入侵生态学主要假说
原创2：第19课 生物入侵者
3、入侵者的危害性分析：
正 不会造成是生态的严重破坏。
危
面 例：蒲公英、山涧鱼虾——安家落户
害 和
斑 贝：堵塞水道
损 失
经济损失
反
天 牛：破坏树林 红蚂蚁：叮咬人畜
面
威胁物种： 棕树蛇—灭绝鸟类
危害
难以估量的经济损失 影响人的健康
威胁其它物种以及物 种的多样性
原因和途径——”非自然途径”
地中海果蝇
飞机草原产于 中美洲。
小龙虾原名克氏原螯虾，它们的原产地是中、 南美洲，20世纪30-40年代我国从日本引进，而 日本则是更早从美国引进。克氏原螯虾的适应性 强、食性广、幼体成活率高，擅长在堤坝上打洞。
蓖麻，原产非洲 东部，经亚洲传 入美洲，再至欧 洲。中国蓖麻引 自印度
革命草 ，原产巴 西 ，【别名】空 心苋、革命草、水 花生、过塘蛇、空 心蕹藤菜、水蕹菜、 螃蜞菊、假蕹菜 。
2、文中举了哪些“生物入侵者”的例子？ 蒲公英的种子、山涧溪水的鱼虾、斑贝、天牛、红 蚂蚁、棕树蛇、地中海果蝇、观赏鱼、蛇、蜥蜴、 山猫
2007年7月初，上海金山、松江两地水葫 芦大规模暴发，仅金山区每天打捞至少550吨；
9月初，湖南捞刀河水葫芦暴发，厚达3米， 打捞者可在其上行走，而之前浏阳河水葫芦已 经封锁河面绵延数公里……
课文小结 布置作业
这是一篇关于生态问题的说明文。它向我们说明了 什么是生物入侵者以及生物入侵带来的巨大危害，促使 我们对这一特殊的生态现象高度警觉。我们学习这篇课 文不仅能获得一定的生态知识，还能培养我们的社会责 任感。另外，这篇课文结构严谨，层次分明，运用了列 数字、举例子、打比方等说明方法，为我们写作说明文 提供了借鉴。
移民
偷渡者
生态学 第4章生物入侵
地理种 群分化
我国云南8个 地区的南美 斑潜蝇的系 统树
通过细胞色素氧 化酶基因1和基 因2，在DNA序 列上的差异来不 同地区种群的变 异。
松材线虫的入侵
• 松材线虫Bursaphelenchus xylophilus是滑刃 线虫科，松材线虫病叫松树萎焉病。
• 1905年，松材线虫病首次发现于日本长崎。 1972年，才鉴定出来是松材线虫为病原。
• 生物入侵带来的损失：美国1999年损失 1230亿美元；中国2002年损失1亿元。
二、生物入侵的过程
• 外来物种的引入（入侵）——定居与成功 地建立种群——时滞阶段——扩散与暴发
• Williamson1996年提出：十分之一法则— —第1次转移，从原产地引入到野外定居， 叫逃逸；第2次转移，从定居到建立稳定的 种群，叫建群；第3次转移，从建立种群到 经济上有害的生物（叫入侵种）。每个阶 段的有效发生概率是5-20%（10%）。
紫茎泽兰（飞机草， 恶草）Eupatorium odoratum
——菊科泽兰属。原 产中美洲。20世纪50 年代，从中越、中缅 传入云南。70年代， 四川凉山发现。牲畜 误食有毒。
目前，在我国西南 地区蔓延。
微甘菊Mikania micrantha——菊科 假泽兰属，原产中南 美洲。20世纪40年代， 印度为了覆盖茶园专 门引进该植物。பைடு நூலகம்
1919年，在我国香港 出现。20世纪80年代 入侵深圳。现在，成 为世界热带和亚热带 的有害杂草。群众叫 “疯长”。
生物防治的例子
喜旱莲子草
Alternanthera
philoxeroides—— 苋科，莲子草属。原 产巴西。20世纪30 年代引入我国，作猪 饲料，后来逃逸为野 生。现在，成为入侵 植物。在澳大利亚， 它不开花；在我国， 开花，但未见实生苗。
生态学试卷
生态学试卷试卷10份普通生态学试卷一一、名词解释（共20分），每题2分1.Gaia假说2.阿伦规律3.边缘效应4. 长日照植物5.初级生产6. 次生裸地7.单体生物8.顶极群落9.复合种群10.领域二、判断题（10分），每题1分正确的在（）中写“对”，错误的写“错”。
1.“红皇后效应”就是指寄生物与宿主的协同进化。
（）2.草原生态系统是大陆上最干旱的生态系统。
（）3.赤潮是水体被有颜色的有机物污染的结果（）4.低纬度地区的短波光较多，高纬度地区的长波光较多。
（）5.地球上不同纬度出现的典型植被类型被称为显域性植被。
