Бирючина — это любой из ряда кустарников или деревьев рода Ligustrum , многие из которых являются инвазивными. Род насчитывает около 50 видов [1], произрастающих в Старом Свете и Австралазии . [2] Многие представители этого рода выращиваются как декоративные растения в некоторых частях мира.
Некоторые виды бирючины стали помехой в регионах за пределами их ареала. В этих условиях они чаще всего встречаются везде, где есть нарушенная почва, почва, которая физически нарушена по сравнению с ее естественным состоянием в результате пожара или механического оборудования, например, вдоль заборов , старых полей, канав и опушек леса . [3] Бирючина особенно хорошо растет в прибрежных лесах , которые встречаются на юго-востоке Соединенных Штатов . [4] Хотя бирючина терпима к различным условиям почвы и освещенности, включая толерантность к тени, лучше всего выживает в мезической почве с обильным солнечным светом. [5]
Бирючина считается огромной проблемой в Новой Зеландии и на восточном побережье Австралии ( Ligustrum lucidum , Ligustrum sinense и Ligustrum vulgare [6] ). Его запрещено продавать или выращивать в Новой Зеландии, поскольку известно, что его пыльца вызывает астму и экзему у больных. Бирючину можно удалить, обратившись в местные государственные органы и сообщив о ее наличии. [7] , но в Окленде это всего лишь растение, занимающееся надзором за вредителями, в соответствии с Региональной стратегией борьбы с вредителями 2012 года. На сайте NZ Weedbusters есть рекомендации, как избавиться от растения. [8]
Когда бирючина является инвазивным видом, затраты на контроль и удаление бирючины экономически вредны, что создает проблемы для усилий по сохранению. [5] Ежегодная стоимость удаления бирючины китайской в Соединенных Штатах оценивается в 737 долларов за акр при использовании мульчирующей машины и бригады по нанесению гербицидов из двух человек. [9] Стоимость внекорневого внесения глифосата на бирючину составляет примерно 130 долларов США за акр при химической обработке и обработке поверхностно-активными веществами. [9]
Бирючина является успешным инвазивным видом из-за ее способности побеждать и, следовательно, вытеснять местную растительность. [5] Это конкурентное превосходство над местной растительностью связано со способностью растения адаптироваться к различным условиям освещенности. [10] Например, в условиях низкой освещенности бирючина способна производить меньшее количество и более крупные раметы , чем ее конкуренты. [10] Эти более крупные раметы делают бирючину более древовидной, что делает бирючину более способной конкурировать за свет, чем ее более кустарниковые местные аналоги. [10] Бирючина является идеальным инвазивным видом, поскольку она размножается как половым , так и бесполым путем . [5] Путем полового размножения бирючина дает семена , которые легко разносятся ветром и животными. [5] Эти семена могут быстро колонизировать нарушенную почву, например, поврежденную пожарами, лесными вырубками, эрозией или заброшенными сельскохозяйственными угодьями. [5] Бирючина быстро созревает, что обеспечивает короткий цикл генерации и еще большее распространение. [5] Корни бирючины могут размножаться бесполым путем через корневые отпрыски . [5] Такое вегетативное размножение делает борьбу с бирючиной трудной и дорогостоящей, поскольку фрагменты корней, оставленные в почве, могут прорастать и вырастить новые растения. [5]
Одна из причин, почему бирючина настолько агрессивна в Соединенных Штатах, заключается в том, что у нее мало местных конкурентов-кустарников. [11] В некотором смысле бирючина вторгается и использует открытую нишу в пойменной экосистеме юга США . [11] До вторжения бирючины большая часть родной земли была чистой и открытой; в настоящее время бирючина образует густые заросли, которые заглушают другие, обычно местные, растения. [11] Таким образом, считается, что бирючина филогенетически отличается от своих местных собратьев. [11]
Все девять видов бирючины, обитающие в настоящее время на юго-востоке США, являются инвазивными . [3] Первый вид бирючины был завезен в Соединенные Штаты в 1700-х годах как декоративное растение, используемое в качестве живой изгороди или листвы для садов. [3] Бирючина глянцевая прибыла в США в 1794 году, бирючина китайская в 1825 году, бирючина японская в 1845 году, бирючина калифорнийская в 1847 году и бирючина амурская в 1860 году . 1950-1970-е годы или позже. [5] В настоящее время бирючина признана иностранным инвазивным растением в Алабаме и Джорджии и считается серьезной угрозой в Северной Каролине и Флориде. [3] По оценкам, только китайская бирючина занимает более миллиона гектаров земли в 12 штатах, от Вирджинии до Флориды и на западе до Техаса. [4]
