生物入侵的機(jī)制[稻谷書(shū)苑]

1、外來(lái)生物入侵外來(lái)生物入侵 熊飛熊飛 江漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院江漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院1教學(xué)運(yùn)用 第四章第四章 外來(lái)生物入侵的機(jī)制外來(lái)生物入侵的機(jī)制 2教學(xué)運(yùn)用 一、一、 什么物種更容易成為入侵種什么物種更容易成為入侵種 Baker(1965,1974) Baker(1965,1974)針對(duì)雜草性植物物種，總結(jié)針對(duì)雜草性植物物種，總結(jié) 了這些物種的一些生活史特征了這些物種的一些生活史特征著名的著名的“BakerBaker目目 錄錄”， BakerBaker認(rèn)為更多地符合以下特征的物種更有認(rèn)為更多地符合以下特征的物種更有 可能成為入侵種?？赡艹蔀槿肭址N。 既可進(jìn)行有性繁殖，也可進(jìn)

2、行無(wú)性繁殖。既可進(jìn)行有性繁殖，也可進(jìn)行無(wú)性繁殖。 從種子發(fā)育到性成熟時(shí)間短。從種子發(fā)育到性成熟時(shí)間短。 對(duì)環(huán)境異質(zhì)性有很強(qiáng)的耐受能力。對(duì)環(huán)境異質(zhì)性有很強(qiáng)的耐受能力。 3教學(xué)運(yùn)用 二、什么群落更容易被入侵二、什么群落更容易被入侵 一般來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)群落都可以被外來(lái)種入一般來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)群落都可以被外來(lái)種入 侵，只是程度不同而已。侵，只是程度不同而已。 不同群落的易感性不同，同一群落對(duì)不同類(lèi)不同群落的易感性不同，同一群落對(duì)不同類(lèi) 群的入侵者的易感性也不同。不同群落里，本地群的入侵者的易感性也不同。不同群落里，本地 種的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力、抗干擾的能力也不一樣。種的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力、抗干擾的能力也不一樣。 4教學(xué)

3、運(yùn)用 公認(rèn)公認(rèn)更容易被入侵群落更容易被入侵群落的結(jié)論是的結(jié)論是: 1. 1. 經(jīng)常受到人類(lèi)干擾或已經(jīng)退化的生態(tài)環(huán)境經(jīng)常受到人類(lèi)干擾或已經(jīng)退化的生態(tài)環(huán)境, , 外來(lái)入侵種比較容易擴(kuò)張。外來(lái)入侵種比較容易擴(kuò)張。四川、云南草場(chǎng)被紫四川、云南草場(chǎng)被紫 莖澤蘭入侵。莖澤蘭入侵。 2. 2. 人類(lèi)進(jìn)入的頻率高的生態(tài)環(huán)境人類(lèi)進(jìn)入的頻率高的生態(tài)環(huán)境，人類(lèi)進(jìn)入人類(lèi)進(jìn)入 生態(tài)系統(tǒng)的頻率與外來(lái)物種入侵的機(jī)會(huì)存在相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的頻率與外來(lái)物種入侵的機(jī)會(huì)存在相關(guān) 性。性。如交通要道兩側(cè)，風(fēng)景名勝區(qū)。如交通要道兩側(cè)，風(fēng)景名勝區(qū)。 5教學(xué)運(yùn)用 3 . 3 . 缺乏自然控制機(jī)制的生態(tài)環(huán)境缺乏自然控制機(jī)制的生態(tài)環(huán)境, , 繁殖能

4、力強(qiáng)的物種，在其原來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)中必繁殖能力強(qiáng)的物種，在其原來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)中必 然有天敵生物，或以其為食，或寄生，或能夠與然有天敵生物，或以其為食，或寄生，或能夠與 其競(jìng)爭(zhēng)，或能夠分泌物質(zhì)抑制其生長(zhǎng)，控制其種其競(jìng)爭(zhēng)，或能夠分泌物質(zhì)抑制其生長(zhǎng)，控制其種 群數(shù)量。群數(shù)量。水葫蘆在原產(chǎn)地有水葫蘆象甲控制其種水葫蘆在原產(chǎn)地有水葫蘆象甲控制其種 群數(shù)量。群數(shù)量。 6教學(xué)運(yùn)用 入侵物種在不同生態(tài)系統(tǒng)中的分布 入侵到我國(guó)的外來(lái)有害生物占據(jù)了各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，幾 乎所有的生態(tài)系統(tǒng)中都有入侵物種的蹤跡。生物入侵多發(fā)生 在人類(lèi)活動(dòng)比較頻繁、受人類(lèi)干擾嚴(yán)重的區(qū)域。 中國(guó)不同生態(tài)系統(tǒng)中入侵物種所占比例中國(guó)不同生態(tài)系統(tǒng)中

5、入侵物種所占比例 入侵植物：入侵植物：雜草 居多，主要分布 在人工干涉生境 中； 入侵動(dòng)物：入侵動(dòng)物：昆蟲(chóng) 居多，主要分布 在農(nóng)田、森林及 果園； 入侵微生物入侵微生物：植 物病原類(lèi)居多， 主要分布在農(nóng)田 和森林。 7教學(xué)運(yùn)用 三、外來(lái)物種入侵的特征三、外來(lái)物種入侵的特征 外來(lái)入侵種進(jìn)入與擴(kuò)散的途徑及其危害形式復(fù)雜外來(lái)入侵種進(jìn)入與擴(kuò)散的途徑及其危害形式復(fù)雜 多樣、難以防范。多樣、難以防范。 入侵行為具有隱蔽性和突發(fā)性，一旦達(dá)成入侵，入侵行為具有隱蔽性和突發(fā)性，一旦達(dá)成入侵， 往往在短時(shí)間內(nèi)形成大規(guī)模爆發(fā)之勢(shì)，極難防范往往在短時(shí)間內(nèi)形成大規(guī)模爆發(fā)之勢(shì)，極難防范 和監(jiān)測(cè)。和監(jiān)測(cè)。 入侵過(guò)程具有階段