（）6.动物的婚配制度与资源的分布状况有密切关系。
（）7.恒温动物的体温也是会变的。
（）8. 集合种群是多个物种的集合。
（）9.昆虫发育所需要的时间与环境温度有关。
（）10.群落演替是内部环境的变化引起的。
（）三、选择题：10分，每题2分（不定项）1.2个物种间的竞争必将导致( )。
A 2个种死亡B 一个种的重量增加，另一个种的重量减少C 2个种的重量等量减少D 2个种的重量不等量减少2.r-对策生物的主要特点有( )。
A 体型小B 体型大C 生殖力强 D生殖力弱3.从海南岛沿我国东部北上可能依次遇到的地带性森林分别是( )。
A 雨林、云南松林、常绿阔叶林和落叶林B 雨林、落叶林、常绿阔叶林和针叶林C 雨林、常绿阔叶林、针叶林和落叶阔叶林D 雨林、常绿林、落叶林和针叶林4.某种群个体间竞争强烈，排斥性强，则其内分布型是( )。
A. 随机分布B. 均匀分布C. 成丛分布 D群集分布5.生态系统平衡的标志是( )。
A 能量输入输出稳定B 生物量高C 结构稳定 D功能作用稳定 E、适于人类居住四、填空题：10分，每空1分1. 陆地生物群落的分布规律有地带性特征，这种特征分别是：___________，_____________，和________________。
2.某物种在群落中缺乏竞争者时，会扩张其实际生态位的现象被称为_______。
入侵生物学
• （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。
• 野葛是一种观赏性攀援植 物，野葛在美国获得了两 个外号，第一个外号是 “吃掉南方的攀援植物”， 第二个外号是“绿色危险 物”。野葛在美国南方各 州疯狂蔓延，泛滥成灾， 甚至大有继续北上之势， 触角最北端已伸到新泽西 州。美国土地上的野葛几 乎没有任何天敌……
我国生物入侵现状
• 入侵情势 • 已有400多种外来物种“全面”入侵中国，在国际自然保
全球外来生物入侵实录
• 斑马贝 • 最初通过船只的压舱水溜入美
国。自上世纪八十年代以来， 它们已经堵塞了管道。它们堵 塞的都不是细管——修理这些 堵塞的管道总计耗费了数十亿 美元。这些斑马贝不只附着于 管道，还粘在发动机和其它当 地贻贝上，肆虐船主，杀死大 量野生动物。
全球外来生物入侵实录
• 蛇头鱼 • 可怕之处在于，一旦它
生物侵入后果
• 物种灭绝 • 外来有害生物侵入适宜生长的新区后，其种群会迅速繁殖，并逐渐发
展成为当地新的“优势种”，严重破坏当地的生态安全 • 外来物种入侵是威胁生物多样性的头号敌人，入侵种被引入异地后，
由于其新生环境缺乏能制约其繁殖的自然天敌及其他制约因素，其后 果便是迅速蔓延，大量扩张，形成优势种群，并与当地物种竞争有限 的食物资源和空间资源，直接导致当地物种的退化，甚至被灭绝 • （生物的多样性是包括所有的植物、动物、微生物种和它们的遗传信 息和生物体与生存环境一起集合形成的不同等级的复杂系统。虽然一 个国家或区域的生物多样性是大自然所赋予的，但任何一个国家莫不 是投入大量的人力、物力尽力维护该国生物的多样性。）
6-生物入侵与生物安全
第六章生物入侵与生物安全第一节生物入侵一、基本概念1. 本地种(native species，indigenous species):指在其过去或现在的自然分布区域和扩散潜力范围内（即物种自然分布，或无直接间接引入或不需要人类干预能够存活繁衍的范围）的物种、亚种或更低级的分类群。
2. 外来种（alien/non-native/non-indigenous /foreign /exotic species）：指出现在其过去或现在的自然分布范围以外（即在原分布范围以外自然定殖的、或没有直接或间接引进、或没有人类活动就不能定殖）的物种、亚种或更低级的分类群，包括能够存活下来并繁殖的任何部分、配子或繁殖体。
外来种的类型：•有益：如玉米、小麦、大麦、马铃薯、辣椒、番茄、棉花、花生、番薯。
又称引进种。
•中性：在一定的条件下维持相对稳定。
如广玉兰、桉树属植物等。
•有害：外来有害种，入侵种。
3. 外来入侵种（alien invasive species）：指在自然、半自然生态系统或生境中定居下来的，对本地生物多样性产生影响并构成威胁的外来种。
