生物入侵研究

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经济全球化与生物入侵
马涛 复旦大学环境科学与工程系
山东土蜂遭洋蜂围剿濒临灭绝



近三四十年,山东土生土长的中 华蜜蜂种群急剧衰亡,目前仅存 2000群上下 其衰亡与外来蜂种意大利蜂直接 有关,更重要的是养蜂人的经济 趋利性 如中华蜜蜂灭绝,泰山的植被将 减少三分之一
大闸蟹,不受欢迎的客人


伴随人类迁移的物种迁移

人类也曾经是外来种:在10多万年前,人类从非 洲到了欧洲和亚洲;4万~6万年前在澳大利亚出 现;约1.5万~2万年前进入美洲 人类迁移伴随着物种迁移:人类的迁移经过之 处,总要携带一些外地的物种。例如,第一批到 美洲的亚洲人带来了狗,玻利尼西亚人航海时携 带着猪、芋头、甘薯和其它至少30种物种(包括 老鼠、蜥蜴这些“偷渡者”)
生物入侵对我国的危害

水花生对水稻、小麦、玉米、红苕和莴苣5种作物全生育 期引致的产量损失分别达45%、36%、19%、63%和47% 云南、浙江、福建、上海等省市每年都要人工打捞凤眼 莲,仅浙江温州市1999年用于人工打捞水葫芦的费用就有 1000万元,而水葫芦带来的农业灌溉、粮食运输、水产养 殖、旅游等方面的经济损失更大 美洲斑潜蝇最早于1993年在海南发现,到1998年已在全国 21个省市区发生面积达130万公顷以上,它寄生22个科的 110种植物。目前在我国每年防治斑潜蝇的成本高达4亿元
有意引入——作为药用植物

我国传统中医药所采用的超过12000多种生物绝大 部分为中国原产,也有部分为外来物种,其中一 些已经成为入侵种,如肥皂草、含羞草决明、决 明、土人参、望江南、垂序商陆、洋金花、澳洲 茄等
有意引入——作为改善环境植物

为解决生态环境退化、植被破坏和水域污染等问题,人们 引入了一些外来物种作为生态工程种,但是一些后来成为 入侵种,典型的案例有互花米草和凤眼莲等 互花米草的案例


生物入侵对我国的危害



20世纪60年代在滇池草海曾有16种高等植物,但随着凤眼 莲的大肆疯长,使大多数本地水生植物失去生存空间而死 亡,到90年代只剩下3种高等植物。水生植物的灭绝和水 质的恶化影响了水生动物的生存,由60年代的68种减少了 一半,鱼类从15种减至5种 中国北方从日本引进的虾夷马粪海胆,从养殖笼中逃逸到 海域环境中,咬断海底大型海藻根部,破坏海藻床,同时 与当地的光棘球海胆争夺食物和生存空间,对土著海胆构 成了严重威胁 在云南与四川交界的泸沽湖,上世纪80年代误引了肉食性、 毫无经济价值的麦穗鱼。麦穗鱼在湖中形成优势种群,大 量吞食裂腹鱼,使该湖三种特有经济鱼类濒于灭绝

无意引入
交通工具、国际农产品及货物、进口货物 包装材料、旅游者带入、船舶压舱水等

自然入侵
通过风力、水流、气流等自然传入;海洋垃 圾的漂移;随禽兽鱼类的迁移传入等
有意引入

作为牧草或饲料 作为观赏植物 作为药用植物 作为改善环境植物 作为食物 作为麻类作物 作为宠物 作为水产养殖品种 异地放生 植物园、动物园、野生动物园、水族馆和海洋馆的引入


外来种如何才能成为入侵种?

进入新环境的外来物种的自身特点 这个环境是否容易被这个物种入侵

外来入侵种的特点

生态适应能力强
喜旱莲子草入侵玉米地
水花生入侵河道
外来入侵种的特点

繁殖能力强

同时有性和无性繁殖 繁殖世代短 繁殖体多
外来入侵种的特点
凤眼莲兼有性和无性两种繁殖方式,每个花穗包 含有300~500粒种子,还可通过匍匐枝无性繁 殖,在30℃时,5天可形成一株新的植株
英国泰晤士河上百万只大闸蟹泛滥成灾 《生物入侵》杂志的论文指出:就象当年灰松鼠的 入侵将英国红松鼠逼至绝种一样,中华绒螫蟹会 捕食在英国海域受保护的白螫小龙虾和三文鱼卵, 将对英国的海洋生物构成威胁 大闸蟹是中国特有的蟹种,是如何远渡重洋“入侵” 欧洲的呢?

