準噶爾盆地南部單子葉雜草植物多樣性與區系特征

陳威 王超 潘成南 吳星月 閻平

摘要：本團隊通過近四年野外實地調查，對準噶爾盆地南部城鄉單子葉類雜草進行雜草區系特點研究。結果表明：研究區單子葉類雜草共有108種2亞種1變種，隸屬于11 科52屬，其中包含1個新疆外來雜草新記錄種芒穎大麥草。單種屬和寡種屬共51屬104種占主導地位，多種屬僅1屬。生活型以多年生草本為主（占78.70%），生態型以中生為主（占77.78%）。地理成分有7個分布類型和5個變型，其中溫帶及其變型所含21屬，占比最高。以本土雜草（104種）為主，外來入侵雜草4種，無檢疫性雜草，有3種惡性重害雜草需要重點監測和防控。

關鍵詞：準噶爾盆地南部；單子葉類雜草；植物多樣性；區系特征

中圖分類號：S451文獻標志碼：A文獻標識碼

Diversity and floristic characteristics of monocotyledonous weeds in the southern Junggar Basin

CHEN? Wei，WANG? Chao，PAN? Chengnan，WU? Xingyue，YAN? Ping*

（College of Life Sciences， Shihezi University，Shihezi， Xinjiang 832003，China）

Abstract： Abstract based on the field survey in the past four years， the floristic characteristics of urban and rural monocotyledonous weeds in southern Junggar Basin were studied. The results showed that there were 108 species， 2 subspecies and 1 variety of monocotyledonous weeds in the study area， belonging to 52 genera and 11 families， including a new record species of exotic weeds in Xinjiang. A total of 51 genera and 104 species of single genus and minor genus were dominant， and only 1 genus was multiple genera. Life types were mainly perennial herbs （76.58%）， and ecotypes were mainly mesophytic （77.48%）. There are 7 distribution types and 5 variations in geographical composition， among which temperate zone and its variations contain 21 genera， accounting for the highest proportion. There were 104 species of native weeds， 4 species of exotic invasive weeds， no quarantine weeds， and 3 species of malignant and serious weeds that needed to be monitored and controlled.

Key words： the southern of Junggar Basin;monocotyledonous weeds;plant diversity;floristic characteristics

準噶爾盆地南部位于天山沖積扇平原，該地區憑借平坦的地勢，肥沃的土地，充足的日照和豐富的地下水等資源，成為新疆農業發展和經濟建設最發達的區域［1］。經濟的發展帶動了城鎮化建設，但在快速發展的同時，雜草植物也悄無聲息的滲透進生產生活中來。

單子葉植物（Monocotyledoneae）是被子植物門其中一綱。其主要特征是葉脈常為平行脈，花葉3基數，種子具1枚子葉。絕大多數為草本，極少數為木本。據統計我國有單子葉植物52科約4 430種［2］，在《新疆植物志》［3］和《新疆植物志簡本》［4］里共收錄單子葉19科133屬816種。禾本科為單子葉植物綱下第一大科，分布遍及世界各地，該科絕大多數種為雜草，給農業生產帶來諸多危害。

1979年李揚漢教授考察了石河子、奎屯墾區等地，將采集到的標本都收錄在《中國雜草志》［5］中?！缎陆参镏尽芬彩珍浟瞬糠謫巫尤~類雜草。除此之外一些學者也進行了相關的調查，張強等［6］在2021年對兵團棉田進行調查，總結五家渠地區的棉田雜草共有 20 科 44 屬 46 種，其中禾本科雜草7種，莎草科雜草1種；白微微等［7］對昌吉市、瑪納斯縣、奇臺縣和奎屯市的甜菜田中的雜草組成進行了調查，包含5種禾本科雜草；郭文超等［8］進行了新疆麥田雜草種類分布調查，其中單子葉類雜草20種。這些研究雖均包含了準噶爾盆地南部城鄉的單子葉類雜草，但都把研究重點放在了農田雜草上，并未涉及非農耕的其他人工環境。