如喜旱莲子草、凤眼莲、微甘菊、松材线虫、美洲斑潜蝇、紫茎泽兰等。
•外来种成为入侵种的概率约为1/1000。
•本地种、外来种及外来入侵种三者之间的界限并不是显而易见的，如外来种在侵入1000年后就很难从本地种中区分开来，有相当的物种难以判定是本地种还是外来种。
目前我们所定义的外来种中潜伏着一些未来的入侵种，这也常常是外来种管理上的疏漏之处，因为人们通常只注重那些已经产生危害的入侵种，而忽视了即将出现的入侵种。
如：巴西胡椒(Brazil pepper) 许多年来被人们栽种于院落作为观赏树种，上个世纪40年代末50年代初突然爆发，至今人们还无法解释其泛滥成灾的真正原因。
4. 生物入侵当外来种进入一个新的地区并能存活、繁殖，形成野化种群(feral population)，其种群的进一步扩散已经或即将造成明显的生态和经济后果，这一事件称生物入侵(biological invasion)。
生态学-物种入侵
毁灭农业生产：我国常见的庭院绿化植物葛藤 ，到了美国却像野马狂奔，迅速占领了佐治亚、密 西西比、亚拉巴马等州700多万平方公里的土地， 使许多植物没有了栖身之地。 影响国际贸易：一些防止生物入侵的贸易限制 条款被一些国家用作国际贸易的技术壁垒。 威胁国际安全：生物入侵曾经被用于战争，通 过使用某种生物危害敌国的粮食生产，或通过传播 疾病危害一个国家的安全。
三、我国外来入侵物种的现状怎样？
在04年国际自然保护联盟公布的全球100种最具威胁的 外来生物中，我国就有50余种。据统计，入侵我国的外来 物种至少有400多种。 （1）涉及面广：全国34个省市自治区无一例外。 （2）涉及的生态系统多：几乎所有的生态系统都可见到。 （3）入侵物种的类型多：从脊椎动物（哺乳类、鸟类、两 栖爬行类、鱼类都有），无脊椎动物（昆虫、甲壳类、软 体动物），高、低等植物，小到细菌、微生物、病毒都能 够找到例证。
③药用植物：如含羞草、决明、土人参、望江南、美洲商陆
、洋金花等。
④蔬菜：尾穗苋、反枝苋、茼蒿、芫荽(香菜)、菊苣。 ⑤草坪植物： 毛花雀稗、地毯草、巴拉草、多花黑麦草 。 ⑥环境植物：如大米草被用于保护滩涂、防止水土流失而引
入。
⑦动物蛋白食品：如我国南方广东、浙江、福建、广西等地
引进了福寿螺 。
⑧水产养殖：如云南洱海引进外来鰕虎鱼、上海引进了克氏
3 外来微生物种类
与外来入侵动植物相比，我国对外来微生物种类 的调查更为少见。目前对农业危害较大的外来微 生物或病害有11种。 水稻细菌性条斑病 、玉米霜霉病 、马铃薯癌 肿病、大豆疫病 、棉花黄萎病 、柑桔黄龙病、 柑桔溃疡病 、木薯细菌性枯萎病 、烟草环斑病 毒病、番茄溃疡病 、鳞球茎茎线虫。
7、什么原因导致容易遭受外来物种入侵？
名词解释生态学
名词解释：尺度、生境、生态幅、生态位（基础与实际）、光周期、最小因子定律、耐受性定律、阿利氏规律、阿仑规律、贝格曼规律、驯化（自然/人工）、密度效应、领域与领域行为、社会等级、他感作用、高斯假说/竞争排除原理、生物群落、生态交错区、边缘效应、中度干扰假说、群落演替、原生演替、次生演替、林得曼效率、生态入侵、生态足迹、可持续发展尺度：是指某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率。
生境：生境是指特定生物个体或群体栖息的生态环境或生物影响下的次生环境。
而生态环境是指在一定地域范围内由各种生态因子构成的综合体。
生态幅：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。
在最低点和最高点（或称耐受性的下限和上限）之间的范围。
生态位：物种在生物群落或生态系统中的地位和角色，描述了自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。
生态位分为基础生态位和实际生态位。
一个物种能够占据的生态位空间是受竞争和捕食强度所影响的。
一般来说，没有竞争和捕食的胁迫，物种能够在更广的条件和资源范围内得到繁荣。
这种潜在的生态位空间就是基础生态位，即物种所能栖息的、理论上的最大空间。
