入侵性本土植物甘肃马先蒿的自白书

文章来自：科学大院“公众号

作者：李文军

每年的七八月份，天山深处的巴音布鲁克小镇都会异常热闹。为了一览开都河九曲十八弯的壮丽景观和湖面上白天鹅的优美舞姿，全国各地的游客集聚到这片有着“富饶的泉水”之称的高山草甸草原。然而，首先映入他们眼帘的既不是朝思暮想的开都河也不是翩翩起舞的白天鹅，而是由我们构成的一望无际的粉红色花海。当游客惊艳于我们的美艳时，牧民们脸上展现的却是无限的忧愁。

巴音布鲁克草原（范书财摄）

我的真实身份

大家好，我叫甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis），隶属于列当科马先蒿属，在属内，我有约800个兄弟姐妹，他们遍布北温带，其中近半数种类集中分布在我国的西南高山地带，那里被认为是马先蒿属的一个分化中心。

在新疆一共有31种马先蒿属植物。2000年左右我在新疆的巴音布鲁克高寒草甸开始蔓延，随后就被列为重点关注对象。当时大家把我误认为我的“一个哥哥”轮叶马先蒿（P. verticillata），因为我们在形态上存在很多相似之处。后来，中科院新疆生态与地理研究所和昆明植物所的研究人员在联合考察过程中发现我的体型较为高大、分枝很多，花冠颜色多变，并且花萼前方不开裂，觉得我在形态上更接近“甘肃马先蒿”。2016年，他们利用最大似然法对matK，rbcL和trnH-psbA三个片段进行联合分析，发现我和甘肃马先蒿聚为一支，且支持率达到100%。从此，我的真实身份终于被揭晓。

甘肃马先蒿在新疆巴音布鲁克草原绽放

种类繁多的马先蒿

我不是一个“人”在生活

如果你将我挖出，仔细观察我的根部，也许你会发现我不是独立存在的。我可以通过根部产生的一种寄生器官——吸器，牢牢地抓住我的邻居，并从他们那里掠夺可口的食物。

我产生的吸器内部有一条或几条由导管组成的通道（研究人员称之为木质桥），它就像一根吸管一样，插入寄主植物的维管组织，我通过较高的蒸腾能力作为动力，轻轻一吸，寄主植物维管组织中的养分就会源源不断的流入我的身体，供我长大。这是我的本能，因为我是寄生植物，确切的说是半寄生植物。

甘肃马先蒿吸器—木质桥

就寄生植物而言，根据寄生植物与寄主的关系、依赖程度一般分为全寄生植物和半寄生植物。所谓的全寄生植物是指体内不含叶绿素，不能自主进行光合作用，必须依靠寄主提供全部营养物质的植物，比如新疆的明星植物肉苁蓉（Cistanche spp.），锁阳（Cynomorium songaricum）等。而半寄生植物自身含有叶绿素，可以自主完成光合作用，但需要从寄主体内吸收部分或全部的水分和养分的植物，如名贵植物檀香（Santalum album）。

肉苁蓉

就我而言，我自己可以进行光合作用，但必需从寄主植物体内吸取部分水分和养分才能维持我的生存和发展。只有源源不断的水分和养分通过吸器从其他植物流入到我的体内，我才能够正常的开花结实，完成我的生命史。

我的寄主范围很广，大部分和我在根部有接触的物种，我都可以将其紧紧的抓住，像吸血鬼一样从其体内吸收养分和水分，但是我也有个人偏好，像新疆人钟爱拉条子一样，我更喜欢禾本科植物。我不断的吸食会导致本应枝繁叶茂在生态系统中占优势的寄主植物表现的“面黄肌瘦”。

马先蒿-寄主共同体

从整个群落的稳定性来讲，寄主植物的长势变弱会削弱其自身的竞争力，从而改变群落的物种组成，影响生态系统的稳定性。

我还是入侵性本土植物

除了半寄生植物这个头衔，近年来科研工作者又给我扣了一个新帽子——入侵性本土植物。

传统意义上的，生物入侵是指“生物物种扩展到一个新的地区，在新的区域里，其后代可以繁殖、扩散并维持下去”。而入侵种则被认为是“已引起或很可能引起对经济、环境、和人类健康产生危害的外来种”。

实际上，从时间和空间尺度上很难明确地区分外来种还是本地种。于是，Alpert等(2000)将入侵种定义为“在空间上传播，并对已经存在的物种产生负作用的物种”，理论上包括入侵性的外来种和入侵性的本土种，两者的共同特点是蔓延并造成危害。