6、性特征，通常可以分為四個(gè)階入侵過(guò)程具有階段性特征，通常可以分為四個(gè)階 段：引入和逃逸期、種群建立期、停滯（或潛伏）段：引入和逃逸期、種群建立期、停滯（或潛伏） 期和擴(kuò)散期。期和擴(kuò)散期。 8教學(xué)運(yùn)用 入侵范圍廣泛（涉及陸地和水體幾乎所有地方）入侵范圍廣泛（涉及陸地和水體幾乎所有地方）; ; 入侵事實(shí)、后果及其影響可能長(zhǎng)時(shí)間存在；入侵事實(shí)、后果及其影響可能長(zhǎng)時(shí)間存在； 入侵具有某種條件性或選擇性特征，物種單一的、入侵具有某種條件性或選擇性特征，物種單一的、 人為干擾嚴(yán)重的、退化的、有資源閑置的、缺乏人為干擾嚴(yán)重的、退化的、有資源閑置的、缺乏 自然控制機(jī)制的生態(tài)環(huán)境下，入侵成功的可能性自然控制機(jī)制的

7、生態(tài)環(huán)境下，入侵成功的可能性 較高，而生態(tài)完整性良好的生態(tài)系統(tǒng)較不易受到較高，而生態(tài)完整性良好的生態(tài)系統(tǒng)較不易受到 入侵。入侵。 9教學(xué)運(yùn)用 四、外來(lái)種引入的途徑四、外來(lái)種引入的途徑 1. 有意引入有意引入 在我國(guó)目前已知的外來(lái)有害植物中，超過(guò)在我國(guó)目前已知的外來(lái)有害植物中，超過(guò) 50%的種類(lèi)是人為引種的結(jié)果。的種類(lèi)是人為引種的結(jié)果。 如：水葫蘆，由于它是一種很好看的觀賞植如：水葫蘆，由于它是一種很好看的觀賞植 物，且含有少量淀粉。中國(guó)為觀賞和作為飼料進(jìn)物，且含有少量淀粉。中國(guó)為觀賞和作為飼料進(jìn) 行了引進(jìn)。但是，引進(jìn)后其生長(zhǎng)速度非常快。在行了引進(jìn)。但是，引進(jìn)后其生長(zhǎng)速度非?？?。在 云南滇池，水

8、變得像綠油漆一樣，其主要的原因云南滇池，水變得像綠油漆一樣，其主要的原因 是水葫蘆瘋長(zhǎng)，長(zhǎng)后又腐爛，污染非常嚴(yán)重。是水葫蘆瘋長(zhǎng)，長(zhǎng)后又腐爛，污染非常嚴(yán)重。 10教學(xué)運(yùn)用 引入目的：引入目的： l作為牧草或飼料作為牧草或飼料 l作為觀賞植物作為觀賞植物 l作為藥用植物作為藥用植物 l作為麻類(lèi)作物作為麻類(lèi)作物 l作為改善環(huán)境植物作為改善環(huán)境植物 l作為食物作為食物 l作為水產(chǎn)養(yǎng)殖品種作為水產(chǎn)養(yǎng)殖品種 l作為寵物作為寵物 l異地放生異地放生 l植物園、動(dòng)物園、植物園、動(dòng)物園、 野生動(dòng)物園的引入野生動(dòng)物園的引入 11教學(xué)運(yùn)用 12教學(xué)運(yùn)用 13教學(xué)運(yùn)用 14教學(xué)運(yùn)用 2. 無(wú)意引入 l隨人類(lèi)交通工具帶

9、入隨人類(lèi)交通工具帶入 l船只攜帶船只攜帶 l周邊地區(qū)自然傳入周邊地區(qū)自然傳入 l海洋垃圾海洋垃圾 l隨人類(lèi)建設(shè)過(guò)程傳入隨人類(lèi)建設(shè)過(guò)程傳入 l軍隊(duì)的轉(zhuǎn)移軍隊(duì)的轉(zhuǎn)移 l野化的家養(yǎng)動(dòng)物野化的家養(yǎng)動(dòng)物 l旅游者帶入旅游者帶入 l隨進(jìn)口農(nóng)產(chǎn)品和貨物隨進(jìn)口農(nóng)產(chǎn)品和貨物 帶入帶入 15教學(xué)運(yùn)用 事事 例：例： 一些地區(qū)為了搞形象工程，不通過(guò)海關(guān)一些地區(qū)為了搞形象工程，不通過(guò)海關(guān) （有專(zhuān)門(mén)的部門(mén)進(jìn)行進(jìn)口動(dòng)植物檢疫）從國(guó)外引（有專(zhuān)門(mén)的部門(mén)進(jìn)行進(jìn)口動(dòng)植物檢疫）從國(guó)外引 進(jìn)大樹(shù)。引進(jìn)來(lái)的樹(shù)看起來(lái)很好，但其樹(shù)干、樹(shù)進(jìn)大樹(shù)。引進(jìn)來(lái)的樹(shù)看起來(lái)很好，但其樹(shù)干、樹(shù) 葉、土壤中有沒(méi)有害蟲(chóng)及其幼蟲(chóng)和卵就無(wú)從所知葉、土壤中有沒(méi)有害