然而，种暴露在竞争者和捕食者面前是很正常的事，很少有物种能全部占据基础生态位，一物种实际占有的生态位空间就叫做实际生态位。
光周期：在陆地上不同地理区域和季节里，昼夜长短的周期性变化。
光周期现象：生物对自然界中日照长短的规律性变化的反应，比如植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽。
生态学零度生物开始发育的下限温度，低于这个温度，生物不发育。
利比希最小定律利比希最小定律的基本内容是低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物能生存和分布的根本因素。
耐受性定律生物的生存与繁殖，要依赖于某种综合生态因子。
任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存，甚至灭绝。
生态学名词解释
1.中度干扰假说：中等程度的干扰能维持高多样性A.在一次干扰后。
少数先锋种入侵断层。
如果干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，使多样性降低 B.如果干扰间隔期很长，使演替过程能发展到顶级期，多样性也不高C.只有中度干扰程度使多样性维持最高水平，它允许更多的物种入侵和定居2.能量逐级递减的原因：A.各营养级消费者不可能百分之百利用前一营养级的生物量，如骨骼，毛发，植物根部或因地形因素，不能被下一营养及利用B.各营养级的同化效率也不是百分之百的C.各营养级生物要维持自己的生命活动，总要消耗一部分能量，这部分能量变成热能而散掉。
3.生态学定义。
生态学是研究有机体与周围环境相互关系的科学。
环境包括非生物环境和生物环境。
前者包括温度、可利用水、风等，后者包括种内的有机体和种间的有机体（或者说种内相互作用和种间相互作用）。
种内相互作用如竞争，种间相互作用如种间竞争、捕食、寄生和互利共生。
生态学主要研究对象：个体，种群，群落，生态系统4.尺度：指某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率。
生态学分为空间尺度，时间尺度，组织尺度。
5..生态学是研究的问题及采用的方法。
生态学的研究对象很广，从个体的分子到生物圈，但主要研究以下4个层次：个体、种群、群落和生态系统。
在个体层次上，主要研究的问题是有机体对于环境的反应；在种群层次上，多度与其波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题；在群落层次上，有群落的结构、演替、多样性和稳定性等6.生态学研究方法分类：野外的、实验的和理论的。
（野外调查，实验研究，理论方法）7..环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
包括生物环境与非生物环境。
生物环境分为内在的和种间的或种内相互作用和种间相互作用8..生态因子是指环境要素中对生物生长，发育，繁殖，行为，分布有直接或间接影响的环境因素，如光照、温度、水分、O2，CO2、食物和其他生物等。
生态学基础生态学(群落)模拟试卷7
生态学基础生态学（群落）模拟试卷7(总分：84.00，做题时间：90分钟)一、名词解释题(总题数：7，分数：14.00)1.．直接排序(direct ordination)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：直接排序：根据一个或多个已知的环境梯度进行排序的方法。
)解析：2.间接排序(indirect ordination)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：间接排序：根据群落本身的属性如种的相关性、群落相似性等导出抽象轴或群落变化方向的排序。
)解析：3.极点排序法(polar ordination，Po)(华东师范大学1996)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：极点排序法：由Bray和Curtis于1957提出，在多维的植物种空间中主观确定两个样方点，假定它们处在数据集的某一组合环境梯度的两个端点。
