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生物入侵
主要内容
• • • • • • 1 生物入侵的相关概念 2 生物入侵的过程和类型 3 生物入侵的形成机制及动因 4 生物入侵的危害 5 主要入侵植物 6 生物入侵的预防与控制
1 生物入侵的相关概念
土著种(native species)或本地种 (indigenous species)是指分布在原生地 (native range)的物种，即出现在其自然 分布区及其自然传播范围内(即在其自然 占领的或无需人类的直接或间接引种也 能占领的分布区内)的物种、亚种或更低 的分类单元。
3 生物入侵的形成机制及动因
3.1入侵种的特性是生物入侵的基础 3.2侵入地的特性为生物入侵创造了条件
3.3人为干扰与全球变化加速了生物入侵
3.1.1 强大的繁殖和传播能力
外来种的繁殖特性对其在新栖息地的种群建立起到很 大作用,通常入侵种有更强的繁殖能力,能迅速产生大量的后 代。入侵种具有生活史较短、种子数量较多、体积较小、 存活时间较长、易于被风和动物传播等特点,有的还具有很 强的营养繁殖能力,能由植物碎片长成植株,或以地下根茎进 行无性繁殖。
生物入侵的类型
根据入侵种的 不同,生物入侵 可分为动物入 侵、植物入侵 和微生物、病 毒入侵三种主 要类型。
3 生物入侵的形成机制及动因
研究表明,外来种进入一个新的区域并转 化为入侵种,通常经历引入、居留、扩散、造 成危害四个阶段。外来种的入侵机制,即外来 种最后如何形成入侵种,造成生物入侵,取决于 该外来种的繁殖能力、种子传播能力、竞争 及适应能力等自身特点和新环境的生物控制 因素、可侵入性、空余生态位等外在环境特 点。
紫茎泽兰Eupatorium adenophorum Spreng.
(Ageratina adenophora (Spreng.) R. M. King & H. Rob.)
原产地：中美洲、在世界热带地区广泛分布。 中国分布现状：分布于云南、广西、贵州、四川（西南部）、台湾、 垂直分布上限为2500m。
假高粱Sorghum halepense (L.) Pers.
原产地：地中海地区；现 广布于世界热带和亚热带 地区，以及加拿大、阿根 廷等高纬国家。 中国分布现状：台湾、广 东、广西、海南、香港、 福建、湖南、安徽、江苏、 上海、辽宁、北京、河北、 四川、重庆、云南。
6 生物入侵的预防与控制
6.1传统防治法 对生物入侵的防治,之前大多采取人工拔除、 火烧、放牧、化学防除等方法,目前较普遍采用的 方法是天敌引种,也称为传统生物防治,即由原产地 引进天敌到新分布区释放,限制外来种的种群增殖 以求建立新的平衡，这是完全符合生态学原理的 。但是，如果引种天敌不慎,还存在有隐患,即天敌 的引入可能会造成其他物种的生物爆发,形成新的 生物入侵。
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生物入侵(biological invasion)是指由原来的自然分布 区域,因人类有意或无意的活动, 被引入并扩展到一个新的(通常也 是遥远的)区域的外来种,在新的 区域里,其后代可以繁殖、扩散和 维持,并且造成了一定生态灾难的 过程,常常带有侵略、入寇之意。
2 生物入侵的过程和类型
生物入侵的过程
3.2.2 空生态位假说 空生态位(vacanniche)有可能导致外来种的 入侵成功。岛屿生态系统易遭受生物入侵的原因 之一是岛屿生态系统内物种贫乏,没有被占领的、 可为入侵种提供的空生态位较多,因而比大陆更容 易被外来种入侵。
3.2.3 生物控制因素的丧失 由于长期地理隔离,世界各地均有原产的生物 种类,在本地种与其天敌长期的协同进化中,彼此相 互制约种群数量,使其所处的生态系统保持在动态 平衡状态。而许多入侵种以种子、孢子、卵或别 的休眠形式到达新的地点后,其在本地的竞争者、 捕食者、草食者和寄生者等并没有随之到达,长期 共存的天敌因素大幅度减少。这种“天敌缺乏” 的状况使得外来种生存空间较大,为其入侵创造了 有利的条件,导致建群种的种群数量大幅增加,最终 爆发成灾;而种群数量的骤增又加速了入侵种的入 侵速度。 返回
3.3.1 人类活动
生物入侵实际上是人类活动使物种克服地理屏障而实 现重新分布的过程,人为或自然原因导致的环境扰动都可能 加速外来种入侵。这些扰动包括陆地的大火、洪水、农业 开垦、牲畜放牧、湿地的水被排干、河流及湖泊的盐度或 营养水平的改变等。
3.3.2 全球变化
研究表明,全球性气候的变化(如空气中CO2浓度增加) 可能有利于迅速改变入侵种的分布区或使其具有适应不同 环境的能力;氮沉积增加、干扰改变和栖境斑块化增加等都 可能促进生物入侵的盛行。
6.2生态防治法 由于环境恶化、生物多样性下降可为外来种入 侵打开方便之门,所以,只有保持良好的生态环境才 能提高生态系统对入侵种的抵抗力。目前,利用生 态学的理论防治生物入侵,具有明显的优势,特别是 对于植物入侵种的研究,取得了很大的成绩。如在 充分研究本地种的生物、生态学特性,如它们与入 侵种的竞争力、它感作用等的基础上,掌握繁殖、 栽培这些物种的技术要点,并探讨本地种的经济特 性和市场潜力等,以便同时获得经济和生态效益。
互花米草Spartina alterniflora Loisel.