10、蟲(chóng)及其幼蟲(chóng)和卵就無(wú)從所知 了。了。 16教學(xué)運(yùn)用 3. 自然傳入 l外來(lái)入侵種還可通過(guò)風(fēng)力、水流自然傳入外來(lái)入侵種還可通過(guò)風(fēng)力、水流自然傳入; l鳥(niǎo)類(lèi)等動(dòng)物還可傳播雜草的種子（在糞便鳥(niǎo)類(lèi)等動(dòng)物還可傳播雜草的種子（在糞便 中沒(méi)有被動(dòng)物消化，種子附著在動(dòng)物的體中沒(méi)有被動(dòng)物消化，種子附著在動(dòng)物的體 表）。表）。 17教學(xué)運(yùn)用 事例事例: : l紫莖澤蘭是從中緬、中越邊境自然擴(kuò)散入我國(guó)。紫莖澤蘭是從中緬、中越邊境自然擴(kuò)散入我國(guó)。 l薇甘菊可能通過(guò)風(fēng)暴氣流從東南亞傳入廣東。薇甘菊可能通過(guò)風(fēng)暴氣流從東南亞傳入廣東。 l水稻象甲可能是借助氣流遷飛到中國(guó)大陸。水稻象甲可能是借助氣流遷飛到中國(guó)大陸。 18教學(xué)運(yùn)

11、用 紫莖澤蘭紫莖澤蘭 薇甘菊薇甘菊 19教學(xué)運(yùn)用 稻水像甲稻水像甲 20教學(xué)運(yùn)用 五、關(guān)于生物入侵與生物群落之間關(guān)系五、關(guān)于生物入侵與生物群落之間關(guān)系 的假說(shuō)的假說(shuō) 1. 多樣性阻抗假說(shuō)多樣性阻抗假說(shuō) p 經(jīng)典的觀點(diǎn)認(rèn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的群落更容易被入侵，因?yàn)橄嘟?jīng)典的觀點(diǎn)認(rèn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的群落更容易被入侵，因?yàn)橄?對(duì)簡(jiǎn)單的群落對(duì)簡(jiǎn)單的群落 ，其所到的平衡更容易被打破，其所到的平衡更容易被打破。 小的島嶼小的島嶼易被入侵：由于本地種少易被入侵：由于本地種少 農(nóng)田農(nóng)田易被入侵：人為的耕作簡(jiǎn)化了群落易被入侵：人為的耕作簡(jiǎn)化了群落 熱帶雨林熱帶雨林也易被入侵：它幾乎沒(méi)有害蟲(chóng)爆發(fā)也易被入侵：它幾乎沒(méi)有害蟲(chóng)爆發(fā)

12、p 但也有一些本地種不但不能阻抗生物入侵，反而促進(jìn)生物但也有一些本地種不但不能阻抗生物入侵，反而促進(jìn)生物 入侵：這是由于引入種與本地的傳粉者、擴(kuò)散者、菌類(lèi)、入侵：這是由于引入種與本地的傳粉者、擴(kuò)散者、菌類(lèi)、 固氮細(xì)菌發(fā)生了共生作用。固氮細(xì)菌發(fā)生了共生作用。21教學(xué)運(yùn)用 2. 天敵逃避假說(shuō)天敵逃避假說(shuō) 天敵是植物種群的重要調(diào)節(jié)者天敵是植物種群的重要調(diào)節(jié)者; ; 天敵對(duì)本地種比對(duì)外來(lái)種有更大的抑制作用天敵對(duì)本地種比對(duì)外來(lái)種有更大的抑制作用; ; 植物植物可以利用天敵調(diào)節(jié)作用的降低而提高種群的可以利用天敵調(diào)節(jié)作用的降低而提高種群的 增長(zhǎng)。增長(zhǎng)。 p有時(shí)也有這樣的情況：很多物種在排除了植食性有時(shí)也有這

13、樣的情況：很多物種在排除了植食性 天敵后，其種群數(shù)量不僅沒(méi)有上升，反而降低了。天敵后，其種群數(shù)量不僅沒(méi)有上升，反而降低了。 原因是由于廣譜性的植食性天敵對(duì)其競(jìng)爭(zhēng)者的作原因是由于廣譜性的植食性天敵對(duì)其競(jìng)爭(zhēng)者的作 用更大。用更大。 22教學(xué)運(yùn)用 3. 空生態(tài)位假說(shuō)空生態(tài)位假說(shuō) p物種對(duì)一個(gè)群落的入侵，成功之處在于它占據(jù)了物種對(duì)一個(gè)群落的入侵，成功之處在于它占據(jù)了 一個(gè)空的生態(tài)位一個(gè)空的生態(tài)位。 p但有很多潛在的入侵者，在到達(dá)島嶼后，找不到但有很多潛在的入侵者，在到達(dá)島嶼后，找不到 傳粉者，共生者，或者其他所需的本地生物傳粉者，共生者，或者其他所需的本地生物, ,也無(wú)也無(wú) 法構(gòu)成入侵。法構(gòu)成入侵。

14、23教學(xué)運(yùn)用 4. 資源機(jī)遇假說(shuō)資源機(jī)遇假說(shuō) p入侵物種必需獲得可利用的資源如陽(yáng)光，營(yíng)養(yǎng)，入侵物種必需獲得可利用的資源如陽(yáng)光，營(yíng)養(yǎng)， 水等；可利用資源的波動(dòng)是入侵成功的關(guān)鍵因素。水等；可利用資源的波動(dòng)是入侵成功的關(guān)鍵因素。 當(dāng)外來(lái)物種不和當(dāng)?shù)匚锓N存在對(duì)資源的強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)外來(lái)物種不和當(dāng)?shù)匚锓N存在對(duì)資源的強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng) 時(shí)，它的成功率就會(huì)增大，進(jìn)而成為入侵種。時(shí)，它的成功率就會(huì)增大，進(jìn)而成為入侵種。 p 西南地區(qū)的濫砍濫伐，使本地的大量物種消失，西南地區(qū)的濫砍濫伐，使本地的大量物種消失， 給外來(lái)入侵生物提供了大量的可利用資源，因而，給外來(lái)入侵生物提供了大量的可利用資源，因而， 紫莖澤蘭在西南地區(qū)造成入侵。