然后按空间坐标投影的方法将所有的样方点都投影到两点连成的直线上，排序得分就是各样方在直线上的相对位置，给出多个极点对可以得到多维排序。
极点排序的关键是选出合理的极点对，它们必须代表某种环境因子或组合环境因子。
)解析：4.中度干扰理论(intermediate disturbance hypothesis)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：中度干扰理论：中等程度的干扰将使生物多样性最高，它允许更多的物种入侵和建立种群。
生态学名词汇总
1.适应组合2.生物学零度3.利他行为4.种群衰落5.亲代投入6.生物群落7.生态入侵8.生活型9.同资源种团10.生态幅11.生态锥体12.生态平衡13.演替顶极14.初级生产15.临界温度16.伯格曼定律17. 耐受性法则18.水体富营养化19.竞争排斥原理（高斯假说）20.生态因子21.限制因子22.辐射适应23.生态型24.趋同适应25.有效积温26.艾伦法则27.构件生物28.动态生命表29.静态生命表30.内禀增长率31.基础生态位32.生态位宽度33.重要值34.生物多样性35.物种多样性36.层片结构37.边缘效应38.生物群落演替39.生态系统40.生态效率41.生态危机42.次级生产 43.有害生物综合管理44.生态农业45.生态城46.“热岛效应”47.人口密度48.“人口经济密度”49. 人口素质50.人口老龄化 51.生物学评价52.生态修复53.生物富集54.生物积累55.生物放大1.适应组合：生物对一组特定环境条件的适应必定会表现出彼此之间的相互关联性。
这样一整套协同的适应性就称为适应组合。
2.生物学零度:生物的生长发育要求一定的温度范围，低于某一温度，生物会停止生长发育，高于这一温度，生物才开始生长发育，这一温度阈值称发育起点温度或生物学零度。
3.利他行为（altruism behavior）是指一个个体牺牲自我而使社群整体或其他个体获得利益的行为。
4.种群衰落：当种群长久的处于不利的环境条件下，或在人类过度捕猎，或栖息地被破坏的情况下，其种群数量可出现持久的下降，即种群衰落。
5.亲代投入:是指花费于生产后代和抚育后代的能量和物质资源。
例如卵的大小，后代的数量，对后代的抚育程度等。
6.生物群落：特定时间和空间中各种生物种群之间以及他们与环境之间通过相互作用而有机结合的具有一定结构和功能的复合体。
7.生态入侵：某些生物由于人类有意识或无意识地带入某一适宜于其生存和繁衍的地区，它的种群数量便不断地增加，分布区便会逐步稳定的扩展，并对本地生态系统造成一定危害的过程叫做生态入侵。
互补效应和选择效应抵抗入侵植物的作用-概述说明以及解释
互补效应和选择效应抵抗入侵植物的作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述入侵植物是指非本地植物物种在特定区域快速扩张并对当地生态系统造成危害的现象。
随着全球化和人类活动的加剧，入侵植物的问题日益突出，对生态系统的稳定性和生物多样性带来了巨大的威胁。
为了有效地控制入侵植物的蔓延，科学家们不断探索各种策略和方法。
其中，互补效应和选择效应被广泛研究并被认为是对抗入侵植物的重要手段之一。
互补效应是指不同种群之间通过相互补充资源来提高其生存能力的现象。
而选择效应则强调了环境中各种压力和选择条件对种群适应性的影响。
这两种效应在对抗入侵植物时发挥了重要作用。
互补效应与选择效应相辅相成，共同作用于自然生态系统中的入侵植物。
互补效应使得入侵植物与本土植物种群之间形成一种相互依赖的关系，通过合理的资源分配和生态位的利用，本土植物能够在一定程度上抵抗入侵植物的侵入。
选择效应则通过环境中的选择条件，使得那些对当地生境适应性较强的本土植物种群更有竞争力，能够更好地抵抗入侵植物的入侵。
本文将重点探讨互补效应和选择效应对入侵植物的抵抗作用。
首先，我们将介绍互补效应和选择效应的定义和原理。
接着，将详细阐述互补效应和选择效应在自然生态系统中对入侵植物的抵抗作用。
最后，我们将综合探讨互补效应和选择效应的作用机制，并展望其在对抗入侵植物中的应用前景。