Полный экологический эффект бирючины все еще изучается. Однако данные показывают, что в лесах, содержащих большое количество бирючины, как правило, меньше деревьев, меньше разнообразие кустарников и меньшая плотность травянистых растений. [12] При попадании в экосистему бирючина быстро растет и со временем образует толстый слой под пологом леса, предотвращающий попадание солнечного света на местные растения внизу. [12] В некоторых случаях это может привести к вымиранию коренного населения . [5] Если не остановить бирючину, это может привести к крупномасштабной модификации экосистемы и общей потере разнообразия и богатства местных видов. [4] Сьерра-Чикас в Кордове пережили именно такое широкомасштабное изменение ландшафта с 1970 года. [4]
В исследовании Грина и Блосси с использованием полевых наблюдений и эксперимента по пересадке была обнаружена значительная отрицательная корреляция между процентом покрытия китайской бирючины и травянистого покрова, видовым богатством и высотой растений. [11] При сравнении двух экспериментальных садов, в каждом из которых было четыре местных вида растений, участок с китайской бирючиной через 64 недели содержал почти полностью неместные растения. [11] Из примерно двадцати растений каждого вида только отдельные особи Acer negundo , Chamaenerion latifolium и C. tribuloides выжили в течение всего исследования в присутствии бирючины китайской. [11] Выжившие растения имели меньшее количество листьев и низкую высоту по сравнению с их аналогами на участках, где бирючина отсутствовала. [11] Ни один из Boehmeria cylindrica не выжил. [11]
На насекомых сильно влияет распространение инвазивных видов, таких как бирючина. [13] Например, одно исследование показало, что численность и разнообразие бабочек увеличились после удаления бирючины почти до такой же численности, как и в аналогичном лесном сообществе, без истории инвазии бирючины. [13] В исследовании, проведенном в Джорджии, было обнаружено, что бирючина уменьшает разнообразие местных семей медоносных пчел . [12] На участках, на которых удалена бирючина, появилось в четыре раза больше видов пчел, чем на контрольных участках, на которых бирючина не была удалена. [12] Ловушки, установленные на нетронутых лесных участках, где не было бирючины, поймали в среднем 210 пчел 34 видов, а ловушки, установленные на участках, зараженных бирючиной, поймали в среднем 35 пчел только 9 видов. [12]
Еще одним примером того, как бирючина может оказывать негативное экологическое воздействие на экологические сообщества, является ее способность угрожать исчезающим видам. [14] Например, бирючина угрожает крыжовнику Miccosukee , местному виду растений, на который похожа бирючина, вторгаясь в среду обитания крыжовника и медленно вытесняя его. [15]
Инвазия биологических видов считается основным компонентом глобальных изменений экосистем из-за изменений в биогеохимических циклах и режимах нарушений . [16] Известно, что инвазивные виды, такие как бирючина, изменяют доминирующий тип растительности, свойства почвы, поведение животных и естественный круговорот ресурсов. [16] Например, китайская бирючина увеличивает скорость разложения листового опада в прибрежных лесах в 2,6 раза. [17]
Однако, поскольку обычный метод, используемый для изучения воздействия бирючины, заключается в сравнении заселенных и незараженных территорий, имеющиеся данные могут быть неточными. [4] Это связано с тем, что в подобных сравнительных исследованиях возникают проблемы с контролем абиотических и биотических условий среды обитания, которые могут отрицательно влиять на рост местных растений. [11]
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что изменения климата , вызванные увеличением концентрации CO 2 , увеличат распространение и распространение бирючины. [18] Прогнозируется, что изменение климата усилит конкуренцию между местными и инвазивными растениями. Кроме того, прогнозируется, что повышение температуры в результате изменения климата приведет к расширению ареала растений, обычно ограниченного глубоким югом, где тепло и влажно. [18] В прогнозе, основанном на текущих и прогнозируемых уровнях CO 2 , температуре и осадках, было предсказано, что к 2100 году бирючина распространится на север до штата Мэн, охватив средний запад Соединенных Штатов до Небраски. [18] Таким образом, штаты, которые в настоящее время свободны от нашествия бирючины ( Мичиган , Огайо , Индиана , Иллинойс , Кентукки , Вирджиния , Пенсильвания и т. д.), по прогнозам, будут заселены бирючиной в течение следующих 100 лет, если только бирючина не будет локализована или усилия по сохранению уменьшают влияние загрязнения на изменение климата. [18]
