鱼类入侵的生态效应及应对
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鱼类入侵的生态效应及应对
近年来生物入侵已成为生物学领域重要的研究项目,研究面已涉及各类各群生物,研究层次涉及入侵所带来的效应、入侵途径、入侵过程、入侵机制、控制预测措施等等。在这当中,对于鸟类、植物、陆生动物等类群的入侵研究开展较早,取得的成果也较多。但是对鱼类入侵的研究相对较晚,相应的研究报道还不是很多,而事实上鱼类入侵已对我们的生境产生了严重的影响。有资料表明:上世纪美国灭绝的鱼类中有68%都与鱼类入侵有关。在我国也发现了大量由鱼类入侵引发的土著种灭绝甚至生态系统破坏的例子。我国当前急需对外来鱼类入侵问题引起重视,尽早开展鱼类入侵机制及预防管理对策研究。本文综合国内外相关研究,综述了鱼类入侵所能引起的各种效应及预测方法、控制措施的研究进展,以为我国开展相关研究提供借鉴。
1 鱼类入侵生态效应
鱼类入侵的生态效应是多方面的。它会对生态环境产生深远影响,破坏生态系统的自然性和完整性,威胁土著鱼类的生存,使得生物多样性丧失,造成基因污染,使世界鱼类区系均匀化。同时鱼类入侵可能促使入侵种或入侵地本地种的快速进化。另外鱼类入侵还可能引起病虫害偕同入侵,最终造成不可估量的经济损失。由于人类超越自然地理隔离引种的普遍性使一些鱼类的原始地理分布区已无从考察,造成了研究人员无法确切评价入侵种对入侵地的生态效应。其在入侵地数量远远多于其原产地,且由于水生态系统本身的复杂性和不易观察性,使研究人员无法确切评价入侵种对入侵地的生态效应,也无从知晓哪些土著种已因生物入侵而完全灭绝了。可以肯定的是,鱼类入侵对生态系统具有如下6个方面的影响。
1.1 造成土著种灭绝,使生物多样性丧失
生物入侵是除了生境破坏、丧失和破碎化之外使得生物多样性丧失的重要因素。在鱼类方面这样的例子已有很多。
一个典型的例子就是尼罗尖吻鲈1954年被引入非洲维多利亚湖后,由于与土著鱼的强势竞争,造成了该湖400种棘鳍鱼类中有200余种灭绝。
入侵的鱼类本身并非具有破坏性,一般来说它们在原生地环境中是平衡的生态系统中的一分子,但在进入其原生地以外的某些地区后,因种种原因打破了当地的生态平衡,形成人侵才导致了危害。原产于美国的食蚊鱼在美国东南部当地是无害的小型淡水鱼,但在上世纪初由于人为的原因将其作为蚊子的生物控制手段引入到世界多个水体后,因其强大的生存能力并摄食其它更有经济价值的鱼的卵,捕食稀少的本地鱼及无脊椎动物,对土著鱼类和土著其它种造成了严重危害。
在我国,也有很多土著种濒危是由于外来鱼入侵引起的。云南原产的432种土著鱼类中,近5年来一直未采集到标本的鱼类约130种;另外约有150种在上世纪60年代常见的鱼类,现已是偶见种;余下的152种鱼类其种群数量均比40年前明显减少。对其中洱海、泸沽湖和程海三个湖泊鱼类资源变动的调查研究表明,外来种入侵是导致土著鱼类种群数量急剧下降或濒危的最主要因素。
云南洱海原有17种土著鱼类,在20世纪60年代引进四大家鱼时带人了波氏栉鰕虎鱼等13种外来鱼后,由于外来种与土著鱼竞争,争夺产卵场及吞食土著鱼卵,破坏了原有生态系统的平衡,致使5种土著鱼类处于濒危状态,包括洱海特有鲤鱼大眼鲤和大理裂腹鱼。大理裂腹鱼是洱海特有经济鱼类,历史上占洱海渔获物30%左右,现仅在捕捞季节能偶然见到。