本文所研究的單子葉雜草植物是農田中常見的一類雜草，其危害主要表現在爭奪栽培作物的生存空間，與農作物爭奪土壤、水肥及光照，嚴重影響農作物的生長和產量。此外，單子葉雜草植物在自然生態系統中也起著重要的角色。其生態適應性強，繁殖能力強，種子量大，具有入侵性，對生態系統造成破壞。

本研究通過對準噶爾盆地南部單子葉類雜草系統全面的野外實地調查，分析多樣性特點及區系分布特征，理清植物種類與發生發展規律，補充和豐富該地區單子葉類雜草研究資料，為新疆雜草科學的基礎研究提供新內容，為單子葉類雜草的識別與防除、植物出入境檢驗檢疫、環境保護與區域生態安全等提供了重要的參考依據和技術支持。

1 資料與方法

1.1 研究區概況

準噶爾盆地是我國內陸第二大盆地，地處阿爾泰山與天山之間，面積達三十多萬平方千米，海拔500～1 000 m，地勢向西傾斜，北部略高于南部。準噶爾盆地在地質構造上為古陸臺。盆地內，平原可分為兩區。北起阿爾泰山南麓，南抵沙漠北緣的北部平原，風蝕作用明顯，有大片風蝕洼地。南部平原南起天山北麓，北至沙漠北緣，可分兩帶。北帶為沙漠，南帶為天山北麓山前平原，是主要農業區。準噶爾盆地屬中溫帶氣候，盆地北部、西部年均溫3～5℃，南部5～7.5℃，無霜期除東北部為100～135 d外，大多達150～170 d。年均溫日較差12～14℃。準噶爾盆地水汽主要來自西風氣流，降水西部多于東部，邊緣多于中心，迎風坡多于背風坡。盆地冬季有穩定積雪，冬春降水量占年總量30%～40%。除額爾齊斯河為外流河外，盆地其他河流均為內陸河。

本研究涉及到的準噶爾盆地南部地區是指天山以北，古爾班通古特沙漠西南面和南面，東起于烏魯木齊市，西至奎屯、烏蘇市，北至克拉瑪依市，是新疆農業經濟發展最著名的金三角區域。具體包括烏魯木齊市、五家渠市（新疆生產建設兵團第六師）、昌吉市、呼圖壁縣、瑪納斯縣、石河子市（新疆生產建設兵團第八師）、沙灣市、奎屯市、胡楊河市（新疆生產建設兵團第七師）、烏蘇市、克拉瑪依市等所轄區域。該地區海拔在200～1 200m左右，該區氣溫相較于全疆平均水平偏低，約5～7.5℃，夏季日照時間長、晝夜溫差大等特點促使該區物種資源豐富，區域內有頭屯河、瑪納斯河、奎屯河等多條河流。區內土壤以棕鈣土為主，少數扇緣以下部分為灰鈣土［1］。

1.2 研究方法

本研究于2018—2021年開展，調查范圍以石河子市（新疆生產建設兵團第八師）為起點，分別向西、向東、向北3個方向輻射，調查環境包括城鎮、鄉村、工礦區、農牧團場、道路旁等。團隊對研究區內89個樣地，進行系統全面考察和標本采集工作。沿道路使用V字形或W字形法進行探查，直至不再出現新植物折返，記錄生境、海拔、經緯度等信息。本團隊將采集植物制作成標本，共232份，借助《新疆植物志》、《中國植物志》、《中國雜草志》等植物鑒定工具書籍，對標本進行準確鑒定，并結合標本館內該地區歷年標本，詳細歸納植物名錄，對其單子葉類雜草區系特點進行分析。

2 結果與分析

2.1 雜草組成特點

對該區雜草進行準確鑒定、整理統計與分析可知，該區單子葉類雜草共有108種2亞種1變種，隸屬于11 科52屬，其中包含1個新記錄種。按各科所含種數進行排序，結果詳見表1。

