外来物种入侵

课 程 论 文 　 课    程     资 源 植 物 学              目     外来物种入侵                    姓  名    文玲                          学  号      114120181                          院、　系 　    生 命 科 学 学 院        专  业    生物科学                      外来物种入侵 【摘要】    　　区域间生物入侵是指国家内部不同区域间物种入侵所引发的危害。由于我国生态系统错综多样，国内人员、物品流动频繁且不易监控，因此区域间生物入侵危害已经十分严峻。本文主要以我国以及国外已有的区域间生物入侵事件为例，分析其主要的入侵途径、危害与防治措施。区域间生物入侵主要通过引种、运输、人为干扰等途径，可以造成土著种灭绝、基因污染、生物多样性降低等危害。全球气候变化、南水北调等大型建设以及海峡两岸交流等领域是今后我国区域间生物入侵研究的主要方向。 【关键词】生物入侵  外来物种 紫茎泽兰 水葫芦 入侵原因 过程 危害  预防 1.前言 生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。这些生物被叫做外来物种。外来物种是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元，包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点；被入侵生态系统具有足够的可利用资源，缺乏自然控制机制，人类进入的频率高等特点。外来物种的“外来”是以生态系统来定义的。 2.何谓生物入侵 每种生物都生活在特定的生态群落内，并和其他生物种群保持相互竞争、捕食、寄生、中性、共生、互惠、偏利、偏害等关系，进而维系该生物群落的存在和进化。当某种动物、植物或微生物进入新的生态群落后，有可能破坏其原有的物种平衡关系形成优势种群，导致生态群落的物种组成和构成发生改变，最终彻底破坏整个生态系统[2]。         美国人艾尔特于1954年在《动物入侵生态学》中率先提出“生物入侵”的概念,1982年左右,生物入侵问题才被人们广泛认识,上世纪90年代中后期,因外来生物入侵对生态系统、生物多样性、农林牧渔业造成的巨大危害和经济损失,才真正引起全世界的广泛关注。         生物入侵造成的后果是相当严重的，入侵种可以改变群落或生态系统基本的生态学特征，导致局部或区域性的生物多样性减少，对农业生态系统的生产和自然生态系统的结构和功能构成威胁，或损害人体健康等。     理论研究明，生物入侵最容易发生在那些受到人类干扰的，遭到一定破坏的生态系统。而且，生物入侵决不是一个国家的问题，而是全球的问题 3.中国外来物种入侵原因 对外来物种认识不足，往往为了一时喜好，没有很好的对引时物种进行分析研究。如富寿螺，原产地在美洲吧，当年可能是华侨看到这个东西的美味，就带入国内，没想到这种生物繁殖性强，在中国少有天敌，成为人们稻田里的害虫。一堆堆粉红色的卵。还有一地黄花也是，当初引入中国是为观赏，但却不负责的让其在野处生存，也是因无天敌，繁殖力强，抢夺农作物的养份，土地。成为中国另一大害。中国现在流行中国的小龙虾，原产地也是美洲，但它却成为中国百姓口中的美食，这可能是例外吧。外来物种，有的是意外进入国内，如航空、运输。有的是特意引入，为了改良中国原有品种，有的是一些人个人喜好，私下带回国，一时兴起，过后又极不负责地放归大自然，让这些在没有天敌的地方快速成长，造成难以消除的生物灾难。 4.