Те же качества, которые позволяют бирючине превосходить местные виды, чрезвычайно затрудняют контроль и искоренение. [5] Бирючину можно скашивать или косить последовательно, как можно ближе к земле. [19] Это предотвратит распространение бирючины, но не искоренит ее. [19] Даже такие методы, как контролируемое сжигание, оказались неэффективными и фактически способствуют росту бирючины, потому что бирючина восстанавливается лучше, чем местные растения, после контролируемых ожогов. [19]
Механическое удаление бирючины, особенно для молодых растений или небольших площадей роста, может быть эффективным; однако необходимо удалить весь корень, чтобы предотвратить повторное прорастание корня. [5] Механическое удаление может оказаться затруднительным при более крупномасштабных вторжениях. [5] Когда такие крупные инвазии происходят в естественной среде, использования гербицидов обычно избегают из-за негативного воздействия на местные растения. [5] Таким образом, использование большого количества рабочих или тяжелой техники, такой как бульдозеры, является наиболее эффективным вариантом. [5] Тем не менее, нарушение почвы и возникающая в результате эрозия являются важными факторами при использовании таких мер. [5]
Когда использование гербицидов оправдано, несколько методов доказали свою эффективность. [5] Во всех случаях нарушение почвы после обработки гербицидами нецелесообразно. [19] Это связано с тем, что бирючина предпочитает нарушенные почвы и ее повышенную способность конкурировать в такой среде. [5] Продолжительность времени, в течение которого почву следует оставлять нетронутой, зависит от обработки. [5] Эффективны внекорневые обработки глифосатом , обработка пней глифосатом или триклопиром , а также обработка прикорневой коры стеблей толщиной менее 0,5 дюйма. [19]
Внекорневые обработки наиболее эффективны против густых зарослей бирючины. [5] Лучшее время для такого лечения — поздняя осень и ранняя весна, когда многие местные виды находятся в состоянии покоя. [5] При таком применении необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать опрыскивания нецелевых растений. [5] Этот метод лечения обычно считается менее эффективным, чем методы срезания пня и коры. [5]
Метод срезки пня наиболее полезен при обработке одиночных растений. [5] Этот метод заключается в тщательном покрытии пня недавно срезанного растения гербицидами, такими как глифосат и триклопир. [19] Эффективность этого лечения повышается за счет прорезания отверстия в поверхности пня. [19] Не рекомендуется использовать эту обработку, когда растение выходит из стадии покоя, а также когда земля замерзла, поскольку это значительно снижает эффективность. [5]
Обработка прикорневой коры заключается в нанесении гербицида на все прикорневые части растения ниже 12-15 дюймов. [19] Чтобы обработка была наиболее эффективной, кору необходимо тщательно пропитать гербицидом. [19] Министерство сельского хозяйства США предполагает, что 25% триклопира и 75% садового масла являются наиболее эффективной гербицидной композицией для обработки коры. [5]
Первым известным биологическим средством борьбы с бирючиной является бирючина кружевная (Leptoypha hospita), которая была распространена в Новой Зеландии. [20]
Федеральный межведомственный комитет по борьбе с вредными и экзотическими сорняками (FICMNEW) сотрудничает с государственными и частными организациями в борьбе с вредными и экзотическими сорняками, включая китайскую и европейскую бирючину. [21] Бирючина контролируется Программой по инвазивным видам Лесной службы США, в то время как Служба национальных парков направляет группы по управлению экзотическими растениями. [22] Каждая команда имеет юрисдикцию над десятью национальными парками и работает с местными волонтерами, подрядчиками и обслуживающими организациями. [22]
Эти агентства работают над уничтожением, сдерживанием и / или удалением бирючины, поскольку многие территории, заселенные бирючиной, такие как поймы рек Пьемонта, являются важными областями биоразнообразия, хранения углерода и производства ресурсов. [11]