15、紫莖澤蘭在西南地區(qū)造成入侵。 p三峽水庫(kù)三峽水庫(kù) 24教學(xué)運(yùn)用 5. 干擾假說(shuō)干擾假說(shuō) p人的活動(dòng)或者人們馴化和遷移的動(dòng)植物，可以對(duì)人的活動(dòng)或者人們馴化和遷移的動(dòng)植物，可以對(duì) 環(huán)境造成突然的、劇烈的干擾，有可能促進(jìn)生物環(huán)境造成突然的、劇烈的干擾，有可能促進(jìn)生物 入侵?；馂?zāi)、澇災(zāi)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、放牧、濕地改造、入侵。火災(zāi)、澇災(zāi)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、放牧、濕地改造、 湖泊的鹽分及營(yíng)養(yǎng)水平的變化均可引起入侵的后湖泊的鹽分及營(yíng)養(yǎng)水平的變化均可引起入侵的后 果。果。 p 然而，有沒(méi)有干擾也發(fā)生入侵的例子，也有增加然而，有沒(méi)有干擾也發(fā)生入侵的例子，也有增加 干擾可以增加入侵的事例，也有減少干擾能增加干擾可以增加入侵的事

16、例，也有減少干擾能增加 入侵的證明：如北美的草地，火減少了入侵，放入侵的證明：如北美的草地，火減少了入侵，放 牧增加了入侵。牧增加了入侵。 25教學(xué)運(yùn)用 6. 生態(tài)位機(jī)遇假說(shuō)生態(tài)位機(jī)遇假說(shuō) p資源、天敵、物理環(huán)境資源、天敵、物理環(huán)境3 3個(gè)因素決定入侵者的增長(zhǎng)個(gè)因素決定入侵者的增長(zhǎng) 率。這率。這3 3個(gè)因素都是隨時(shí)間和空間而變化的。一個(gè)個(gè)因素都是隨時(shí)間和空間而變化的。一個(gè) 物種對(duì)這些因素的時(shí)空變化的反應(yīng)如何，決定了物種對(duì)這些因素的時(shí)空變化的反應(yīng)如何，決定了 入侵能力。入侵能力。 26教學(xué)運(yùn)用 六、構(gòu)成外來(lái)物種入侵的關(guān)鍵元素六、構(gòu)成外來(lái)物種入侵的關(guān)鍵元素 1. 人為因素是構(gòu)成外來(lái)物種入侵的關(guān)鍵元

17、素人為因素是構(gòu)成外來(lái)物種入侵的關(guān)鍵元素 p在自然情況下，山脈、河流、海洋等等的阻隔以及氣在自然情況下，山脈、河流、海洋等等的阻隔以及氣 候、土壤、溫度、濕度、海拔高度等等自然地理因素候、土壤、溫度、濕度、海拔高度等等自然地理因素 的差異構(gòu)成了物種遷移的障礙，依靠物種的自然擴(kuò)散的差異構(gòu)成了物種遷移的障礙，依靠物種的自然擴(kuò)散 能力進(jìn)入一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)是非常困難的。能力進(jìn)入一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)是非常困難的。 p 雖然也有由于氣候或地質(zhì)構(gòu)造變化，而使動(dòng)物、植雖然也有由于氣候或地質(zhì)構(gòu)造變化，而使動(dòng)物、植 物或病原體進(jìn)入新的系統(tǒng)的情況，但更多的卻是由于物或病原體進(jìn)入新的系統(tǒng)的情況，但更多的卻是由于 人類(lèi)活動(dòng)而

18、有意或無(wú)意導(dǎo)致的越來(lái)越多的物種遷移。人類(lèi)活動(dòng)而有意或無(wú)意導(dǎo)致的越來(lái)越多的物種遷移。 27教學(xué)運(yùn)用 2. 外來(lái)物種入侵的定義基礎(chǔ)外來(lái)物種入侵的定義基礎(chǔ) p不能用國(guó)家或地區(qū)之間的界限是否被超越來(lái)作為不能用國(guó)家或地區(qū)之間的界限是否被超越來(lái)作為 判斷物種入侵與否的依據(jù)。同樣地，一國(guó)或一地判斷物種入侵與否的依據(jù)。同樣地，一國(guó)或一地 區(qū)之內(nèi)都會(huì)存在眾多且各不相同的生態(tài)系統(tǒng)。所區(qū)之內(nèi)都會(huì)存在眾多且各不相同的生態(tài)系統(tǒng)。所 以，一國(guó)之內(nèi)、一地區(qū)之內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)外來(lái)物種入以，一國(guó)之內(nèi)、一地區(qū)之內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)外來(lái)物種入 侵的現(xiàn)象。侵的現(xiàn)象。 p因此，外來(lái)物種入侵是以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)而定義因此，外來(lái)物種入侵是以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)而

19、定義 的。的。 28教學(xué)運(yùn)用 七、外來(lái)入侵種的擴(kuò)散機(jī)制七、外來(lái)入侵種的擴(kuò)散機(jī)制 1. 外來(lái)入侵種擴(kuò)散過(guò)程外來(lái)入侵種擴(kuò)散過(guò)程 一般認(rèn)為外來(lái)種的傳入擴(kuò)散過(guò)程分為傳入、一般認(rèn)為外來(lái)種的傳入擴(kuò)散過(guò)程分為傳入、 定植（殖）和擴(kuò)散三個(gè)階段定植（殖）和擴(kuò)散三個(gè)階段 傳入期：傳入期：外來(lái)種剛剛傳入新的地區(qū)，開(kāi)始適應(yīng)傳外來(lái)種剛剛傳入新的地區(qū)，開(kāi)始適應(yīng)傳 入地的氣候和環(huán)境，依靠有性或無(wú)性繁殖形成新入地的氣候和環(huán)境，依靠有性或無(wú)性繁殖形成新 的種群，但尚未建立起足夠定植的種群。的種群，但尚未建立起足夠定植的種群。 29教學(xué)運(yùn)用 停滯期：停滯期：很多外來(lái)種定植后并沒(méi)有馬上大面積擴(kuò)很多外來(lái)種定植后并沒(méi)有馬上大面積擴(kuò) 散