原产地：美国东南部海岸；在美国西部和欧洲海岸归化。 中国分布现状：上海（崇明岛）、浙江、福建、广东、香港。
飞机草Eupatorium odoratum L.
原产地：中美洲；在 南美洲、亚洲、非洲 热带地区广泛分布。 中国分布现状：台湾、 广东、香港、澳门、 海南、广西、云南、 贵州。
凤眼莲Eichhornia crassipes（Mart.）Solms
原产地：巴西东北部；现分布于全世界温暖地区。 中国分布现状：辽宁南部、华北、华东、华中和华南的19个 省（自治区、直辖市）有栽培，在长江流域及其以南地区 逸生为杂草。 引入扩散原因和危害：1901年从日本引入台湾作花卉，20 世纪50年代作为猪饲料推广后大量逸生，堵塞河道，影响 航运、排灌和水产品养殖；破坏水生生态系统，威胁本地 生物多样性；吸附重金属等有毒物质，死亡后沉入水底， 构成对水质的二次污染；覆盖水面，影响生活用水；滋生 蚊蝇。
入侵种的确定应满足如下的四个基本条件:
• ①不属于所考虑国家或生物地理区域原产的物种; • ②已在新的入侵区域归化(naturalization)且正在 逐渐增加其丰度或分布越来越广; • ③在某种程度上已成为有害物种,或至少给人类的 某些经济活动带来一定的负面影响; • ④人类往往是这些物种最初有意或无意引入的责 任者
Hale Waihona Puke Baidu
3.1.2 强大的竞争及适应能力
入侵种在新栖息地的环境条件下,竞争能力往往强于处 于相似生态位的本地种,在这种情况下入侵种可以通过排挤 本地种而获得成功。入侵种通常会与本地种竞争资源,它们 对食物与资源的获取能力强于本地种,从而可以在竞争中取 得优势。
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3.2.1 生境的可侵入性 生境可简单理解为某一物种生活的环境空间, 哪些生境对入侵种免疫力较弱,易受外来种的入侵, 是生物入侵中一个基本的生态学问题。影响生境 可侵入性的原因主要有五个方面:进化历史、群落 结构、繁殖体压力、干扰以及胁迫,且这些因素往 往是相互交织、共同作用的,其中以群落结构,包括 群落物种组成、物种多样性等方面对入侵影响较 大。可以说入侵种与群落的作用关系在一定程度 上决定了入侵的成功与否。
4 生物入侵的危害
4.1生物入侵对生态系统的影响是灾难性和难以预测的
4.2入侵种对人类及牲畜的健康影响也是很严重的
4.3生物入侵所造成的经济损失往往是巨大的
5 主要入侵植物
近年来，外来入侵物种已对中国生物多 样性和生态环境造成了严重的危害和巨大的 经济损失。中国国家环保总局2003年公布了 首批共16种对我国生物多样性和生态环境造 成严重危害的外来入侵物种，分别为紫茎泽 兰、薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、互 花米草、飞机草、凤眼莲(水葫芦)、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。
薇甘菊Mikania micrantha Kunth
原产地：中美洲；现已广泛分布于亚洲和大洋洲的热带地区。 中国分布现状：现广泛分布于香港、澳门和广东珠江三角洲地区。
空心莲子草Alternanthera philoxeroides
(Mart.) Griseb
原产地：南美洲；世界 温带及亚热带地区广 泛分布。 中国分布现状：几乎遍 及我国黄河流域以南 地区。天津近年也发 现归化植物。
豚草Ambrosia artemisiifolia L.
原产地：北美洲；在世界各地区归化。
中国分布现状：东北、华北、华中和华东等地约15个省、直辖市。
毒麦Lolium temulentum L.
原产地：欧洲地 中海地区；现广布 世界各地。 中国分布现状： 除西藏和台湾外， 各省（区）都曾有 过报道。
外来种(alien species)或非本地种 (non-indigenous species)是指因种种 原因被引入到非原生地的物种。可以具 体理解为“由于人类的活动或与人类有 关的活动致使其重新分布而出现在本来 不存在的地区或生态系统内的分类单元 (包括种子、卵、孢子或其他形式的能 使种族繁衍的生物材料)”。
非入侵种(non-invasive species)是 指在引入地可以自我维持但不扩散的外 来种,即居留成功的,但只是停留在引入 地,没有扩散到相邻的地区、不会引起 当地群落外貌显著改观、使当地生态系 统的功能保持相对稳定的外来种。
入侵种(invasive species)是指在引入地 建立了庞大的种群,并向周围地区扩散, 对新分布区生态系统的结构和功能造成 了明显的损害和影响的外来种。即非土 著种进入一个过去不曾分布的地区,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 或将造成明显的环境和经济后果。