凭借着结实率高、种子量大，种子萌发率和幼苗成活率高，形态可塑性强，可适应多种环境条件等特点，我表现出了超强的入侵性。2000年左右，我从高海拔的山地草甸转战来到水草丰茂的巴音布鲁克草原，凭借超强的入侵性以燎原之势迅速开疆拓土，在巴音布鲁克高寒草地中占据了主导地位，直接造成当地草场退化，牧草产量下降，给畜牧业造成了直接的冲击。所以称我为入侵性本土植物最恰当不过。

从空间尺度上讲，入侵应该有一个方向性，这时我从哪里来就成了一个值得关注的问题。我在新疆被正名以前，我被认为是青藏高原特有种。现在我的分布区呈现青藏高原-天山间断分布。在青藏高原和天山之前隔着广阔的干旱区（塔里木盆地）。那么，我在天山地区出现就存在两种可能：1）在干旱区出现之前（那应该是很久很久很久以前的事情了），我就已经在天山有分布，现在的间断分布只是干旱化的扩大把原本统一连续的整体分割开来；2）我的种子在某种外力的作用下跨越广阔的干旱区，从青藏高原长距离迁移到了天山。针对上面两种可能性，中科院生地所的科研人员通过从青藏高原和天山地区广泛采样，利用谱系地理和分布区模拟相结合，确定了我应该是在末次冰盛期之后（远远晚于干旱化的扩大）在天山出现的。也就是说我是从青藏高原跨越广阔的干旱区来到了天山。

天呢！我都不敢想象我有这样的能力！

确实，我没有这样的能力！

悄悄的告诉你，有外力的存在！

至于是何种外力协助我跨越广阔的干旱区，目前还没有确切的答案。在排除了自然环境影响后，推断可能是战争过程中的粮草押运，车轮、马蹄间隙等（很扯，但可能性很大），或者人工草地的推广和边坡修复工程过程中草种调运夹带了我的种子。

甘肃马先蒿现代地理分布格局

我给牧民带来的烦恼

自我在巴音布鲁克草原被发现以后，凭借超强的入侵性迅速开始蔓延。2013年我已经开拓了将近90万亩。我的到来直接导致巴音布鲁克草原上狐茅和针茅等优良牧草枯死，优良草场转变为劣等草场。而我自己由于适口性差，并不受家畜喜欢。目前造成每年损失牧草144000吨，给牧民直接造成经济损失约2880万元/年。我的蔓延，令当地牧民和政府部门苦不堪言，我估计他们对我已经恨的牙根痒痒，恨不得吃了我（我想这是一个根除我的好方法，如果我可以吃的话）。

针对我，和静县专门成立了防除马先蒿工作领导小组，全力动员当地牧民开展草原毒害草防除工作。每年投入大量的人力、物力、财力对我进行机械刈割和人工拔出（盛花期，阻止结实），另外也开展少量的化学防除试验。然而，效果并不明显。实在不好意思的是，目前我仍以每年0.3万公顷的速度蔓延。

除了在新疆巴音布鲁克草原，我近年来也在其他地区积极的开疆拓土。新疆生地所研究人员基于2014年开展的野外调查及新近的一些研究结果，发现我这一入侵性的本土植物已在巴音布鲁克以外的地区开始蔓延，且势头猛烈，如新疆巴里坤县和青海省部分地区。

甘肃马先蒿蔓延危害(A，新疆巴音布鲁克；B，新疆巴里坤；C，青海门源县)和生境多样化(D-I)

为了防止我进一步扩张，并降低我的危害，中科院生地所联合中科院昆明植物研究所的研究人员针对我的生活史、传播途径、群落结构、对关键生态因子的响应以及蔓延遗传基础开展相关的研究。他们发现，我的家族之所以这么壮大，是因为我们不挑食（寄主范围广）且具有极强的繁殖力和较高的种群遗传多样性等特点。

此外，他们在研究中发现了土壤中的一些微生物（如丛枝菌根真菌）可以抑制我的吸器的产生，并且可以调节我和寄主植物之间的互作关系，减轻我的危害。然而，这些结果还远远不能从根本上解决我的蔓延和扩张。期待新的研究成果能够减轻我的罪恶，还草场一片绿色，还牧民应有的收入。

作者单位：中国科学院新疆生态与地理研究所

（文章首发于科学大院，转载请联系cas@cnic.cn）