第一章生物入侵的概念讲解

第一章生物入侵的概念

本章学习要求:

【导入】忽如一夜随风来，满江漂起水葫芦。记者途经东江大桥时，看到桥底下的东江江面漂满了绿油油的水葫芦。放眼望去，数百米的江面被绿色覆盖，看不到水的流动，水葫芦仿佛凝固在江面上。据附近的居民说，往年汛期快到时东江上就会出现很多水葫芦。“今年比往年来得晚些”。这是摘自南方都市报的一篇报道。日前广东水葫芦泛滥成灾，属于生物入侵现象，政府出巨资清理，反思水葫芦之灾，什么是生物入侵？生物入侵的过程又是如何？

学习目标：

1．理解生物入侵的概念；

2．理解与掌握生态平衡的概念、原理。

学习时数：

建议本章学习时长为30分钟

课节安排：

第一节生物入侵的概念和理解

第二节生态平衡的概念和理解

第一章生物入侵的概念

第一节生物入侵的概念和理解

生物入侵 (biological invasion) 成为目前研究的热点问题，引起媒体和公众的关注。生物入侵不仅仅是科学问题，也成为国际上亟待解决的难题之一。生物入侵涉及的范围之广，影响之深，是其他环境和化学污染所不及的。生物入侵被公认为是生境破坏之外造成生物多样性丧失的第二导因。随着经济一体化的发展，国内外贸易频繁，生物入侵的几率加大，尤其是近20年来，随着国际交往的不断增加，到底有多少外来物种传入我国，有多少已建立种群并带来危害，由于种种原因，这些都是难以准确回答的问题。

生物入侵是个复杂的链式过程。外来物种转化成为入侵种要经历引入、定居、建群、扩散和爆发等环节。有学者把生物入侵的各个环节划分为三次转移：第一次转移即从进口到引入，称为逃逸；第二次转移即从引入到建立种群，称为建群；第三次转移是从建群到变成经济上有负作用的生物---入侵种。详细的如下图所示：

但是每次转移遵循"十分之一法则"，成功转移的概率在5%-20%之间，大概10%左右。外来种入侵定居者是少数，入侵个体面临着恶略的气候、天敌的捕食等定居失败，即使少数个体成功建立了小种群，新建的小种群的遗传多样性一般

比原产地种群的遗传多样性低，限制了种群增长，降低了种群存活率，这是生物入侵过程中种群发展的瓶颈阶段，对此阶段实行严格的、科学的监控。

事实上，每一种入侵种生物都有其自身的入侵特性，扩散过程也不尽一致，不可能有统一的模式准确阐明每一个入侵过程。大致分四个过程：1：传入期：外来种刚刚传入新的地区，开始适应传入地的气候和环境，依靠有性或无性繁殖形成新的种群，但尚未建立起足够定植的种群。这个时期通常较短，但此时如马上采取人工或机械控制往往能够根除外来种，是防止外来种危害的最佳时期。:2定植期：由于经过一定时间对本地气候、环境的适应和一定的种群数量的扩增积累，已经适应本地气候和环境，开始归化为当地种。在这个时期虽然难以根除这种外来种，但仍然可通过人工、机械或化学及生态的方法控制外来种的蔓延，也是控制的理想时期。3停滞期：很多外来种定植后并没有马上大面积扩散、入侵，而是表现为“停滞”状态，例如薇甘菊在80年代初传入广东，但直到近2、3

年它才开始造成危害。在停滞期内，外来种虽然在一定的时间、一定的区域，能维持一定的种群数量，但并没有形成“暴发”的态势。这与外来种自身的繁殖特性和气候特性有关。如果植物产生大量种子需要的时间较长，有性繁殖周期较长，适应于种子发芽的气候周期年数较多，则停滞期就较长。一般来说，草本植物停滞期短于木本植物。停滞期是外来种是否会带来危害的中间过渡阶段。在停滞期开展有效的防治工作，仍可避免外来种带来大的危害；但如果错过了停滞期进入扩散期则危害将不可避免。4扩散期：在此时期，由于外来种形成了适宜于本地气候和环境的繁殖机制和强大的与本地物种的竞争机制，种群扩张不可避免。由于大量种子进入成熟阶段，很容易借助一些外在的扩散条件，从而大肆传播蔓延，形成“生态”暴发。在这个时期，采取任何防治措施都难以在短时间内取得理想效果，而且，如措施不当（如指导不当的人工防治），反而会进一步促进其扩散，只能树立长期控制目标，采取以生物防治为主、恢复天敌自然控制作用，同时辅以化学、机械和替代控制的综合治理措施。

大多数的物种入侵都会失败，只有少数会成功。入侵容易成功的植物物种具有的特征为：既可以进行有性生殖也可以进行无性生殖；从种子发育到性成熟的时间短；对不良环境具有很强的耐受力；昆虫个体小、成熟快，生活史短的容易

入侵成功，脊椎动物大个体容易入侵成功。从理论上研究清楚入侵机理有助于从根本上预防、抵制生物入侵。

生物由原生存地经自然或人为的途径侵入到另一个新环境,对入侵地的生物多样性、农林牧副渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。生物入侵也称为生态入侵，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。一旦这种外来物种在当地形成自己繁殖，形成对当地生态或者经济的破坏，这种物种可以称为外来入侵种，这是以生态系统来界定。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。

对于一个特定的生态系统与栖息环境来说，任何非本地的生物都叫外来生物，它指的是出现在其自然分布范围（过去或现在）和分布位置以外（即在原分布范围以外自然定植的、或没有直接或间接引进、或没有人类活动就不能定植）的一种物种、亚种或低级分类群，包括这些物种能生存和繁殖的任何部分、配子或繁殖体。而外来入侵种是指对生态系统、栖境、物种、人类健康带来威胁的外来种。外来入侵种包括植物、动物和微生物。

定义入侵物种的标准：

1）通过有意或无意的人类活动而被引入一个非本源地区域；

2）在当地的自然或人造生态系统中形成了自我再生能力；

3）给当地的生态系统或地理结构造成了明显的损害或影响；

4）来自其他国家的非本地物种。

生物入侵是一种普遍存在的现象,在地质学时间尺度上,它深远地影响着地球的生物分布。随着地球上第一次生物传播,自然入侵的历史也开始了,但近代的大部分生物入侵与人类的活动有关。