20、、入侵，而是表現(xiàn)為散、入侵，而是表現(xiàn)為“停滯停滯”狀態(tài)，例如薇甘狀態(tài)，例如薇甘 菊在菊在1980年代初傳入廣東，但直到近年代初傳入廣東，但直到近2、3年它才年它才 開(kāi)始造成危害。開(kāi)始造成危害。 擴(kuò)散期：擴(kuò)散期：在此時(shí)期，由于外來(lái)種形成了適宜于本在此時(shí)期，由于外來(lái)種形成了適宜于本 地氣候和環(huán)境的繁殖機(jī)制和強(qiáng)大的與本地物種的地氣候和環(huán)境的繁殖機(jī)制和強(qiáng)大的與本地物種的 競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，種群擴(kuò)張不可避免。由于大量種子進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，種群擴(kuò)張不可避免。由于大量種子進(jìn) 入成熟階段，很容易借助一些外在的擴(kuò)散條件，入成熟階段，很容易借助一些外在的擴(kuò)散條件， 從而大肆傳播蔓延，形成從而大肆傳播蔓延，形成“生態(tài)生態(tài)”爆發(fā)。

21、爆發(fā)。 30教學(xué)運(yùn)用 2. 促使入侵種擴(kuò)散蔓延的主要因素促使入侵種擴(kuò)散蔓延的主要因素 入侵種強(qiáng)大的繁殖特性、生態(tài)適應(yīng)性和競(jìng)?cè)肭址N強(qiáng)大的繁殖特性、生態(tài)適應(yīng)性和競(jìng) 爭(zhēng)力爭(zhēng)力 水葫蘆兼有性和無(wú)性?xún)煞N繁殖方式，每個(gè)花水葫蘆兼有性和無(wú)性?xún)煞N繁殖方式，每個(gè)花 穗包含有穗包含有300-500粒種子，種子在水中的休眠期粒種子，種子在水中的休眠期 可達(dá)可達(dá)15-20年；水葫蘆還依靠匍匐枝無(wú)性繁殖。年；水葫蘆還依靠匍匐枝無(wú)性繁殖。 31教學(xué)運(yùn)用 傳入地適宜的氣候和環(huán)境條件傳入地適宜的氣候和環(huán)境條件 p水葫蘆在長(zhǎng)江流域以南的地區(qū)均可生長(zhǎng)，水葫蘆在長(zhǎng)江流域以南的地區(qū)均可生長(zhǎng)， 霜凍可霜凍可 使水葫蘆植株死亡，但在很多

22、地區(qū)，只有葉部受使水葫蘆植株死亡，但在很多地區(qū)，只有葉部受 霜凍影響，植株基部仍保持綠霜凍影響，植株基部仍保持綠 色并不死亡，但在色并不死亡，但在 我國(guó)北方水葫蘆難以自然越冬。我國(guó)北方水葫蘆難以自然越冬。 32教學(xué)運(yùn)用 人類(lèi)活動(dòng)助長(zhǎng)了種群擴(kuò)散人類(lèi)活動(dòng)助長(zhǎng)了種群擴(kuò)散 p20世紀(jì)50-60年代，全國(guó)大力提倡推廣種植“三水 飼料”水葫蘆、水花生、水浮蓮，各省、縣、鄉(xiāng) 相繼引種，并研究了許多高產(chǎn)措施，這樣便人為 地促進(jìn)了水葫蘆的擴(kuò)散。 33教學(xué)運(yùn)用 自然傳播力量自然傳播力量 p我國(guó)南方四通八達(dá)的水網(wǎng)是水葫蘆擴(kuò)散的重要途 徑，很多雜草如豚草、薇甘菊種子可隨風(fēng)遠(yuǎn)距離 傳播。 34教學(xué)運(yùn)用 傳入地缺乏自然控

23、制機(jī)制傳入地缺乏自然控制機(jī)制 p在我國(guó)，很少發(fā)現(xiàn)有水葫蘆的自然天敵，目前近 發(fā)現(xiàn)有一種蝸牛和鱗翅目昆蟲(chóng)和少數(shù)病原菌是其 天敵，但在水葫蘆的原產(chǎn)地南美，卻有200多種 天敵昆蟲(chóng)取食水葫蘆。 35教學(xué)運(yùn)用 八、生物入侵的適應(yīng)性進(jìn)化及其八、生物入侵的適應(yīng)性進(jìn)化及其 影響影響 36教學(xué)運(yùn)用 1. 入侵種適應(yīng)性進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)入侵種適應(yīng)性進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ) 入侵物種的成功，除了有較寬的生理生態(tài)耐受性或入侵物種的成功，除了有較寬的生理生態(tài)耐受性或 可塑性，更大程度上依賴(lài)它們對(duì)自然選擇的適應(yīng)可塑性，更大程度上依賴(lài)它們對(duì)自然選擇的適應(yīng) 性響應(yīng)。性響應(yīng)。 大量的事實(shí)證明了遺傳特性對(duì)于入侵成功的重要性。大量的事實(shí)證明了