生物入侵的不同方式和具体过程 按有意与无意分: 有意引入：某些部门或个人，为了提高经济效益、观赏和生物防治等，从国外或外地引入了大量物种。但是由于管理不善或事前缺乏相应的风险评估，导致有些物种变为了入侵种。水花生和水葫芦就是分别在20世纪30、40年代引入我国，本是作为猪饲料，后变为野生，成为南方农田、湖泊的主要害草，严重破坏了当地的生态环境。   偶然引入：人员流动和物资交流也可以充当外来种的引入媒介，无意间将外来种从原生地带到别的地区。相当一部分入侵种是由这种方式引入的，比如侵入我国的蔗扁蛾、豚草以及紫茎泽兰等都是随人员和商品贸易带入的。   不管是有意引入还是偶然带入，外来种向入侵种的转化都经历了一个过程。在引入地，外来种的命运有两种，一种是不能适应当地的环境，或受到本地种的排斥，种群不能自我维持。另一种情况则相反，外来种在当地建立了可自我维持的种群，称之为居留成功。居留成功的外来种如果只是停留在引入地，不扩散到别的地区，当地的群落外貌通常不会有显著改观，这时的外来种称为非入侵种。反之，如果居留成功的外来种种群数量急剧增加，并不断向四周地区蔓延扩张，将会对当地的生态系统的结构和功能造成明显的危害，这时的外来种就变成了入侵种[5]。     这种转变过程可用图示意如下： 引入失败 外来种引入      引入的外来种存活      外来种居留      扩散      入侵                                         不能居留              非入侵 5.中国外来入侵物种 5.1紫茎泽兰 紫茎泽兰（eupatorium adenophorum）原产于墨西哥，牙买加一带，被作为观赏植物引种到欧洲，之后又被引种到澳洲和亚洲。先广泛分布于热带、亚热带和温带的30多个国家和地区，是一种世界性的恶性杂草[1]。紫茎泽兰约于20世纪40年代从中缅边境传入我国云南省，现已在云南、四川、贵州、广西和西藏有广泛分布，并以每年约60km的速度随西南风向东和向北扩散。     紫茎泽兰为菊科泽兰属多年生型半灌木状草本植物。植株高1-2m，寿命可达12-15年。根呈绳索状，十分发达，茎、枝圆柱状和叶柄一起呈紫色，密被灰白色短毛和腺毛。花白色，11月到莅年4月开花结实，部分植株可延长到7-8月。待6月雨季来临，在湿润和10%以上的光照条件下，5天即可萌发。耐低温，能生长在湿润、半湿润的亚热带地区。植株当年生长缓慢，逐年从根茎部发生分枝形成丛状[2]     作为一个入侵种，紫茎泽兰具有许多一般性入侵特征，如（1）分布广泛，能在恶劣条件下生存和繁殖，可在年平均气温大约10℃，最低气温高于-11.5℃，最高温度低于35℃的气候条件下生长；（2）生长迅速，繁殖能力强。科通过产生根茎进行营养繁殖，也可通过无融合生殖生产三倍体种子。其种子产量高，每年每个成株科产3—4.5万粒，瘦果细小，顶端具冠毛，可随风传播，萌发率高。幼苗生长迅速，8周即可成株；（3）光合效率高，属阳性偏阴植物，对光照适应范围广，光补偿点低而光合效率相对较高；（4）能产生生物毒素抑制其他植物生长，有很强的化学互感作用。     紫茎泽兰的危害性非常大。在南亚热带常绿阔叶林中，紫茎泽兰单一种群致使生态系统多样性严重丧失。同时，也导致更新林、幼林衰弱，甚至死亡，严重抑制了天然林的更新和植被的恢复。紫茎泽兰入侵草场后，造成牧草严重减产，载畜量下降，紫茎泽兰枝叶有毒，牲畜误食后会导致腹泻、脱毛，用来垫圈会引起牛羊烂脚，起花粉引起动物哮喘，种子带刺的冠毛飞人人畜的眼中可能损伤角膜，严重时能引起失明[3]。紫茎泽兰入侵农田、果园，经济林带等经济作物生长地200天后，土壤中的速效氮、磷、钾含量严重下降，导致土壤肥力下降，土地退化，庄稼、经济作物等生长缓慢，产量大幅下降。 