2.1.1 科的組成特點

根據科內所含屬數將該區雜草劃分為3種類型。分別為屬數大于10屬的大科、含2～9屬的寡屬科以及只含1屬的單屬科（表2）。

從表2可以看出，在科的屬級水平上：

大科僅1科：為禾本科，含36屬，占總屬數百分比69.24%。

寡屬科 2科：分別為莎草科，含5屬，占總屬數百分比9.62%；百合科，含3屬，占總屬數百分比5.76%。

單屬科8科：詳見表1，占總科數百分比72.73%，占總屬數百分比15.38%。

根據各科所含雜草種數，將該區雜草劃分為5個類型：大科（>30種），較大科（19～20種），多種科（10～19種），寡種科（2～9種）以及僅含1種的單種科（表3）。

從表3可以看出，在科的種級水平上：

大科僅1科：為禾本科，共72種，占總種數百分比的66.67%。

多種科僅 1 科：為莎草科，共10種，占總種數百分比的9.26%。

寡種科有7科（63.64%），24種（22.22%）。

單種科有2科（18.18%），2種（1.85%）。

由此可見大科在該區科內種級水平占主要地位，物種豐富性集中在寡種科和單種科內。通過上述統計分析，可以得出禾本科是準噶爾盆地南部單子葉類雜草的第一大科，在該區系中占有主要地位。

2.1.2 屬的組成特點

將該研究區系雜草按每屬中所含種數的多少劃分為4種類型：大屬（>10種），多種屬（6～9種），寡種屬（2～5種）以及僅含1種的單種屬（表4）。

從表4可以看出，該區系無大屬；多種屬有1屬，為禾本科賴草屬 （Leymus），7種，占該區總屬數和總種數的 1.92%和 6.48%；寡種屬有 25屬（48.08%）75種（69.44%），所含比例最高，多集中于禾本科和莎草科；單種屬 26屬（50%）26種（24.08%），在單子葉各科均有分布。其中寡種屬和單種屬所含的雜草種類之和可達 93.51%，因此，屬型的統計分析表明該區系屬的分化程度高，也可認為該區系屬的組成是以寡種屬和單種屬為主體，種的組成上則是以寡種屬所包含的雜草種類作為主體。

2.2 區系地理成分特點

根據世界植物區系類型及中國植物區系類型［9-10］，可以將準噶爾盆地南部單子葉類雜草52屬劃分為7個分布類型和5個變型（表5）。

（1）世界分布：指沒有特殊分布區，在世界廣泛分布的屬（不列入百分比計算），在本研究區內單子葉類雜草中所含屬數最多（12屬）；

（2）泛熱帶分布：包括蘆葦屬（Phragmites）等11屬，占非世界分布的27.5%；

（3）舊世界熱帶分布：僅天門冬屬（Asparagus）1屬，占非世界分布的2.5%；

（4）北溫帶分布及其變型：共計15屬，總體占非世界分布的37.5%，在該區系中位居第一。其中北溫帶分布2屬（5%）；北溫帶和南溫帶間斷分布11屬（27.5%）；歐亞和南美洲溫帶間斷分布2屬（5%）；

（5）舊世界溫帶分布：包括燕麥屬（Avena）等5屬，占非世界分布的12.5%；

（6）溫帶亞洲分布：僅細柄茅屬（Ptilagrostis）1屬，占非世界分布的2.5%；

（7）地中海區、西亞至中亞分布及其變型：共計5屬，總體占非世界分布的12.5%。其中地中海區、西亞至中亞分布包括隱花草屬（Crypsis）等4屬（10%）；地中海區至中亞和南美洲和/或大洋洲間斷分布，僅齒稃草屬（Schismus）1屬（2.5%）；

（8）中亞東部分布：僅旱麥草屬（Eremopyrum）1屬，占非世界分布的2.5%；

（9）中國-喜馬拉雅分布：僅落芒草屬（Piptatherum）1屬，占非世界分布的2.5%。

該區系地理成分除去世界分布的12屬，溫帶分布及其變型所含屬數共計21屬，共占 52.5%，此類型在本區系中所占比重最高，位居第一。說明本區系溫帶成分明顯，這與該區處于北溫帶的地理屬性相符；同時該區系與中亞成分聯系密切（17.5%）；熱帶分布及其變型亦有很大程度的滲入（30%）。

