评估南非入侵性巨型芦苇（Arundo donax，禾本科）的三种管理方案

《South African Journal of Botany》：Evaluating three management options for the invasive giant reed, Arundo donax (Poaceae), in South Africa

吉普赛杂草在南非的入侵管理研究，测试顶端切割、伐桩灭草剂和地面切割三种方法，发现顶端切割促进寄生蜂种群但抑制效果有限，其他方法在减少茎密度和高度上无效但降低生物量。

　　本研究聚焦于一种广泛分布且极具侵略性的外来植物——巨芦苇（*Arundo donax* L.），其在南非的生态环境中造成了显著的影响。巨芦苇属于禾本科植物，是一种高大、强壮、具有地下茎的植物，能够迅速生长并侵占多种生境，包括河岸、湿地，甚至整个河流通道。它在干旱地区也能生长，如灌木丛、山坡、开阔森林以及路边。在入侵地区，巨芦苇通常形成密集、难以穿透的植株群落，对生态、社会和经济方面产生深远影响。

巨芦苇在南非的入侵历史可以追溯到三百多年前，最初被引入用于屋顶材料和屏障用途。此后，它迅速扩散至全国各个气候区域和植被生境，成为某些地区的常见物种。在南非，巨芦苇的分布范围非常广泛，覆盖了超过659个四分之一度网格单元（QDGC），其中70%以上位于南非的多肉灌木区、开普植物区（CFR）和灌丛区。这些区域的生态系统尤为敏感，巨芦苇的高水分消耗率对当地的水资源构成威胁，尤其是在干旱和半干旱地区。

在南非，目前的管理策略主要依赖于化学控制（如使用除草剂，通常为切桩法或叶面喷洒）、割草（将芦苇茎剪至地面）或人工移除地下茎。然而，这些传统方法存在一定的局限性，例如成本较高、通常需要重复施用、常伴随非目标生物的负面影响，且仅适用于可进入的区域，因此通常只能在非常局部的范围内实施。此外，化学控制方法对环境的影响也较为显著，因此寻找更加可持续和环保的管理手段成为研究重点。

在这一背景下，生物控制作为一种替代性管理策略，逐渐受到关注。生物控制是指从植物的原产地引入特定的天敌生物，以控制其入侵行为。巨芦苇的生物控制在北美地区已有研究基础，其中一种茎瘤瘿蜂（*Tetramesa romana* Walker）被发现对巨芦苇具有显著的控制作用。这种瘿蜂原产于地中海和北非地区，其在北美地区被释放后，迅速建立了稳定的种群，并在一些入侵区域表现出良好的控制效果。在南非，2010年首次发现该瘿蜂在巨芦苇上广泛分布，但其引入时间和方式尚不清楚。

研究者认为，通过特定的植物管理措施，如在特定时间对巨芦苇进行修剪（“顶部修剪”），可以提高瘿蜂种群的数量，从而增强其对巨芦苇的控制效果。在北美地区，研究表明，将巨芦苇茎修剪至约两米高度可以促进侧枝的旺盛生长，这些侧枝为瘿蜂提供了理想的产卵场所。因此，研究者提出，通过调整植物的形态结构，可以提升寄主植物的质量，从而最大化瘿蜂的控制效果。

为了验证这一假设，研究者在南非的一个亚热带沿海地区开展了一项为期一年的实地试验。试验中，研究者对三种不同的管理方法进行了比较：顶部修剪、切桩施用除草剂以及地面割草。研究的主要目标是评估这些方法对巨芦苇植株高度、密度、侧枝数量和长度以及这些部分的干重的影响，特别是在试验后的六个月。此外，研究还关注这些方法在不同季节（夏季和冬季）对巨芦苇生长参数的影响差异，以及它们对瘿蜂种群数量和分布的影响。

试验结果显示，虽然季节和管理方法对巨芦苇的茎密度没有显著影响，但夏季样本的茎密度普遍高于冬季样本。这表明，季节变化对巨芦苇的生长具有一定的影响，尤其是在茎密度方面。此外，顶部修剪对巨芦苇的茎高度和侧枝生长有积极影响，能够促进侧枝的旺盛生长，从而为瘿蜂提供更多的产卵场所。然而，切桩施用除草剂和地面割草虽然能够减少巨芦苇的茎高度和茎密度，但对侧枝的生长和干重影响有限。

在瘿蜂种群方面，顶部修剪方法似乎能够显著提升其数量，尤其是在试验后的六个月。然而，研究者并未发现这些增强的瘿蜂种群对巨芦苇的生长产生显著的抑制作用。这可能与瘿蜂的寄生特性有关，其主要通过内部寄生的方式影响植株生长，导致植株生长受阻，但不会完全杀死植株。因此，顶部修剪方法可能在短期内有助于提高瘿蜂的种群数量，从而增强其对巨芦苇的控制作用，但其长期效果仍需进一步研究。

此外，研究还指出，虽然在北美地区，顶部修剪方法已被证明能够有效提升瘿蜂的控制效果，但在南非的试验中，这一方法的效果并不显著。这可能与南非的气候条件、巨芦苇的生长特性以及瘿蜂的适应性有关。因此，研究者建议在南非的管理实践中，需要进一步探索适合本地环境的管理策略，以确保生物控制方法的有效性和可持续性。

在南非，目前的生物控制项目始于2013年，主要基于北美地区的研究成果。然而，由于南非的生态环境与北美存在显著差异，因此需要对瘿蜂的适应性、寄生能力和对巨芦苇的控制效果进行本地化研究。研究者认为，尽管在北美地区，瘿蜂已被成功引入并建立了稳定的种群，但在南非，由于其引入时间和方式尚不清楚，因此需要进一步确认其是否能够长期维持种群，并有效控制巨芦苇的生长。

试验中还发现，虽然顶部修剪方法能够提高瘿蜂的种群数量，但对巨芦苇的茎密度和茎高度影响有限。这表明，顶部修剪方法可能在一定程度上能够促进瘿蜂的寄生行为，但其对巨芦苇的直接控制效果并不显著。因此，研究者建议，在南非的管理实践中，应结合多种方法，如顶部修剪、除草剂施用和割草，以实现对巨芦苇的有效控制。

此外，研究者还关注了巨芦苇对当地生态系统的影响，特别是其对水资源和生物多样性的威胁。巨芦苇的高水分消耗率可能导致当地河流的流量减少，影响水生生态系统和农业用水。因此，研究者建议，在管理巨芦苇的过程中，应综合考虑其对生态环境的影响，以确保管理措施的生态友好性和可持续性。

最后，研究者强调了生物控制方法在南非的应用前景。尽管目前的生物控制项目仍处于初步阶段，但其在北美地区的成功经验为南非提供了重要的参考。因此，研究者建议，在南非的生物控制项目中，应进一步加强对瘿蜂的适应性、寄生能力和对巨芦苇的控制效果的研究，以确保其能够长期维持种群，并有效控制巨芦苇的生长。同时，研究者也指出，生物控制方法的应用需要谨慎，以避免对非目标生物的负面影响，并确保其对当地生态系统的影响可控。