紫茎泽兰对地表原有植被的破坏和对土壤营养元素的掠夺必然对土壤环境造成破坏。 5.2水葫芦     多年生宿根浮水草本植物。因它浮于水面生长，又叫水浮莲。又因其在之间有一像葫芦状的大气泡又称水葫芦。凤眼莲茎叶悬垂于水上，蘖枝匍匐于水面。花为多棱喇叭状，花色艳丽美观。叶色翠绿偏深。叶全缘，光滑有质感。须根发达，分蘖繁殖快，管理粗放，是美化环境、净化水质的良好植物。但是也有害处：水葫芦繁殖能力很强，就是因为太强了，覆盖在整个湖面，使得水中的其他植物不能进行光合作用，而水中的动物没有得到充物，不能够维持水中的生态平衡。甚至有时会堵塞水道。 6.中国生物入侵现状 6.1中国外来入侵物种的危害 　　 1）对经济的影响。中国农业部门经过测算，仅11种外来入侵物种给农业、林业造成的经济损失就高达570多亿元，给中国造成的经济损失至少在一千亿元以上。   外来生物入侵的频率也在加快。万方浩透露说，中国海关每年截获的外来入侵物种的数量和批次急剧增加，每年大约以20％的速度增长。 外来生物入侵指外来物种在新的环境中肆意繁衍并对进入地的生物多样性、农林牧渔业生产、人类健康造成经济损失或生态灾难。 2）对生态环境的影响。 ①改变地表覆盖,加速土壤流失由于植食性动物的采食和践踏而加速土壤流失的情况在世界各地均有发生,尤其是岛屿。 　  ②改变土壤化学循环,危及本土植物生存   (a)某些外来植物在营养代谢过程中沉积某些物质,从而改变了周围土的化学成分,使周围的本土植物难以正常生长而失去竞争能力。 　  (b)改变水文循环,破坏原有的水分平衡入侵的外来植物主要通过比本土植物多用或少用降水而影响当地水文循环。 (c)增加自然火灾发生频率自然火灾发生   (d)格局是自然生态系统动态的重要组成之一,当外来生物入侵后,改变了这一格局,则对自然生态系统造成重要影响。   ③阻止本土物种的自然更新   外来动、植物均可以阻止本土物种的自然更新,从而使生态系统结构和功能发生长期无法恢复的变化。20 世纪50 年代传入我国 的紫茎泽兰Eupatorium adenophorum 扩散蔓延于我国西南省区,侵占林地、荒山,阻碍森林生长和更新。   改变本土群落基因库结构   外来物种与本土近缘物种杂交,从而改变本土物种基因型在生物群落基因库中的比例,使群落基因库结构发生变化。而且有时这种杂交后代由于更强的抗逆能力而使本土物种面临更大的压力。这种情况不但发生在植物中,在鱼类、两栖和无脊椎动物中也时有发生。   加速局部和全球物种灭绝速度根据Macdonald 等对全球脊椎动物的统计,941 种濒危动物中的18.4 %受到外来物种的威胁,但分布格局差异很大,岛屿上的比例明显高于陆地(除澳大利亚外) , 达到31.0 %;在各大洲中以澳大利亚最为突出,达到51.7 %。美国鱼类与野生动物保护署认为,濒危物种名单中的160 种濒危动物与外来物种的入侵有关;另有估计,美国958 种濒危物种中的约400 种面临外来物种的竞争和捕食而处境危险。而在世界其他某些地方,多达80 %的濒危物种面临外来物种的压力。   3）对人类健康的影响。一些外来入侵物种能直接或间接地危害人类健康，如，红火蚁叮咬人体。豚草产生的花粉引发变应性鼻炎和哮喘等疾病。褐家鼠传播流行性出血热病。麻疹、天花、淋巴腺鼠疫以及艾滋病都可以成为入侵疾病。人类对热带雨林地区的开垦，为更多的病毒入侵提供了新的机会，其中包括那些以前只在野生动物身上携带的病毒，比如多年前袭击刚果等地的埃博拉病毒。前面提到的三裂叶豚草，它的花粉是引起人类花粉过敏的主要病原物，可导致“枯草热“症，在美国约有20%的人受花粉过敏症的侵扰。我国国内虽然还没有大量的报道，但在国外的许多华人到美国后一两年内就会出现花粉症的症状。