2.3 生活型特點

根據生活型特點，將該區雜草劃分為2種類型，該區單子葉類雜草均為草本，以多年生草本為主，共85種（占78.70%），其次是一或二年生草本共23種（占21.30%）。表明該區單子葉類雜草中多年生草本植物占絕對優勢，這也與單子葉類多為多年生草本的特點相符。

2.4 生態型特點

根據生態型特點，可將108種雜草劃分為中生、旱生、濕生3個生態類型。該區系中生型雜草有84種（77.78%），所占比重最大。這也符合雜草的特性之一，即雜草多為中生植物。濕生型雜草有18種（16.67%），主要出現在莎草科、水麥冬科、香蒲科等喜濕的群落中。旱生型雜草只有6種（5.56%），所占比例最小。

2.5 雜草類型分析

根據雜草的來源特點并結合準噶爾盆地的生態分布，將本研究區的108種單子葉類雜草劃分為本土雜草和外來雜草兩種類型。研究區內以本土雜草為主，有104種，占96.30%，外來雜草有4種（表6）。

本土雜草中除部分偶見種、少見種外，均可在各個地區穩定分布與繁殖，不僅分布范圍廣泛，還具有強適應性，可同時適應多種生存環境，如蘆葦（Phragmites australis （Cav.） Trin. ex Steud.）、狗尾草（Setaria viridis （L.） Beauv.）、虎尾草（Chloris virgata Sw.）、稗（Echinochloa crusgalli （L.） Beauv.）等。本土雜草中有些是被動雜草，如三芒草（Aristida heymannii Regel）、針茅（Stipa capillata L.）等，雖然多次出現在人類生活區內，但受人類活動和自然環境的制約，多為零散分布不易形成大面積的優勢群落。

隨著交通的便利化，經濟貿易往來日益頻繁，一些雜草的種子或植物體通過黏附在動物皮毛、混入農作物種子等形式傳入，更有甚者形成具有嚴重危害的入侵種，并形成優勢種危害農作物。這些外來雜草多為無意傳入，隨其它作物種子或鳥類啄食后異地自然擴散，但有些個體逃逸后定居擴散成為新雜草。其中野燕麥（Avena fatua L.）是惡性的麥田雜草，其種子?；烊臌溋Ｖ?，為了篩選小麥種子，需要投入大量的人力、物力成本。芒穎大麥草（Hordeum jubatum L.）為新疆新記錄種，在昌吉硫磺溝鎮和克拉瑪依獨山子市城郊偶見分布，危害較輕?；⑽膊荩–hloris virgata Sw.）因其適應性強、種子量大、易形成優勢群落等特點，已然成為習見性雜草。牛筋草（Eleusine indica （L.） Gaertn.）是對秋熟旱作物田危害嚴重的惡性雜草，主要危害棉花田、小麥田等。

2.6 危害程度分析

通過查閱《中國雜草志》等書籍，并結合在疆內的危害程度，將雜草劃分成惡性有害、重度有害、中度有害、輕度有害、近于無害5種類型，在此分別列出各個類型的數量和所占百分比（圖1）。

惡性有害雜草3種（占2.78%），分別是蘆葦（Phragmites australis （Cav.） Trin. ex Steud.）、野燕麥（Avena fatua L.）和稗（Echinochloa crusgalli （L.） Beauv.）。惡性雜草生態適應、繁殖和傳播擴散能力相較于其他雜草均很強，在研究區內廣布且很常見，對農田作物危害嚴重。近于無害雜草9種（占8.33%），包括齒稃草（Schismus arabicus Nees）、沙生針茅（Stipa glareosa P.Smirn.）等。