பைடு நூலகம்
大闸蟹,不受欢迎的客人

在100多年前清朝五口通商时期,荷兰人的商船从 上海将中国的茶叶和瓷器运到欧洲。大闸蟹卵和 蟹苗随着压舱水到了欧洲。由于荷兰等地的水系 在温度、盐度方面与中国长江水系很接近,大闸 蟹也就在欧洲繁衍生息形成了种群 大闸蟹生性凶猛,和它共处一河的各种鱼虾大都 成为它的美餐。而且大闸蟹喜欢用锋利的蟹钳把 河道里的水草割断,水草数量的减少会降低河流 自净能力,大量断掉的水草一旦腐烂,又会加剧 河流污染

假高粱 蔗扁蛾 湿地松粉蚧 强大小蠹 美国白蛾 非洲大蜗牛 福寿螺 牛蛙
接天莲叶无穷碧
凤眼莲
危害:
排斥土著植物 影响鱼类等水生生物 堵塞航道 滋生蚊虫 影响景观
凤眼莲
凤眼莲在中国的分布
凤眼莲
奉贤
凤眼莲
东海农场
昆明滇池
为虫子立法

2009年10月1日,《浙江省松材线虫病防治条例》正 式实施
被入侵生态系统的特点

具有足够的可利用资源 缺乏自然控制机制

凤眼莲的原产地南美洲有200多种天敌昆虫 在湿地松粉蚧原产地,捕食这种粉蚧的瓢虫达 30 多种

人类进入的频率高
中国为什么容易被外来种入侵?

面积大,生态系统类型丰富 气候条件多样 引种历史长 经济和贸易发展迅速
有意引入——作为观赏植物


对奇花异草的追求,促使人们不断地引进外地的或国外的花 草品种。其中一些从花园中逃逸,成为危险的外来入侵种, 如加拿大一枝黄花、圆叶牵牛、马缨丹、含羞草、红花酢酱 草、韭莲、荆豆、蜘蛛兰等 水族馆和家庭水族箱的普及使一些外来水生植物成为入侵种 原产美国的水盾草,现已经出现在浙江的河流中 从亚得里亚海引到法国水族馆的绿藻,在当地海洋生态 系统中形成优势种群,使本地海洋植物大量消亡 马缨丹原产热带美洲,1645年间由荷兰人引入台湾, 作为 观赏植物栽培,现已在中国热带及南亚热带地区蔓延, 排挤当地植物,堵塞道路

直接经济损失

检疫、控制和消灭过程

潜在经济损失

农作物减产;林木受损;影响畜牧渔业生存和产量
外来入侵物种每年给我国造成的直接和间接经济损失达 1300亿元
我国遭受生物入侵的状况

涉及区域广:所有省、市、自治区均发现入侵种,自然保护区中也或 多或少能找到入侵种 涉及生态系统多:几乎在所有的生态系统中,如森林、农田、湿地、 草原到城市居民区都可见到。 涉及门类多:从脊椎动物(哺乳类、鸟类、两栖爬行类、鱼类)、无 脊椎动物(昆虫、甲壳类、软体动物)、植物,到细菌、病毒都能够 找到例证 危害严重:外来入侵种已经成为当前生态退化和生物多样性丧失的重 要原因,特别是对于水域生态系统和南方热带、亚热带地区,已经上 升为第一位重要的影响因素。同时,也对人类健康造成了极大威胁, 给农业、林业、水产等生产部门带来了严重经济损失


国际贸易成为生物入侵的便利途径

根据农业部最新统计资料显示:目前至少有 380种外来植物、40种外来动物、23种外来 微生物入侵中国 这些外来入侵物种,除小部分是源于风、 水等作为媒介由周边地区自然传入外,绝 大部分是伴随着国际贸易活动传入的

生物入侵的危害
——破坏生态环境

导致生物多样性的丧失 破坏生态系统的结构和功能

生物入侵的危害
——威胁人类健康

有害生物危害人类健康和农业生物的安 全,给人类带来灾难,如疯牛病、口蹄 疫、禽流感、艾滋病、SARS等 豚草现分布在东北、华北、华东、华中 地区的15个省市。豚草所产生的花粉随 风飘移,可使某些人发生过敏性疾病, 如过敏性哮喘、鼻炎等

生物入侵的危害
——危害经济发展



我国遭受生物入侵的状况

中国是遭受外来生物入侵最 严重的国家之一 目前入侵中国的外来物种有 400多种,在国际自然保护 联盟公布的全球100种最具 威胁的外来生物中,中国有 50余种

国家环保总局公布16种外来入侵物种

紫茎泽兰 薇甘菊 空心莲子草 豚草 毒麦 互花米草 飞机草 凤眼莲
生物入侵对我国的危害

在广东,薇甘菊大片覆盖香蕉、荔枝、龙眼及一些灌木和 乔木,致使这些植物难以进行正常的光合作用而死亡 上海郊区,加拿大一枝黄花形成优势群落,致使其它植物 难以生长 互花米草对崇明东滩国际重要湿地的生物多样性造成影响 20世纪90年代初,在福建和厦门的一些海湾出现了一种原 产于美洲的海洋贝类-——沙筛贝,目前这些海域的浮筏、 桩柱等所有养殖设施表面几乎都被它占据,当地原有数量 很大的藤壶、牡蛎等都被排挤