通过对互补效应和选择效应的研究，我们可以更好地理解入侵植物与本土植物之间的相互作用，并为控制入侵植物的蔓延提供科学依据和策略。
只有通过综合利用互补效应和选择效应的作用机制，我们才能更好地保护和恢复生态系统的稳定性和功能，确保人类与自然的共存和可持续发展。
1.2 文章结构本文将围绕着互补效应和选择效应对抵抗入侵植物的作用展开讨论。
文章主要分为三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，首先将概述互补效应和选择效应在生态学领域的重要性，并介绍它们在入侵植物管理中的应用。
接着，文章将给出本文的结构和目的，为读者提供一个整体的思路。
天敌逃逸假说和进化增强竞争能力假说是什么
天敌逃逸假说和进化增强竞争能力假说是什么？2002年，生态学家瑞安·M. 基恩(Ryan M. Keane)和迈克尔·J. 克劳利(Michael J. Crawley)在观测了一些入侵植物的重大影响之后，认为大多数物种造成如此多灾难的原因是它们远离了它们的自然天敌，尤其是食草动物、寄生虫、病原菌及竞争者，因此与本地植物竞争时有极大的优势。
从这个观点来看，本地物种必须消耗很大一部分资源来抵抗它们的天敌(例如，产生抑制天敌的化学物质)，然而它们依然因为天敌的存在而有较高的死亡率，还丧失了一定的繁殖能力。
入侵物种不用消耗这样的资源，可以把所有的资源用在生长和繁殖上。
乍一看，天敌逃逸假说(enemy release hypothesis)与埃尔顿早期的生物抵抗(biotic resistance)思想完全相反。
生物抵抗是指大多数的入侵物种无法建立种群，或者即使建立了种群，除了在岛屿等自然天敌很少的地方，也会由于本地自然天敌的抑制作用而有限分布且保持一种无害状态。
但是，当我们想到大多数外来物种没有变成入侵物种(可能是因为生物抵抗)，而有一些却变成入侵物种(可能是由于天敌逃逸)的时候，这两种思想可以看成同一假说的不同部分。
就是说，如果我们不将其中任何一个假说看作一种普遍的、整体的规则或定律而以此解释所有外来物种的命运和影响，那么这个明显的矛盾就可以迎刃而解了。
很多生态和进化上的规则并不是热力学定律意义上的规则，而仅是或多或少占主导地位的那些模型的简单陈述，虽然总是有例外。
实际上，仔细研究那些在入侵地区比在原产地密度更大、影响更大的外来物种，结果表明，在某些特定情况下，远离自然天敌的影响似乎是它们成功的关键所在。
叉枝蝇子草(white campion)是一种在19世纪早期被引进到北美洲的小型多年生欧洲植物，目前已经广泛扩散并高度入侵。
它在原产地欧洲比在北美洲遭受了更严重的来自昆虫和蜗牛的攻击，一种真菌和一种食蚕蛾幼虫毁灭了欧洲的叉枝蝇子草，而这种草在北美洲没有这两种天敌。
生物入侵概述
• 思考：跨省物种算不算外来物种？
17
2、生物入侵的模式
18
2.1 自然入侵
完全没有人为影响的自然分布区域的 扩展，在现代历史上极为罕见。
环颈鸽
19
薇甘菊
20
美洲斑潜蝇
21
2.2 人类辅助入侵
在人类改变了的环 境中自然传播并扩张其 分布区域，这类入侵的 事例也不多。
鹭 鸶
22
蛇鳄鱼
23
乌桕树
2
3
考核方式
• 平时成绩：40分（包含出勤、作业 等），缺勤1次扣5分； • 笔试：60分（开卷考试）。
4
• 概述 • 生物入侵的适应性进化及其影响 • 中国面临的生物入侵问题 • 生物入侵与人类疾病 • 生物安全实验室 • 转基因生物与生物入侵 • 生物入侵的防治（自学）
5
概 论
• 什么是生物入侵? • 生物入侵的模式有哪些? • 生物入侵有哪些危害? • 生物入侵是如何形成的? • 影响生物入侵的因素有哪些?(对生物入 侵的机制的探讨)
83
(4) “资源机遇假说” (resource opportunity hypothesis)
50
杀人蜂在世界各地漫延成灾
51
• 化学污染 vs 生物入侵
20世纪50年代，人们意识到化学污染对环境 和人类健康的危害。 由于入侵生物会增长、繁殖、适应新的环境、 扩散和爆发，因而它是一个比化学污染更具有威 胁性、更有长远效应。
52
4、生物入侵是如何形成的?