目前豚草已分布在东北、华北、华东、华中地区的15个省市，如果一旦大面积爆发，后果不堪设想。 6.2中国预防外来入侵物种的措施 　　1）预先防范方法 　　在考虑对已经本地化的外来物种采取消灭、遏制和控制措施时,也应使用这种预先防范方法。对一个外来物种的侵入可能造成的各种长期影响缺乏科学定论不应被用作理由来推迟采取或不采取适当的消灭、遏制和控制措施。   2）三阶段分级处理方法   ①预防比之在一个外来入侵物种已经引进和本地化后再采取措施更有成本效率和有利于环境。   ②应优先重视预防在国家之间和之内引进外来入侵物种。如果已经引进一个外来入侵物种,则及早发现和迅速采取行动对防止其本地化极其重要。可取的做法往往是尽快消灭引进的生物体 　　③在无法消灭或缺乏将其消灭所需要的资源的情况下,则应实施遏制和长期控制措施对有关的惠益和费用(环境、经济和社会方面)的任何研究应在长期的基础上进行。   3）生态系统方法   为对付外来入侵物种而采取的措施应酌情以缔约方大会第V/6号决定中所阐明的生态系统方法为基础。   4）国家的作用   ①在外来入侵物种方面,各国应认识到在其管辖或控制范围内各种活动作为外来入侵物种的潜在来源而对其他国家可能构成的风险, 并应采取适当的单独和合作行动以尽可能减少这种风险,包括提供关于某一物种的侵入行为或侵入危险的任何现有资料。   ②此种活动的例子包括:   (a) 有意地把一个外来入侵物种转移到另一个国家(即使它在起源国中是无害的);     (b) 有意的把一个外来物种引入本国,如果存在着使物种此后扩散(无论是否以人类为媒介)到另一个国家并成为侵入性物种的风险。     (c) 可能导致无意引进的活动,即使引进的物种在起源国是无害的。     ③为协助各国尽量减少外来入侵物种的传播和影响,我国应尽可能查明有可能变成具有侵入性的物种,并向其他国家提供此类资料。   5)研究和监测   为了发展充分的知识以处理这个问题,各国有必要酌情对外来入侵物种进行研究和监测。这些努力应试图包括一项关于生物多样性的基准生物分类研究。除这些数据外,监测是及早发现新的外来入侵物种的关键。监测应包括有针对性的普查和一般性普查,并应争取得到其他部门包括地方社区的参与。有关外来入侵物种的研究应包括彻底查明所存在的入侵物种并应记录:   ①侵入的历史和生态资料(来源、途径和时期)   ②外来入侵物种的生物特性   ③在生态系统、物种和遗传方面造成的有关影响,还有社会和经济影响,以及它们如何随着时间发生变化。 　　6）边界控制和检疫措施   对外来物种构成威胁的风险分析及其潜在的进入途径进行评估。应视需要加强和扩大现有有关政府机构或主管当局,应适当工作人员以实施这些措施。采取旨在及早发现的办法以及区域和国际间的协调对预防工作极为重要。   7）教育和提高公众意识 提高公众对外来入侵物种的意识对成功地管理外来入侵物种至关重要。因此,各国有必要促进在侵入的原因和与引进外来物种有关的风险方面的教育和公众意识。在需要采取减轻措施时,应开始实行教育和公众意识方案,促使地方社区和相关部门团体支持这种措施。 7.小结 这些入侵物种疯长成灾，侵入草场、林地和荒地，很快形成单种优势群落，导致原有植物群落的衰退。外来入侵种在当地定植、扩展并产生一定影响的过程或现象称为生物入侵。它关系到经济、社会发展，影响人类健康、农业潜力、生态系统平衡、生物多样性保护，并且随着全球性贸易的发展、对外开放、全球变化以及土地使用模式的改变会愈发严重。我们应该采取适当措施来预防。 参考文献 [1]强胜.世界性恶性杂草—紫茎泽兰研究的历史及现状[J].武汉植物学研究，1998,16（4）：366-372. 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