1979年南京大学从美国东海岸引进 1980年在福建沿海等地试种,之后扩种到江苏、上海、浙江等地 引种的目的是为保滩护岸、改良土壤、改善海滩生态环境,曾获 国际生态工程学会的大奖 上海曾在九段沙和崇明东滩人工种植 现在这个物种成为著名的恶性外来种
外来入侵种的特点
传播能力强
风和流水传播 鸟类或其他动物远距离传播 人类活动无意传播 被人类有意地传播

4~5年生的紫茎泽兰通常有15-20个生殖枝,每个枝条平均 有1252个花序,每个花序平均含花71.2个。一亩紫茎泽兰 一年可生产出4.63亿粒种子。种子小的和尘土一样,1000 粒只有0.05克重,生有冠毛,可随风飞扬,同时根状茎可 进行营养繁殖,加强了传播及侵占能力
有意引入——作为牧草或饲料


作为牧草或饲料引进而造成入侵的例子很多,如水花生、 凤眼莲、紫苜蓿等 我国畜牧业长期过度放牧,草场退化,加大了各地对新的 优质速生牧草的需求,这给国外草种公司向中国倾销草种 提供了一个极好时机 现在开展的新牧草实验多是测试国外草种公司提供的品 种,其中一些草种已成为危险的外来入侵种 20世纪50年代后,南方许多地方将水花生作猪饲料引种扩 散,后逸为野生,已成为蔬菜、甘薯等作物田及柑橘园的 主要害草

伴随人类迁移的物种迁移

亚洲、非洲和其他地区的移民也把本国的物种带到 他们在欧洲、澳大利亚和美洲的新家园 由于航海工具的日益完善,贸易也随之发展。到了 哥伦布的航海旅行时代,贸易活动更加频繁,从而 彻底打开了物种流动的大门 蒸气轮船为人类的海上活动带来了便利,也为物种 的迁移提供了新途径。在 1820~1930 年间,有 5000 多万欧洲人移民到遥远的海滨,携带了大量动植物

大闸蟹,不受欢迎的客人

大闸蟹已经被国际自然保护联盟列入100种 最有破坏力的入侵物种之一 在英国,正在上演“中国大闸蟹”大战“北美 小龙虾”

什么是外来种?

狭义的外来种:被人类有意或无意地带到了其自 然演化区域以外的物种 广义的外来种:只要是进入一个生态系统的新物 种就是外来种。它包括自然入侵的物种、无意引 进的物种、有意引进的物种以及基因工程获得的 物种或变种和人工培育的杂种
被入侵生态系统的特点



重要的港口、口岸附近,铁路、公路两侧 人为干扰严重的森林、草场 物种多样性较低、生境较为简单的岛屿、水域、 牧场 受突发性的自然干扰如火灾、洪水和干旱等破 坏后的生态环境 温暖湿润、气候条件好的地区
生物入侵途径

有意引入
植物引种;动物引种;食用目的引入;作 为宠物引入;植物园、动物园的引入等


什么是生物入侵?
生物在人类活动及全球气候变化的影 响下,从原产地进入到一个新的栖息地, 并通过定居、建群和扩散而逐渐占领该栖 息地,从而对当地土著生物和生态系统造 成负面影响的一种生态现象
国际贸易成为生物入侵的便利途径

各国检疫部门在进口的产品、木质包装和铺垫材 料以及旅客行李物品的检疫中,截获不少有潜在 威胁的外来物种,其中包括病菌、害虫及杂草等 在1640-1977年间,入侵美国的外来昆虫和螨类一 半以上来自西欧。近30年来,由于与亚洲贸易和 人口流动的增加,来自亚洲的生物入侵明显上升 以中国为例,随着粮食、饲料、棉花、羊毛、草 皮和其他经济植物的种子进口带入的有害杂草来 自30多个国家


中国悠久的引种历史

公元前4世纪,由数段民间通道相连接,形成“蜀—身毒(即 印度)道”。这条古道从成都经云南的腾冲,通过缅甸北部到 达印度。原产非洲的酸豆在上述范围内广泛栽培和归化,至 今在云南的元江河谷还有巨大的酸豆个体 在中国西北部,汉代时的“丝绸之路”从渭河流域通过中亚各 国,与土耳其东部相连接。公元前100多年,汉朝使者张骞和 他的助手从中亚带回葡萄、紫苜蓿、石榴等经济植物的种子 北宋期间,在中国通往东南亚的主要港口泉州和广州,首次 记载了芦荟。它原产于非洲东北部,在华南的沿海地区已经 归化
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