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从“疯狂”到“淡出”,这种植物在我国经历了怎样的“前世今生”

 你好122 2022-05-09 发布于江西省

一、概况

水葫芦(Eichhornia crassipes (Mart.) Solms),又名凤眼莲、凤眼蓝。须根发达,茎极短,叶片由基部丛生,呈莲座状排列,叶片圆形、宽卵形或宽菱形,高30~60厘米。

水葫芦的花呈穗状花序,花冠为淡紫红色,每朵花有6片花瓣,最上面的一片有一个蓝色的的图案,图案中心还有一个黄色圆斑,像一只美丽的凤眼,因此被称为“凤眼莲”。

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水葫芦开花

水葫芦的叶柄内有许多柱状细胞组成的气室,膨大成囊状,里面含有空气,这种独特的构造非常适合它漂浮在水面上生长。

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柱状细胞组成的气室

二、来源

(一)水葫芦原产自南美洲的巴西,曾经被称为“美化世界的淡紫色花冠”。1884年,美国新奥尔良市(New Orleans)举行国际棉花博览会,人们看到水域内漂浮着葫芦状的绿色植物,上面绽开蓝紫色的花,非常美丽,于是作为观赏植物引进到世界各地。

脱离了原来的生态系统后,天敌消失,长势凶猛,加上它无性繁殖速度极快,短时间内的疯狂生长,尤其是在亚热带、热带地区特别容易泛滥。

1890年,水葫芦入侵美国佛罗里达(Florida),最严重的在水路中形成了50kg/m2的堵塞,最后不得不动用陆军工程兵来清理。

1910年,比利时人将其作为观赏植物带到了非洲卢旺达,最终它以自然扩散的方式到达了维多利亚湖(Victoria Nyanza),形成湖泊窒息,闷死鱼类,堵塞港口,造成大量的经济损失。

20世纪50年代,有人将水葫芦带到非洲刚果盆地,3年后在刚果河上游1500公里的河道上蔓延,严重阻碍了航道。当地政府花费巨资,沿河喷洒除草剂,但不到半个月,水葫芦又迅速生长起来。

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水葫芦入侵卢旺达

现在水葫芦已经广泛分布于世界各地,对60多个国家造成危害,被列入世界百大外来入侵物种。

(二)1901年,水葫芦首先从日本引入我国台湾作为观赏植物。20世纪50年代,发现水葫芦适应广泛,生长迅速的特性,当时国内农业没有现在发达,没有太多的饲料可以喂猪,于是就种植水葫芦用作猪饲料。但是水葫芦含水量高达95~98%,烘干成本太高,饲料转化率低,在制作饲料的过程中处理不好的话,还容易导致猪感染寄生虫病。

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水葫芦破碎

从20世纪80年代开始,随着我国农业科学的不断发展,我们有了更科学,营养更丰富的饲料,水葫芦用作猪饲料也越来越少。随之而来的是它在长江流域及其以南地区的疯狂生长,充满河流,堵塞航道,有些水葫芦生长茂盛的地方甚至还能站人。2003年,水葫芦被列入原国家环保总局和中国科学院发布的《中国第一批外来入侵物种名单》中

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水葫芦上走人

三、危害

(一)水葫芦容易在湖泊、池塘、水库、沟渠等水流缓慢的河道、沼泽地和稻田中繁殖迅速。依靠匍匐枝与母株分离的方式不断生长,植株数量可在5天内增加1倍,一株花可产生300粒种子,种子沉积在水下可存活5~20年

Tips:匍匐枝,一些植物直立的茎,从靠近地面生出的枝条,向水平方向延伸,这些枝条就像“匍匐前进”一样。变成下一代茎的芽,长出根。

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匍匐枝示意图

水葫芦生长迅速,蔓延速度快,阻塞了河道,妨碍水上交通,影响航运和水体排灌,在我国江南、华南地区的水塘、河流内造成严重影响。

(二)水葫芦的大量繁殖,短时间内叶片几乎盖满水面,使得水下的其他植物、浮游植物等获取不到阳光无法产生光合作用合成自身有机物而逐渐消亡,水环境中的溶解氧(DO)也随之降低。

Tips:溶解氧(Dissolved Oxygen,DO),是指溶解在水中的游离态氧。溶解氧高,有利于水体中各类污染物的降解,水体较快得以净化。

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水葫芦阻挡阳光

其他动物因缺乏植物作为食物,也因缺乏植物产生的氧气窒息而逐渐死亡。同时,这些死亡的动植物腐烂被微生物分解时,又会消耗掉水体中的氧气,放出其他有害气体。久而久之,原本清澈的水体慢慢散发臭气,滋生蚊虫,为血吸虫和脑炎流感等病菌提供了滋生地和传播场所,原有的生态平衡也因此被彻底打破,破坏水域生态系统的稳定性。

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铺满水面的水葫芦

(三)大量的水葫芦的呼吸作用产生的二氧化碳(CO2)溶于水形成碳酸(H2CO3)后,通过电离作用释放出氢离子(H+),会使水的pH值降低,水中的酸度也增加,使水资源的使用价值大大降低,对城乡饮用水供水造成影响。