24、遺傳特性對(duì)于入侵成功的重要性。 因此，自然選擇可以在源種群的遺傳基礎(chǔ)上起作因此，自然選擇可以在源種群的遺傳基礎(chǔ)上起作 用而加快生物入侵。用而加快生物入侵。 37教學(xué)運(yùn)用 遺傳漂變遺傳漂變 p較小的群體在遺傳過(guò)程中由于偶然事件導(dǎo)致一部較小的群體在遺傳過(guò)程中由于偶然事件導(dǎo)致一部 分基因被固定分基因被固定, ,一部分基因丟失一部分基因丟失, ,群體的遺傳結(jié)構(gòu)群體的遺傳結(jié)構(gòu) ( (基因結(jié)構(gòu)即基因頻率基因結(jié)構(gòu)即基因頻率) )發(fā)生改變發(fā)生改變; ;入侵到新的環(huán)境入侵到新的環(huán)境 中表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗性適應(yīng)和可遺傳的抗性變化。中表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗性適應(yīng)和可遺傳的抗性變化。 38教學(xué)運(yùn)用 p橈足類(lèi)動(dòng)物聯(lián)合體的研究可以說(shuō)

25、明橈足類(lèi)動(dòng)物聯(lián)合體的研究可以說(shuō)明; ;它們是廣鹽性它們是廣鹽性 的的, ,但其中一些物種并不能耐受該聯(lián)合體所占據(jù)的但其中一些物種并不能耐受該聯(lián)合體所占據(jù)的 如此廣的鹽度范圍如此廣的鹽度范圍, ,而是當(dāng)入侵到新的生境時(shí)便表而是當(dāng)入侵到新的生境時(shí)便表 現(xiàn)出很強(qiáng)的抗性適應(yīng)和可遺傳的抗性變化。現(xiàn)出很強(qiáng)的抗性適應(yīng)和可遺傳的抗性變化。 39教學(xué)運(yùn)用 加性遺傳變異加性遺傳變異 p侵種的源種群的加性遺傳變異程度越高，更有利侵種的源種群的加性遺傳變異程度越高，更有利 于入侵的成功；成功入侵前所經(jīng)歷的時(shí)滯就是積于入侵的成功；成功入侵前所經(jīng)歷的時(shí)滯就是積 累足夠的加性遺傳變異水平。累足夠的加性遺傳變異水平。 p 銀

26、色螞蟻缺乏遺傳多樣性使該種群減少內(nèi)訌而更銀色螞蟻缺乏遺傳多樣性使該種群減少內(nèi)訌而更 加團(tuán)結(jié)更易形成加團(tuán)結(jié)更易形成“超級(jí)殖民者超級(jí)殖民者”加速其入侵北美加速其入侵北美 洲是一個(gè)例外。洲是一個(gè)例外。 40教學(xué)運(yùn)用 雜交雜交 p入侵物種與新的環(huán)境中的本地種或外來(lái)種的種內(nèi)，入侵物種與新的環(huán)境中的本地種或外來(lái)種的種內(nèi)， 種間雜交產(chǎn)生新的基因型種間雜交產(chǎn)生新的基因型( (增加了遺傳變異，產(chǎn)生增加了遺傳變異，產(chǎn)生 了新的基因互作，掩飾或卸載有害的隱性等位基了新的基因互作，掩飾或卸載有害的隱性等位基 因因) )，導(dǎo)致生長(zhǎng)更快，導(dǎo)致生長(zhǎng)更快, ,種群數(shù)目更多，入侵性更強(qiáng)種群數(shù)目更多，入侵性更強(qiáng) 等等 p如一些雜

27、草通過(guò)與生物工程作物雜交而獲得除草如一些雜草通過(guò)與生物工程作物雜交而獲得除草 劑抗性和耐寒的基因。劑抗性和耐寒的基因。 41教學(xué)運(yùn)用 外來(lái)種基因型與環(huán)境的相互作用外來(lái)種基因型與環(huán)境的相互作用 p環(huán)境與基因型的相互作用會(huì)導(dǎo)致外來(lái)種在入侵不環(huán)境與基因型的相互作用會(huì)導(dǎo)致外來(lái)種在入侵不 同的環(huán)境時(shí)出現(xiàn)多樣化。同一寄生動(dòng)物群體選擇同的環(huán)境時(shí)出現(xiàn)多樣化。同一寄生動(dòng)物群體選擇 不同的寄主導(dǎo)致在形態(tài)和生理上的分異。不同的寄主導(dǎo)致在形態(tài)和生理上的分異。 p如以山楂和蘋(píng)果為食物的蠅，由于山楂和蘋(píng)果的如以山楂和蘋(píng)果為食物的蠅，由于山楂和蘋(píng)果的 成熟季節(jié)和溫度不同成熟季節(jié)和溫度不同, ,通過(guò)選擇逐漸分化為山楂蠅通過(guò)選

28、擇逐漸分化為山楂蠅 和蘋(píng)果蠅。和蘋(píng)果蠅。 42教學(xué)運(yùn)用 特殊基因特殊基因 p有些物種的少數(shù)基因能對(duì)生物的入侵產(chǎn)生重大的有些物種的少數(shù)基因能對(duì)生物的入侵產(chǎn)生重大的 影響影響 p如如2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代從南美洲入侵美國(guó)東南部的火螞年代從南美洲入侵美國(guó)東南部的火螞 蟻，其中一個(gè)基因影響該入侵種的社會(huì)組織能力。蟻，其中一個(gè)基因影響該入侵種的社會(huì)組織能力。 p異源多倍體石茅高粱的少數(shù)基因與影響其蔓延的異源多倍體石茅高粱的少數(shù)基因與影響其蔓延的 特性特性( (生長(zhǎng)生長(zhǎng), ,分布分布, ,生存等生存等) )密切相關(guān)。密切相關(guān)。 43教學(xué)運(yùn)用 基因組重排基因組重排 p基因組重排是入侵事件中的適應(yīng)性進(jìn)化

