中國外來入侵生物的危害與管理對策

中國外來入侵生物的危害與管理對策一：背景提要外來種(exoticspecies或alienspecies)是指那些借助人為作用而越過不可自然逾越的空間障礙，在新棲息地生長鬟殖并建立穩(wěn)定種群的物種。外來種中有一些種類在新棲息地發(fā)生爆發(fā)性的生長，往往失去控制，這些外來種被稱為人侵種(invasivespecies)。隨著人類活動對自然界影響的日益加劇，生物入侵已成為全球關(guān)注的問題。生物入侵改變了原有的生物地理分布和自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，對環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響。入侵種經(jīng)常形成廣泛的生物污染，危及土著群落的生物多樣性并影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，造成了臣大的經(jīng)濟損失二：生物入侵的過程外米種入侵町分為幾個階段：引入(import)、逃逸(escape)、種群建市(establish)和危害(pest，，對許多外來種的統(tǒng)汁研究發(fā)現(xiàn)，相鄰兩個階段問的成功率，但是，些有目的引入的群體如引種作物等，其成功率要高得多，此外受十?dāng)_明顯的地區(qū)曲階段削的成功率也高于10％．，一些疾病與昆蟲方面的研究表明．某些生物入侵的最初階段可能經(jīng)歷了一個難以檢測的時期，此時入侵種群數(shù)量稀少且分布分散，一般手段根本無法劉其檢測．以后是一段較長的潛伏期。潛伏期過后，”{入侵種群被發(fā)現(xiàn)時已具有相當(dāng)規(guī)模，甚至1一分鞏固了，肖入侵種群分布面稅達到一個域值后，就可能發(fā)生爆炸性的擴展。擴展主要依靠兩種途徑：第一種方式是通過種群的擴大向周圍卒間擴散，這一方式是短程的，町能是“流”式的傳播，即從一個點沿某些特定的通道傳到另一個電．而沒有一個明顯的護張而(Carey，1996)；第二種方式是借助某尷載體傳播，距離較長，且口J以是跳躍式的．主要是通過動物或人的活動等途徑攜帶外來種擴展．在國際商務(wù)文化交流U益發(fā)展的今天，人為活動對外來種的擴展起r相當(dāng)大的作用：對北美五大湖區(qū)斑貽的個案研究表明．斑貽貝的傳播主要足由于船只運輸造成的，與之相比，水鳥等野生動物對它的傳播作用則微乎其激。有學(xué)者試圖通過模型模擬入侵種傳播的一般過程，但其結(jié)淪還有待于觀察和實驗的證實，三：生物入侵的機制3.1.

外來種的生物學(xué)特性3.2.入侵種與土著種間的相互作用3.3.新棲息地群落生物多樣性對入侵的抵抗性3.4新棲息地環(huán)境變化3.1.外來種的生物學(xué)特性一般認為，成功的外來種對各種環(huán)境因子的適應(yīng)幅度較廣，對環(huán)境有較強的忍耐力，如耐蔭、耐貧瘠土壤、耐污染等。這些特性使外柬種在一些環(huán)境中獲得對土著種的競爭優(yōu)勢，或能占據(jù)土著種不能利用的生態(tài)位，從而成功入侵。很多研究通過分析環(huán)境因子與物種的分布建市丁模型，對生物入侵進行預(yù)測。當(dāng)前的研究集中于外束種對氣候的適應(yīng)，建立了地域特異與物種特異兩類模型，前者預(yù)測某一地區(qū)最易受到自哪里的生物入侵，后者則預(yù)測哪些地區(qū)最易受某一特定物種入侵：許多模型在一定程度上與觀察結(jié)果十分吻合，但在某些方面與實際情況有出入。近來的研究還發(fā)現(xiàn)，成功的外柬種不一定生態(tài)幅很寬，如在一些太平洋島嶼山地，外來種占據(jù)的實際生態(tài)位與分布范圍比土著種要小得多。這些種入侵成功的主要原因小足生態(tài)幅寬，而是人為干擾破壞了原乍牛物群落所致。由此町見，將來的研究不能僅停留在分析外束種對新棲息地一般環(huán)境條件的適應(yīng)能力上，要在此基礎(chǔ)上根據(jù)具體情況結(jié)臺種間關(guān)系、環(huán)境變化等其他崮素綜合考慮。外來種的繁殖和傳播特性人侵種的繁殖特性對其在新棲息地種群的建立有很大作用。通常成功的外來種都有很強的繁殖能力，能迅速產(chǎn)生大量的后代．如：有很強的營養(yǎng)繁殖能力．能由碎片長成植株；能年多次開花，產(chǎn)牛大量的種子與幼苘。3.2.入侵種與土著種間的相互作用一種流行的觀念認為，外來種在新棲息地成功入侵的主要原因是失七其天敵(病原體、捕食者、寄生蟲等)的控制，在其著作中就給出r許多例證。從原產(chǎn)地引進天敵行生物防治已成為控制外來種的重要手段。