3 討論與結論

準噶爾盆地南部單子葉類雜草共108種2亞種1變種，隸屬于11 科52屬，其中包括1個新疆外來雜草新記錄種芒穎大麥草。禾本科是本區域雜草種類數量最多的科，也是危害程度最大的科。生活型以多年生草本為主（占78.70%），生態型以中生為主（占77.78%）。地理成分有7個分布類型和5個變型，其中溫帶及其變型所含21屬，占比最高。以本土雜草為主，有104種占96.30%，又以廣布性和伴人性的傳統型典型雜草占比最高，有76種，外來入侵雜草4種，無檢疫性雜草，有3種惡性重害雜草需要重點監測和防控。

雜草的分布情況與野生植被類似，雜草分布同樣依賴于生長環境的溫度、水分、土壤等條件。環境條件具有顯著差異的區域，雜草的發生、組合和分布均有所不同，甚至是同一區域，由于海拔的不同，雜草的組合也有差異。

縱向上，烏魯木齊西山農場，海拔近1 200 m，雨水相對較多，野燕麥（Avena fatua L.）、無芒雀麥（Bromus inermis Leyss.）等中生雜草占優勢；烏拉泊、頭屯河等水系發達的平原地區，海拔800 m左右，看麥娘（Alopecurus aequalis Sobol.）、長芒棒頭草（Polypogon monspeliensis （L.） Desf.）、菵草（Beckmannia syzigachne （Steud.） Fern.）、折甜茅（Glyceria plicata （Fries） Fries）等濕生雜草或喜濕雜草占優勢；克拉瑪依、烏蘇等地，海拔200～400 m，由于氣候干燥、降雨量少，羽毛三芒草（Aristida pennata Trin.）、小獐毛（Aeluropus pungens （M. Bieb.） C. Koch）、東方旱麥草（Eremopyrum orientale （L.） Jaub. et Spach.）等中生偏旱生雜草表現明顯的優勢。地形與氣候對雜草區系的分布影響巨大，本研究區中山區和沙漠就不適宜雜草分布，雜草多分布在平原地區。

橫向上，人類活動的影響是巨大的，伴隨城鎮化的快速發展，原本自然分布的植物被動成為雜草。人類活動的軌跡伴隨道路的修建日益擴大，許多外來雜草借助交通進行傳播擴散。日益頻繁的經濟貿易和日益加快的城鎮化建設，使得雜草區系越來越復雜化。盡管復雜但也不是毫無規律可循，比如城市發展情況不同，會導致雜草組成上的差異。例如石河子及周邊以農墾為主，克拉瑪依以石油產業為主，兩個城市的雜草組成上就存在很大差異，石河子多是農田雜草，而克拉瑪依則多是非耕地雜草。

隨著“一帶一路”高質量發展，口岸運輸進出口貿易頻繁，一些雜草種子可能粘附在動物皮毛或是混入糧食作物的種子中。相關植物檢疫部門應嚴格執行檢疫流程，防止國外危險性雜草侵入國內。還應對國外雜草進行調查研究，及時更新檢疫名錄。隨著科技的進步，傳統人工通過刈割的方式除雜草，既費時又費力，效率低下；借助人力噴灑除草劑，防除面積有限，成本也很高。近些年隨著無人機技術的發展，使得通過遠程操控無人機噴灑除草劑成為可能。

單子葉類雜草也不是毫無價值，蘆葦、芨芨草等可用作造紙原料；黑麥草、賴草、偃麥草等是優良的牧草；早熟禾、羊茅、畫眉等可用作城市綠化的草坪草；有些還具有藥用價值，如蘆葦的根可治肺熱咳嗽；有些是小麥、大麥等糧食作物的近緣種，用在遺傳雜交領域培育改良作物。我們要辯證的看待雜草，對于危害嚴重的雜草要盡早盡快防除，對于常見近于無害的雜草，可發掘其經濟價值，變廢為寶。

我們應科學辯證，有針對性地防除雜草。本土雜草長期生存于當地生態環境中，對區系的發展和植被生態的維持有重要的作用。在防除本地雜草時，不僅要考慮雜草導致作物減產、傳播病蟲害等消極因素，還應考慮其在維護生態多樣性方面的積極影響。對于外來入侵、惡性與重度有害單子葉類雜草，應高度重視，加強檢疫，并對其進行監測和重點防除。

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