29、的重要基基因組重排是入侵事件中的適應(yīng)性進(jìn)化的重要基 礎(chǔ)礎(chǔ)； p例如例如, ,沿經(jīng)度梯度沿經(jīng)度梯度3 3個(gè)大陸果蠅染色體反轉(zhuǎn)呈現(xiàn)出個(gè)大陸果蠅染色體反轉(zhuǎn)呈現(xiàn)出 相同的模型相同的模型, ,這提示基因組重排的功能角色這提示基因組重排的功能角色； p另外還有一種果蠅另外還有一種果蠅( (D.buzzatiiD.buzzatii) )的一個(gè)特定染色的一個(gè)特定染色 體的重排頻率與其溫度適應(yīng)性有關(guān)體的重排頻率與其溫度適應(yīng)性有關(guān)。 44教學(xué)運(yùn)用 2. 入侵種的適應(yīng)性生理生態(tài)特征體現(xiàn)入侵種的適應(yīng)性生理生態(tài)特征體現(xiàn) 耐受范圍耐受范圍 是一個(gè)物種能夠應(yīng)付的環(huán)境變化程度是一個(gè)物種能夠應(yīng)付的環(huán)境變化程度; ;也就是也就是

30、 存活的范圍存活的范圍; ;生物在環(huán)境接近其最適范圍內(nèi)才可以生物在環(huán)境接近其最適范圍內(nèi)才可以 繁殖繁殖, ,隨著條件進(jìn)一步偏離隨著條件進(jìn)一步偏離, ,雖然能生長(zhǎng)雖然能生長(zhǎng), ,但生殖能但生殖能 力受到脅迫。力受到脅迫。 45教學(xué)運(yùn)用 p多數(shù)入侵物種比本地種具有更寬的耐受范圍多數(shù)入侵物種比本地種具有更寬的耐受范圍; ;而且而且 表型的可塑性也是入侵種適應(yīng)新環(huán)境的重要手段表型的可塑性也是入侵種適應(yīng)新環(huán)境的重要手段; ; p入侵種進(jìn)入新環(huán)境入侵種進(jìn)入新環(huán)境, ,剛開(kāi)始也許環(huán)境條件并不在它剛開(kāi)始也許環(huán)境條件并不在它 的最適范圍的最適范圍, ,但它能很快對(duì)環(huán)境梯度作出反應(yīng)但它能很快對(duì)環(huán)境梯度作出反應(yīng),

31、,調(diào)調(diào) 整到最適范圍。整到最適范圍。 46教學(xué)運(yùn)用 對(duì)捕食的響應(yīng)對(duì)捕食的響應(yīng) 當(dāng)入侵物種到達(dá)一個(gè)新的生境當(dāng)入侵物種到達(dá)一個(gè)新的生境, ,沒(méi)有以前的天敵沒(méi)有以前的天敵, , 不用在抵抗捕食方面投入能量而把更多的能量用不用在抵抗捕食方面投入能量而把更多的能量用 于生長(zhǎng)和繁殖于生長(zhǎng)和繁殖; ;這樣種群數(shù)目會(huì)迅速增大這樣種群數(shù)目會(huì)迅速增大. . 47教學(xué)運(yùn)用 物種形成事件物種形成事件 p入侵將加快物種形成過(guò)程入侵將加快物種形成過(guò)程; ;根據(jù)理論預(yù)測(cè)根據(jù)理論預(yù)測(cè), ,即使很即使很 弱的適應(yīng)性選擇都會(huì)大大降低物種形成的等待時(shí)弱的適應(yīng)性選擇都會(huì)大大降低物種形成的等待時(shí) 間間. . 48教學(xué)運(yùn)用 3. 入侵物

32、種的繁殖適應(yīng)特性與對(duì)策入侵物種的繁殖適應(yīng)特性與對(duì)策 外來(lái)入侵生物繁殖力的大小對(duì)入侵是否成功外來(lái)入侵生物繁殖力的大小對(duì)入侵是否成功 具有重大意義具有重大意義( (正相關(guān)關(guān)系正相關(guān)關(guān)系); ); 入侵植物有有性繁入侵植物有有性繁 殖和無(wú)性繁殖殖和無(wú)性繁殖, ,且兩種繁殖產(chǎn)生后代的能力很強(qiáng)且兩種繁殖產(chǎn)生后代的能力很強(qiáng); ; 如微甘菊如微甘菊, ,檉柳檉柳, ,紫莖澤蘭等。紫莖澤蘭等。 49教學(xué)運(yùn)用 入侵植物無(wú)性繁殖適應(yīng)性特點(diǎn)入侵植物無(wú)性繁殖適應(yīng)性特點(diǎn) 入侵植物許多能進(jìn)行無(wú)性繁殖入侵植物許多能進(jìn)行無(wú)性繁殖, ,且無(wú)性繁殖的比例且無(wú)性繁殖的比例 高高, ,特別是入侵雜草特別是入侵雜草. .根和地下莖的萌

33、生根和地下莖的萌生, ,土壤的自土壤的自 然壓條繁殖然壓條繁殖, ,使種群快速增長(zhǎng)使種群快速增長(zhǎng); ;土壤的擾動(dòng)不會(huì)影土壤的擾動(dòng)不會(huì)影 響物種的續(xù)存響物種的續(xù)存, ,相反還有助于繁殖體的傳播相反還有助于繁殖體的傳播; ;大多大多 數(shù)入侵植物主要是利用莖進(jìn)行分蘗繁殖數(shù)入侵植物主要是利用莖進(jìn)行分蘗繁殖. . 50教學(xué)運(yùn)用 如微甘菊和印度白茅如微甘菊和印度白茅, ,地上部分通常在秋冬季節(jié)干地上部分通常在秋冬季節(jié)干 枯死亡枯死亡, ,但地下莖能越過(guò)冬天但地下莖能越過(guò)冬天; ;來(lái)年春天立即長(zhǎng)出來(lái)年春天立即長(zhǎng)出 嫩芽嫩芽, ,并繁殖成許多新的植株并繁殖成許多新的植株; ; 并且有研究表明并且有研究表明,

