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生物入侵的研究与几种外来入侵动物 1 外来生物入侵导致生态系统结构和生物多样性的丧失以及消失 生物入侵是全世界的共同问题。生物入侵,是指原本不属于某一生态区域或地理区域的物种,通过不同的途径,被传播到这一新的区域,并在新的栖息地定殖、建群、扩展和蔓延,同时对传入地的经济和生态带来一定的负面影响,这个过程就叫做生物入侵。生物入侵的概念涉及到时间和空间两个尺度。从时间尺度来说,是指近期发生的,在中国通常是指近100年的范围以内发生的(国外也有人采用近400年甚至500年的时间范围)。而空间尺度则通常以国土疆界或地理障碍生态区划界。 生物入侵之所以受到如此高度的重视,是因为生物入侵不仅对人类经济带来巨大的损失,而且对生态环境构成严重的威胁。在我国,近年来森林入侵害虫每年发生危害的面积约在150万hm,农业入侵害虫危害面积达140万～160万hm。据粗略统计,我国11种主要入侵物种所造成的损失每年达574亿元,每年因生物入侵所造成的总体损失估计为2 000亿元;在美国,每年直接或间接用于主要入侵物种控制和预防的费用高达1 366亿美元;在印度和南非,每年因生物入侵造成的经济损失分别达1 300亿美元和800亿美元(万方浩等,2005)。 外来生物入侵除造成农、林、牧、渔业产量和质量的惨重损失及高额的防治费用外,还导致生态系统结构和功能的破坏、本地生物多样性的丧失以及物种的灭绝和消失。主要表现在:1)对生态系统的直接破坏,对入侵地的生态安全构成威胁。例如,一些森林业入侵害虫,以植物组织为食,可将树叶吃光或将树干蛀成千窗百孔,常导致植株死亡,发生严重时,常常导致成片森林被毁,这样,对当地的生态环境造成了很大的影响,尤其是一些水源林、防护林、风景林被害,后果更加严重。松材线虫是一个很典型的例子,20世80年代入侵我国后,导致我国长江以南很多地区的马尾松林和黑松林被毁于一旦。为了保护黄山和张家界等名胜风景区不受危害,各级政府部门全力以赴,不惜一切人力物力,严防死守,并提出“保卫黄山”、“保卫张家界”的口号。又如,近年美国白蛾入侵北京,给北京市的生态安全带来了巨大的威胁,为了保证“绿色奥运”的顺利进行,北京市政府及相关部门给予了高度的重视,在北京及周边地区设立了千余个监测点,并拨大量资金资助美国白蛾防控技术的研发工作。2)对入侵地生物多样性的影响。生态系统是一个有机的整体,正常情况下维持着稳定的动态平衡,外来种的入侵,势必打破这种平衡。由于外来种具有广泛的生态适应性,很强的种间竞争能力,又摆脱了原产地天敌的控制作用,往往通过种间竞争和生态替代作用排斥本地种,成为生态群落中的优势种,从而改变本地生物群落的结构,导致本地物种的种群数量下降,甚至消失和灭绝,造成本地生物多样性的严重丧失。例如,原产于亚马逊河的一种名为“清道夫”的鱼,最初是在养热带鱼时,将它作为“水中清洁工”一同引进我国并进行养殖的。后来被养殖者随意丢弃,并在自然生境中建群。如今,在广西的江河、水沟中,“清道夫”数量已颇多,并已入侵长江。此鱼为杂食性,在成长过程中能大量吞食鱼卵和鱼苗,威胁着其他鱼类的生长和繁殖,对本地鱼类种群带来危害,导致本地鱼类种群数量和种类的下降,影响当地水域的生物多样性和生物群落结构及生态平衡。目前,生物入侵已被认为是导致生物多样性丧失的第二大因素,仅次于生境破碎化,并认为生物入侵将导致全球动植物区系的均一化。 随着全球经济一体化进程的加快,国际贸易往来日趋频繁,生物入侵的频率也急剧加快,危险性不断增加,因此,世界各国政府和研究机构都对生物入侵问题给予了高度的关注和重视,围绕入侵生物的研究工作也全面展开。关于生物入侵的研究,最早始于20世纪中叶,应用生物学和生态学的常规方法,对入侵生物进行观察和描述,并提出了一些理论假说。代表性的著作有Elton (1958)“The ecology of invasion by animals and plants”。随着生物入侵问题的突出,80年代后期,研究迅速增多,特别是近20年来,对入侵生物的研究,从宏观的预警与防控策略、控制技术和管理体系,至微观的分子检测和鉴定、生态遗传学、种间关系和协同进化,从入侵机制等理论探讨至生态修复等应用技术的研究等各个方面,都开展了深入的研究,研究论文大量发表,各种相关的专著也相继出版,其中,代表性的中文专著有:《生物入侵——理论与实践》(徐汝梅、叶万辉,2003),《生物入侵——数据集成、数量分析与预警》(徐汝梅,2003),《重要农林外来入侵物种的生物学与控制》(万方浩等,2005)。一个新的学科体系——入侵生物学正在形成和完善。 2 生物入侵的概况 根据笔者目前所掌握的资料,我国外来入侵动物共有136种。其中,入侵昆虫有77种、其他无脊椎动物31种、鱼类12种、两栖类4种、爬行类1种
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