53
生物入侵是一个复杂的链式过程： 外来种的引入； 定居与成功地建立种群； 时滞阶段； 扩散和爆发。
76
事实上，生物多样性和入侵的易感性之 间呈正相关或负相关的例证都存在。
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种间关系
相互作用类型 1.中性作用 物种1 0 物种2 0 相互作用的一般特征 两个种群彼此都不受影响
2.竞争：直接干涉型
3.竞争：资源利用型 4.偏害作用 5.寄生作用 6.捕食作用 7.偏利作用 8.原始合作 9.互利共生
+ + + + +
0 0 + +
两个种群直接相互抑制
资源缺乏时的间接抑制 种群1受抑制，种群2不受影响 寄生的种群1得利，被寄生的种群2受抑制 捕食的种群1得利，被捕食的种群2受抑制 种群1（共栖者）得利，种群2（宿主）不受影响 相互作用的两个种群均有利，但不发生依赖关系 对双方都有利，并相互依赖
生活史
生物一生中生长和繁殖的模式。生活史的关键组合是个体大小，生长率 、繁殖和寿命。
一些种类能活成百上千年如红豆杉，有些种类则寿命很短；
一些种类，如鲸和加利福尼亚红杉身体巨大，而另一些身体则微小； 一些种类，如真菌或远洋鱼类生产许多小型后代，而另一些生产数量
虽小，但个体较大。
能量分配和权衡
k-对策
k-对策者：种群保持在k值临近，出生力降低，相应地存活率增加
，有亲代关怀，防御和保护幼体的能力较强，寿命长和个体大。所
有这些特征都保证k-对策者在激烈的生存竞争中取得胜利。k-对策 者在生存竞争中是以“质”取胜。 k-对策者种群在受到过度死亡或激烈动乱之后，回到平衡水平的能 力是有限。如果确实很低，还有可能灭绝。如大熊猫和虎。
中性
竞争
直接
新武器假说
竞争
资源利用 增强竞争力进化/新防卫假说
捕食
天敌逃逸假说
寄生
天敌逃逸假说
偏利共生
一方有利，一方无害
互利共生
协同入侵假说？
生物入侵的主要假说
种间关系
天敌逃逸假说（Enemy release）：天敌控制（竞争者、捕食者和病原微 生物）。
多发粘液瘤病
兔病毒性出血症
天敌逃逸假说
(自M.C.Molles,Jr,1999)
行为：种群的增长曲线为“J”型，又称“J”型增长。
种群的逻辑斯谛增长
种群增长率变慢，
并趋向停止；
“S”曲线型；
种群停止增长处的
种群大小称“环境 容纳量”（K）
种群的逻辑斯谛增长
种群 变化率
当比率增加时，种群增长 变慢
dN/dt=Nr(1-N/K)
个体和种群生态学： 在原产地广泛分布（生态幅广）、遗传分化特征、表型可塑性、 繁殖（无性繁殖、有性繁殖）、扩散方式、食性广、争强好胜、个体
小、快速生长、光合速率高、养分利用效率高、构建成本低、繁殖后
代多、人类关系密切。 内禀优势假说（Inherent superiority hypothesis） 理想杂草特征假说（Ideal weeds characteristics hypothesis） 可塑性假说（Phenotypic plasticity hypothesis）
繁殖体压力假说（Propagule pressure hypothesis）
环境
环境：生物有机体
周围空间以及其中 可以直接或间接影
生物
特定主体
响有机体生活和发
展的各种因素。
自然环境
生物环境
生态因子
生态因子：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接 或间接影响的环境要素。如：光照、温度、湿度、食物、水分、 氧气、二氧化碳和其它生物等。 生境：生物个体和群体生活地段上的所有生态因子总和称为生境 。
种群扩散的意义：减少种群压力，扩大分布区，形成新种。
繁殖体压力假说
建 立 种 群 的 可 能 性 繁殖体数量/引入次数
Simberloff, 2009
Propagule Pressure and Colonization Pressure
繁殖体压力假说
随机性影响小
随机性影响大
红火蚁
红火蚁
r-对策
r-对策者：种群密度是经常激烈变动的，常常突然暴发并猛 烈下降，具有较高的增殖力（r），但寿命短，个体小，缺乏 保护后代的机制，死亡率高，防御能力弱，竞争能力不强。 r-对策者具有很强的扩散能力，一有机会就侵入新的环境， 通过高增殖力迅速增殖。 在数量很低时，它们不象k-对策者易于灭绝，而通过迅速增 殖而恢复到较高水平。r-对策者称为“机会主义者”。
完美的假定生物（ hypothetical organism ）即“达尔文魔鬼”应 该具备可使繁殖力达到最大的一切特征——在出生后短期内达到大 型的成体大小，生产许多大个体后代并长寿。但是这种“达尔文魔 鬼”（Darwinian demons）不存在，因为不可能使生活史的每一特 性都这样达到最大。
能量分配和权衡
增强竞争力进化假说
自然种群 数量变动
(一)非密度制约气候学派 种群调节 (二)密度制约生物学派 (三)内源性调节学说－自动调解学说
