可繁殖几十甚至上百株。其种子在8-12月成熟脱落后,可保持休眠状态至翌年春天,且互花米草成熟的种子能随风浪、海潮漂流,遇合适的 海滩 位置和较好的立地条件能自行萌芽,定植并形成 种群 ,随后通过人类活动或自然环境扩散传播 。互花米草的花期与其地理分布有关,在北美一般是6-10月,南美则是12月到次年6月, 欧洲 则是7-11月。在 新西兰 和美国 华盛顿州 的Padilla 海湾 ,互花米草甚至都不开花 。
繁殖
互花米草为 两性花 ,主要通过风媒传播 花粉 , 雌花 先成熟, 柱头 在花粉囊裂开之前伸出,以接受早熟花的花粉。互花米草可自花授粉,也可异花授粉,其异花授粉成功率显著高于自花授粉,异花授粉的结实率与种子活力较高,而自花授粉产生的种子无萌发能力 。
互花米草的 繁殖体 包括种子、 根状茎 与断落的植株,以种子繁殖为主。在适宜的条件下,互花米草3-4个月即可达到 性成熟 ,每个 花序 上会结出大量的种子。在 潮汐 的作用下,部分植株及根状茎被冲刷、断落,种子―并随潮水漂流,同样也具有一定的繁殖力。对已经建立的互花米草 种群 ,其局部的扩张主要依赖根状茎的延伸。在美国 华盛顿州 的滩涂上,互花米草根状茎的横向延伸速度为每年0.5-1.7米。互花米草还以分株的方式进行繁殖,其 地下茎 横走迅速,一般可产生大量的分株苗 。
物种入侵
物种危害
互花米草生命力强,生态耐受幅度很广,易形成单一、密闭、成片的植物种群,逐渐在许多地方演变成一种害草,后被列入世界最危险的100种入侵种名单。其物种危害主要表现为:
入侵名录
2003年,互花米草被列入《中国第一批外来入侵物种名单》 。
2013年,互花米草被《 中国入侵植物名录 》列为1级恶性入侵类物种 。
2023年,互花米草被列入 中国 《重点管理外来入侵物种名录》 。
防治方法
物理防治
互花米草的物理防治方法主要有 割、翻耕、碎根、火烧等,这属于环境友好型的防治方法,但物理防治一般需要多次操作才会治理彻底,耗时又耗力 。
化学防治
互花米草的 化学 防治主要通过喷施 除草剂 进行,中国福建曾采用米草净、米草 星等 药剂清除互花米草。 美国 、 南非 、 西班牙 等国常采用 咪唑 烟酸 、 草铵膦 、 草甘膦 、 咪唑乙烟酸 等清除互花米草。但除草剂会对 生态环境 造成污染,影响当地生物的繁殖和发育,甚至危害人类健康 。
生物防治
生物防治 是指利用昆虫、真菌以及病原生物等天敌来抑制互花米草生长和繁殖,该方法在中国广东和 上海市 应用较多,曾采用 红树植物 和芦苇植物作为替代植物控制互花米草,但生物防治方法还不成熟,易造成二次生态入侵,整个治理过程及效果需要几年甚至几十年,耗时相对较长 。
用途
环境保护
互花米草 植被 密集,可有效阻缓水流和风浪,具有促淤造陆、消浪护堤的作用。其发达的地下 根状茎 系统,能固定滨海疏松流动且受潮水间断浸渍的淤泥质土壤。互花米草是高光效植物,茎叶繁盛,根系发达,在滩涂种植有利于改善土壤的 理化 性质,提高 土壤肥力 和有机质含量。此外,互花米草对活水中的污染物 吸附 能力较强,可有效去除污染物 。
工业原料
互花米草干草粉碎后配入饲料中喂养草食家畜,效果较好,因此可在冬季 杂草 枯萎期用作草食家畜的补充草料。其还具有明显的改土增产效果,可作为水稻基肥使用。此外,互花米草还可用作生产中低档纸的原材料 。
相关研究
重金属富集研究
有学者通过实验研究互花米草入侵对滨海湿地 沉积物 重金属的富集迁移效应,发现互花米草入侵湿地的沉积物中重金属含量增加,且随着互花米草入侵年限增加,沉积物重金属含量呈增加趋势。互花米草的不同部位对重金属的累积存在差异,表现为根>叶>茎 。
耐铅研究
有学者通过实验研究在不同浓度的铅胁迫下,互花米草的相关生理指标的变化。发现互花米草的 L-脯氨酸 和可溶性糖含量均随着铅浓度的增加而显著增大,其中须根的 生物量 受铅胁迫的影响不显著,且还可积累着大部分的铅。 柠檬酸 是互花米草须根中含量较大的 有机酸 ,其与铅积累间存在极显著的正相关,这说明柠檬酸可能指示互花米草须根中的铅积累 。
物种对比
互花米草与 大米草 ( Spartina anglica )为同属相近种,其区别如下 。