著名的例子如澳洲瓢蟲防治吹棉蚧。這些成功的例子很好地支持了這一經(jīng)典觀點，使其廣泛被人們接受。但近年來的研究表明，生物人侵是個很復(fù)雜的過程，缺乏天敵的控制足某些外來種成功的主要原因但對另一些外來種來說則不足。有時即使天敵被成功引入某一地區(qū)，也無法控制外來種。如澳大利亞曾引入空心蓮子草葉甲與一種蛾類來防治外來種空心蓮子草。天敵在水域中取得了較好的效果，但無法控制空心蓮子草的旱生種群。另有研究表明新棲息地的一些土著種可能轉(zhuǎn)向取食外來種，形成其新的天敵，使土著群落對一些外來種的抵抗力得到增強誅之．天敵因素在人侵中的作用遠比過占料想的要復(fù)雜，還有待于進一步的深人研究。外來種與土著種之間往往存在著抑制作用，這類影響在動物與植物中都存在，有時候是導(dǎo)致入侵成功的蕈要因素。最近對北美植物根系分泌物町以影響入侵在原產(chǎn)地亞歐大陸不造成大的影響，進人北美后卻泛濫成災(zāi)，排擠了多土著種：栽培實驗的結(jié)果表明，在原產(chǎn)地與共存的植物，其根系分泌物可以抑制根系對磷的吸收并抑制其生長。然而，新棲息地的類似植物，其牛長反被C．diff—a根系的分泌物所抑制。動物中也有類似的發(fā)現(xiàn)。伊蚊屬中，一個種的幼蟲可以抑制另．個種蟲卵的孵化，亞洲侵人北美后，其幼蟲在很低的密度時即町抑制土著種Aae—gypti和A．triseriatus的蟲卵孵A．a(chǎn)lbopictus的卵即使在高密度的土著種幼蟲中也不受到明顯的抑制(Edgerlyeta1．，1993)。不同的外來種之問也有類似的相可作川。我國外來生物入侵形式不容樂觀3.3.新棲息地群落生物多樣性對入侵的抵抗性Ehon在1958年提出r一個經(jīng)典的假設(shè)，認為群落的生物多樣性對抵抗外來種的入侵起著關(guān)鍵性的作用，物種組成豐富的群落較物種組成簡單的群落對生物^侵的抵抗能力耍強。一些數(shù)學(xué)模型與野外凋查的結(jié)果支持Elton的假說，但也有一些研究結(jié)果與這一假說小符。20世紀90年代后期的研究中特別重視通過設(shè)計實驗來研究這一假說。一些實驗證明了群落生物多樣性與群落對入侵的抵抗性之間呈正相關(guān)。最近更為深入的研究還揭示了群落乍物多樣性如何影響入隉。例如，Stachowiczeta1．(1999)發(fā)現(xiàn)物種多樣性較高的海洋底棲固著生物群落中，小同物種的生活史周期相互交疊程度大，土著種能長時間保持對空間的高效利用，剩余的可利用空間很少，因此外來底棲生物難以入侵。通過嚴格控制條件的植物栽培實驗，最新的研究還證明，在排除其他因子對群落抵抗性的影響后，多樣性與抵抗性仍呈正相關(guān)。Levine(2000)則詳細研究r加利福尼亞北部一塊明顯幣符合Ehon假說的河岸，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)外來植物種子的小均勻分布的效應(yīng)抵消r物種多樣性的作用。這說明在群落水平上，一些與當(dāng)?shù)厣锒鄻有越ǔ上嚓P(guān)的因子如干擾、種子密度分布等，在增加生物多樣性的同時也會有助于入侵，有時對入侵的促進作用甚至還可能超過提高生物多樣性而帶來的抵抗力?？傮w而占，現(xiàn)在的研究已不再局限于簡單的驗證E1一ton假說，而是根據(jù)群落的具體情況來說明群落物種多樣性如何影響群落對入侵的抵抗力。3.4.新棲息地環(huán)境變化一般認為棲息地受到擾有利于生物人侵的發(fā)生。近年來已有實驗證據(jù)表明干擾越強烈，入侵越易發(fā)生，還有研究通過具體事例說明了人為干擾是如何促進入侵的。干擾可分為自然丁擾與人為干擾，都能在群落中形成空的生態(tài)位，降低了這些區(qū)域的土著生物群落對入侵的抵抗力，使外來種易于進入定腈。人為干擾如修建道路、城市化、墾荒、放牧等對土著群落的破壞大而且很大程度上改變了小環(huán)境，同時還促進r外來種的傳播，對入侵的促進作用一般很大。但食草類野生動物的取食、山火等自然干擾對入侵造成的影響也不容忽視。近年來的研究表明r擾對入侵的戈系是復(fù)雜的。首先，干擾的作用是多方面的，過強的會降低群落生物多樣性而促進入侵，適當(dāng)?shù)母蓴_則產(chǎn)生相反的效果。其次，在某螻缺乏干擾的情況F，土著群落的一些種會爆發(fā)，從使群落的生物多樣性降低，減弱對入侵的抵抗力另外，于擾對入侵不是必需的+許多入侵過程就是在沒有自然或人為干擾的情況下發(fā)生的。最后，入侵可能使群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這種改變反過來又會影響群落受干擾的難易程度。比如雜草入侵可