云南滇池鱼的种类也从1940年的25种减少到1982年的8种。其中滇池的特有种云南鲴和银白鱼是滇池历史上主要的经济鱼类。麦穗、鰕虎鱼等小型鱼类入侵后,大量吞食土著鱼卵,导致20世纪70年代后云南鲴和银白鱼等土著鱼类资源量急剧下降。
另外有证据表明,仅分布于云南杞麓湖和星云湖的当地鱼类大头鲤及仅分布于云南杞麓湖的云南鲤的濒危,仅分布于抚仙湖的特有经济鱼类鱇、鱼良白鱼资源量的急剧减少,泸沽湖中3种裂腹鱼的绝迹皆是由于食性相近的鳙、太湖新银鱼和吞食鱼卵的麦穗、鰕虎鱼等外来鱼类的入侵引起的。
新疆塔里木河水系独特的扁吻鱼和塔里木裂腹鱼数量急剧减少也发生在20世纪50年代相继引入外来鱼类之后。引入种与原有土著种在空间、食物等方面剧烈竞争是一个重要原因。
1.2 影响生态环境稳定性,改变原有生态系统的结构和功能
鱼类入侵会打破原有生态系统物种结构的平衡,而且入侵后难于控制,对生态系统产生的破坏性不可逆转。
原产于东北、华南各大水系的草鱼在被广泛引种到云南滇池及泸沽湖等天然湖泊后,其对生态系统作用的直接后果是当地水生植物(如滇池的海菜花)种群被消耗殆尽。继而致使依赖水生植物生存的动物如滇池的蝾螈及中鲤的栖息和繁殖场所消失,造成当地物种绝迹。
褐鳟入侵新西兰后,不但导致一些本地种的灭绝和分布的片段化(如集中到溪流上游没有褐鳟分布的地方),影响了入侵地群落功能——食物链发生了变化,使食草的无脊椎动物减少,改变了它们食草的行为,导致了一些无脊椎动物抵御摄食者的行为方式的产生,藻类生物量增多。
有研究表明,巴拿马Gatun Lake湖丽鱼入侵后导致了生态系统
结构功能的巨大变化,除了一些土著鱼类减少外,一些角型枝角类以及鸟类也相继消失,而且蚊子数量增多。类似的研究还有维多利亚湖尼罗尖吻鲈入侵后生态系食物链的变化等。
1.3造成基因污染,种质不纯,全球鱼类区系均匀化
外来鱼类的入侵还可能改变本土群落基因库结构。外来种与本土近缘种杂交,可改变本土物种基因型在生物群落基因库中的比例,使基因库结构发生变化,种质不纯。例如我国的鲤种群,各种群之间由于不加节制的杂交,杂交后代在自然水体中存活下来,造成我国现有鲤种质的混杂,在长江、珠江和黄河流域已很难找到不受遗传污染的鲤鱼原种。又如引入我国的罗非鱼,由于引进种类繁杂,随意杂交致使种质严重不纯,罗非鱼养殖群体的遗传渐渗现象十分严重。
国外入侵种和本地种之间发生杂交的报道很多。如印度东北部鲢和鳙的杂交,罗非鱼之间的杂交,胡鲶属鱼类之间杂交,打破了当地的生态平衡,形成人侵才导致了危害。原产于美国的食蚊鱼在美国东南部当地是无害的小型淡水鱼,但在上世纪初由于人为的原因将其作为蚊子的生物控制手段引入到世界多个水体后,因其强大的生存能力并摄食其它更有经济价值的鱼的卵,捕食稀少的本地鱼及无脊椎动物,对土著鱼类和土著其它种造成了严重危害。
由于鱼类生物入侵现象的普遍性,原来一些区域性分布的鱼类如罗非鱼、虹鳟等现已遍布世界各地,加上许多区域种的消失,已向我们敲响了全球鱼类区系均匀化的警钟。
1.4造成区域性病虫害的偕同入侵
在鱼类入侵的同时,另外一个不容忽视的影响是其可能携带一些病虫害形成偕同入侵,造成更大的生物入侵危害。有研究表明地中海地区由于人为影响(如建运河)导致动物区系变化,鱼类入侵的同时也