入侵生物？
种群扩散
种群扩散（dispersal）是种群动态的一个重要方面，通过扩散
作用可以使种群的个体迁出和迁入，从而增加或降低当地种群的
密度。 种群的扩散途径：风、水、动物等。 种群扩散的原因多种：如气候变化分布区扩大；食物资源变化； 河流和洋流的作用；人为因素等。
种群个体 数量
瞬时增长率(每员 增长率) 环境容纳量
(1－N/K)所代表的生物学含义是“剩余空间”，即种群可利用、
但尚未利用的空间。
种群的逻辑斯谛增长
间隔或世 代的长度
环境容纳量
瞬时增长率(每 员增长率)
Nt=K／（1＋ea-rt）
时间t处的种 群个体数
曲线对原点的相对位置，值 取决于N0
种群的逻辑斯谛增长
k-选择，脊椎动物和木本植物接近K对策生物。
非密度制约性自然选择就是自然选择压力与种群密度无关，常称 为r-选择，昆虫、各种微生物、藻类、草本植物接近r对策生物。 生物适应环境会朝着两种不同的进化方向 r-选择和k选择发展。这种 选择的结果，使一部分特征与r-选择结合，使另一部分特征为k-选择 结合，从而形成两种不同的生活史策略类型，即r-对策和k-对策。
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天地逃逸假说
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协同入侵？（Invasional meltdown）
一种入侵生物利 于另一种入侵？ 改变环境？ 环境本身利于入 侵种？
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生物入侵的主要假说
种间关系： 增强竞争力进化假说（Evolution of increased competitive ability） 引进地缺乏天敌的控制，外来种本来用于防御的资源投资就可以转 移到自身的生长发育上，使其在新生境中更具竞争力。 氮分配进化假说（Evolution of nitrogen allocation） 外来入侵植物降低体内氮元素向防御作用的分配，而且增加了氮向 光合作用方向的转移。这种独特的快速偿还型能量方式能够提高叶 片的光合氮利用效率、光合能量利用效率及光合能力。 新防卫假说（Novel defense）：减少捕食者取食。 新武器假说（New weapon）：抑制竞争者，化感作用。
生态因子作用的规律-限制因子规律
限制因子：接近或超过某种生物的耐受性极限
生态因子作用的规律-耐性定律
不数量最多
数 量 很 低
不 能 存 活
生殖
生长
存活
生态因子作用的规律-生态幅
狗尾草
淡竹叶
生态幅(ecological amplitude)：每种生物对每一种生态因子都有一个 耐受范围，即一个生态上的最低点和最高点，在这个最低点(耐受性下 限)和最高点(耐受性上限)之间的范围称为生态幅。
和种间相互作用）
影响外来生物成功入侵的因素
食物网 生产力 物质循环 能量流动 气候 分布 土壤 自然、人为干扰
环境
多样性 优势种 建群种 垂直结构 水平结构 营养结构 群落演替
生态型 生活型 生长发育
个体
外来 生物
群落
生命表、存活曲线、种 群增长及调节
种群
大小、密度、年龄结构、 性比、生活史对策
外来生物本身特征
r-对策和k-对策
特 征 环境条件 死亡率 生殖率 种群密度 r对策生物 适应于多变的栖息环境 高，为非密度制约的 高 K对策生物 适应于稳定的栖息环境 低，为密度制约的 低
不稳定， 经常出现大起大落的 稳定，通常是稳定在环境容纳量（ K ）的 突发性波动 水平或附近 弱，不容易适应新的生境 较强 强，适于占领新的生境 较弱
Asunce et al. (2011), Science
红火蚁
66 序列 2144 种群 75 地点
Asunce et al. (2011), Science
生物入侵的主要假说
种间关系
天敌逃逸假说（Enemy release） 协同入侵？（Invasional meltdown） 增强竞争力进化假说（Evolution of increased competitive ability） 氮分配进化假说（Evolution of nitrogen allocation） 新防卫假说（Novel defense） 新武器假说（New weapon）
中国人口分布VS影响人类入侵的因素
青 藏 高 原 隆 起
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影响人类种群密度的因素：年均温
影 响 种 群 密 度 ： 降 水
中 国 铁 路 分 布
近两千年来中国人口变化
哪些因素影响人口波动？
种内竞争、气候、食物
生物入侵
局域入侵群落的形成和 维持机制？ 1) 随机过程（物种库 大小，更新限制扩散限 制） 2) 确定性过程（环境
迁移能力 种间竞争能力
寿命
个体 对子代投资 能量分配
短，常少于一年