34、,微甘菊的萌生苗比實(shí)生苗的成活微甘菊的萌生苗比實(shí)生苗的成活 率高率高, ,生長(zhǎng)速度也快生長(zhǎng)速度也快,5,5天就能繁殖出一新的植株天就能繁殖出一新的植株; ; 采取化學(xué)的方法或中耕除草的方法采取化學(xué)的方法或中耕除草的方法, ,往往能殺死葉往往能殺死葉 片和嫩莖片和嫩莖, ,可對(duì)老莖無(wú)顯著的殺滅效果可對(duì)老莖無(wú)顯著的殺滅效果; ;被拔除的被拔除的 老莖如果沒(méi)有充分曬干老莖如果沒(méi)有充分曬干, ,在遇到雨水在遇到雨水, ,又能死而復(fù)又能死而復(fù) 生生; ; 鳳眼蓮幾乎全部靠無(wú)性繁殖鳳眼蓮幾乎全部靠無(wú)性繁殖. . 51教學(xué)運(yùn)用 入侵植物的有性入侵植物的有性( (種子種子) )繁殖適應(yīng)性特點(diǎn)繁殖適應(yīng)性特點(diǎn) 與

35、本土植物比較與本土植物比較, ,入侵植物長(zhǎng)到成熟的時(shí)間較短入侵植物長(zhǎng)到成熟的時(shí)間較短, ,迅速長(zhǎng)成迅速長(zhǎng)成 成株又開(kāi)始繁殖下一代成株又開(kāi)始繁殖下一代, ,有利于擴(kuò)大種群數(shù)量有利于擴(kuò)大種群數(shù)量, ,避免入侵種避免入侵種 在新的生境中滅絕在新的生境中滅絕; ; 入侵植物花期長(zhǎng)入侵植物花期長(zhǎng), ,但從開(kāi)花到種子成熟的時(shí)間短但從開(kāi)花到種子成熟的時(shí)間短, ,花的數(shù)量花的數(shù)量 多多, ,從而可吸引更多的昆蟲(chóng)授粉從而可吸引更多的昆蟲(chóng)授粉, ,產(chǎn)生更多的種子產(chǎn)生更多的種子; ; 入侵植物結(jié)實(shí)期也長(zhǎng)于本土植物入侵植物結(jié)實(shí)期也長(zhǎng)于本土植物, ,有利于種子的傳播有利于種子的傳播. . 52教學(xué)運(yùn)用 世界上危害性極大

36、的入侵植物主要分屬于莧世界上危害性極大的入侵植物主要分屬于莧 科科,菊科和禾本科菊科和禾本科;種子干重小種子干重小; 如微甘菊的千粒種子不足如微甘菊的千粒種子不足0.1克克; 許多入侵植物特別是雜草的種子不需要特別許多入侵植物特別是雜草的種子不需要特別 的處理以打破休眠的處理以打破休眠,而且通常能在多種不同的環(huán)境而且通常能在多種不同的環(huán)境 條件下萌發(fā)條件下萌發(fā); 入侵植物還有萌發(fā)率高入侵植物還有萌發(fā)率高,萌發(fā)速度快的特點(diǎn)萌發(fā)速度快的特點(diǎn); 53教學(xué)運(yùn)用 4. 入侵種適應(yīng)性進(jìn)化的影響入侵種適應(yīng)性進(jìn)化的影響 入侵種適應(yīng)性進(jìn)化的直接后果入侵種適應(yīng)性進(jìn)化的直接后果 p入侵種與被入侵區(qū)的生物的進(jìn)化調(diào)整入

37、侵種與被入侵區(qū)的生物的進(jìn)化調(diào)整 研究表明，入侵物種能夠很快地適應(yīng)入侵環(huán)研究表明，入侵物種能夠很快地適應(yīng)入侵環(huán) 境境; ;北美西海岸一種引入的果蠅僅北美西海岸一種引入的果蠅僅2020年便導(dǎo)致明顯年便導(dǎo)致明顯 的適應(yīng)性進(jìn)化的適應(yīng)性進(jìn)化. . 54教學(xué)運(yùn)用 p 本地種對(duì)入侵產(chǎn)生的響應(yīng)本地種對(duì)入侵產(chǎn)生的響應(yīng) 入侵種的適應(yīng)性進(jìn)化完成期間以及擴(kuò)張后入侵種的適應(yīng)性進(jìn)化完成期間以及擴(kuò)張后,本地物種也會(huì)本地物種也會(huì) 對(duì)它的入侵產(chǎn)生一定的響應(yīng)對(duì)它的入侵產(chǎn)生一定的響應(yīng); 蝴蝶可適應(yīng)不同的入侵香草而快速進(jìn)化出不同的食性蝴蝶可適應(yīng)不同的入侵香草而快速進(jìn)化出不同的食性. 約約1000年前，當(dāng)芭蕉引入夏威夷時(shí)，至少進(jìn)化出年前，當(dāng)芭蕉引入夏威夷時(shí)，至少進(jìn)化出5種專(zhuān)營(yíng)種專(zhuān)營(yíng) 寄生的蛾類(lèi)。寄生的蛾類(lèi)。 雜草對(duì)人類(lèi)行為雜草對(duì)人類(lèi)行為(包括農(nóng)業(yè)行為包括農(nóng)業(yè)行為)的響應(yīng)。如一些雜草進(jìn)化的響應(yīng)。如一些雜草進(jìn)化 成類(lèi)似作物，不僅物