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碳酸水解电离作用

(四)水葫芦通过蒸腾作用,从气孔蒸发大量的水分,所在的水域相比没有水葫芦覆盖的水面,蒸发量高出8~10倍,造成水源损失。

Tips:蒸腾作用(Transpiration),是水分通过植物表面(主要是叶子),以水蒸汽状态散发到大气中的过程。

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蒸腾作用示意图

(五)水葫芦可以吸收水中的锌(Zn)、铅(Pb)、汞(Hg)、镍(Ni)、镉(Cd)等重金属物质,随着水葫芦死亡后沉入水底的底泥之中,这些重金属物质又缓慢地从底泥中重新释放到水环境中,形成对水环境的二次污染

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底泥释放重金属示意图

四、防治

(一)物理措施。直接将水葫芦捞起,运送到指定地点妥善处理。这也是目前用得最多的方法,针对小水面实施效果较佳。

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人工打捞

如果水域过大,捞起的代价太大,可以使用专用机械将其打碎,扩大水体的受光照面积,增加水体的流动,确保养殖、捕捞及航运顺利进行。

物理措施要因地制宜浙江省温岭市的张海军,通过自己在网上查阅资料,将收割水葫芦的机械船加以改进,在船头加了三把刀用来割断水葫芦,再用传送带送到船上,解决了在河岸陡峭、河道狭窄地方作业的困难。经过改进的机械,对相同水域的清理效率,从原本的6人2天,提高到3人半天

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改良后清除水葫芦的机械船

利用水葫芦无法跨越物理障碍繁殖的特点,在发现水葫芦的时候,将其周围用漂浮围栏隔离,就可以阻挡它扩散泛滥。湖北省武汉市在长江及汉江水域设置漂浮围栏,将清理打捞的“漏网”残余水葫芦截留控制住,保证下游水域的水畅景美。

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武汉港水域的漂浮围栏

(二)化学措施。可以采用百草枯、草甘磷,苄嘧磺隆和恶草灵等化学药剂去除。播撒化学药剂一定要严格按照相对应的操作说明和专业指导规范作业,并做好播撒药剂区域的告知、警示、隔离等等相应的防范工作,避免造成人、畜中毒或对环境的破坏。

(三)生物措施。在晚春或初夏时节,在水葫芦集中的区域放养专食性天敌昆虫--水葫芦象鼻虫(Neochetina eichhorniaeNeochetina.bruchi,可以达到一定的防治目的。

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象鼻虫

中国农业科学院生物防治研究所1995年从阿根廷和美国引进了水葫芦象鼻虫,在浙江温州水葫芦覆盖率100%的河道上释放了1000头。3年以后,99%的水葫芦被清除,效果良好,不会危害其他植物。但象鼻虫这种生物也是引进物种,需要综合评估考量后才能大规模使用,以免再次形成新的物种入侵。

还可以利用河蟹对水葫芦新根、新茎的喜食性,在水葫芦较多的池塘内投放一定量的扣蟹(纽扣大小的幼年河蟹)或大眼幼体,能有效控制水葫芦的生长,又可提高蟹的产量和成活率。

(四)源头防治水体富营养化是水葫芦不断繁殖生长的根基。人们在生产生活排放的污水中含有的氮、磷等有机物,为水葫芦的生长提供了重要的营养源。

Tips:富营养化(Eutrophication),指的是水体中氮、磷等营养盐含量过多,单一物种疯长,从而导致水生态系统物种分布失衡,致使整个水生态系统逐渐走向灭亡。

要控制污水源头的排放,严格控制氮、磷及污染物质的排放总量,比如使用无磷的洗衣粉、油类物质等不要直接排放到水体中等,污水要经过无公害化处理后再排放。不断通过技术手段,改善水生态环境。

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五、成效

(一)近些年,我国推动以“河长制”为代表的河湖流域治理创新实践,治理黑臭水体,沿河环湖开展生态修复等措施,2021年全国水质优良水体比例达84.9%。

Tips:河长制,由各级党政主要负责人担任“河长”,负责组织领导相应河湖的管理和保护工作。

经过十几年的治理,很多水系都已经面貌一新,水质与生态状况不断提升,水葫芦依靠大量氮、磷生长的这一根源,因此也遭受严重抑制。再配合定期的人工打捞、清理与物理围栏的隔离,水葫芦的疯狂生长得到了很大程度的控制。所以,从根源上来说,是我国的水环境得到了显著的改善。

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(二)2007年,福建省宁德市古田县水口镇的17户农户用水葫芦半发酵料和青料制取沼气,试验户沼气池产气旺盛,基本能满足农户生活需要。水葫芦半发酵料一般4~5天、鲜水葫芦7~8天即可产气,而且产生的硫化氢含量低,基本无臭味。在水葫芦资源循环再利用上做出了显著的成效。

柬埔寨,人们将水葫芦从水里打捞起来,去掉叶子和花瓣,只留下主茎,晾晒半个月以后变得枯黄又坚韧,再将它编织成茶杯垫、手提包、地毯等,切实做到了“变废为宝”,值得我们借鉴。

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柬埔寨将水葫芦做成工艺品

水葫芦的防治需要政府部门和广大群众的共同努力,并积极努力开发对水葫芦的资源循环再利用,这样才能最大程度上减少对环境的污染。

最后,也提醒广大朋友对于当做观赏植物养殖的水葫芦,不要随意丢弃或者“放生”到小溪、河流等水体中,水葫芦生命力顽强,一旦拥有了水源,很快能够“重获新生”,快速繁殖,对水体造成不可控制的影响。

或许您有更加好的水葫芦防治和再利用的方法,欢迎讨论。

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