19 生物的入侵者教案一

19 生物的入侵者教案一

外来入侵物种是指从自然分布区通过有意或无意的人为活动而被引入、在当地的自然 或半自然生态系统中形成了自我再生能力、给当地的生态系统或景观造成明显的损害或影响 的物种。 这些入侵物种疯长成灾，侵入草场、林地和荒地，很快形成单种优势群落，导致原有植 物群落的衰退。外来入侵种在当地定植、扩展并产生一定影响的过程或现象称为生物入侵。 它关系到经济、社会发展，影响人类健康、农业潜力、生态系统平衡、生物多样性保护，并 且随着全球性贸易的发展、对外开放、全球变化以及土地使用模式的改变会愈发严重。 1.外来生物入侵现状 据统计，美国每年因生物入侵造成的经济损失高达 1500 亿美元，印度每年的损失 为 1300 亿美元，南非为 800 亿美元。这些外来生物的入侵给生态环境、生物多样性和社会 经济造成巨大危害，仅对我国农林业造成的直接经济损失每年就高达 574 亿元。而生物入侵 的危害又是多方面的。 我国一直是深受外来有害生物危害的国家。棉花枯黄萎病 20 世纪 40 年代初从美 国入侵我国，现已发生 266.67 万 hm2，每年至少损失皮棉 10 万 t。近 20 年来，随着国际交 往的不断增加，已难以准确回答到底有多少外来物种传入我国，有多少已建立种群并带来危 害。我国对外来入侵种类的调查始于 20 世纪 90 年代中期。依据文献资料对农田、牧场、水 域等生境的植物进行了初步统计，发现至少有 58 种外来植物对我国农林业带来了危害。 自 20 世纪 80 年代以来，随着外来人侵动植物危害日益猖獗，我国加紧了防治工 作。对外来害虫松材线虫、湿地松粉蚧、美国白蛾、稻水象甲和美洲斑潜蝇以及外来有害植 物水花生、水葫芦、脉草和紫茎泽兰采取了一系列有效的防治措施，并取得了不同程度的效 果，但由于目前国家针对外来人侵种没有制订具体的预防、控制和管理条例，各地在防治这 些入侵物种时缺乏必要的技术指导和统一协调，虽然投入了大量的人力和资金，但有的防效 并不理想。已传人的入侵物种继续扩散危害，新的危险性入侵物种不断出现并构成潜在威胁。 1.1 生物入侵造成严重的经济损失 生物入侵倍受各国政府关注的首要原因是它造成的巨大经济损失．光肩星天牛是 原产于亚洲的极具破坏性的林木蛀干害虫．随着国际贸易的发展，该种害虫随木质包装材料 进入美国．到 1998 年 8 月，它已在加利福尼亚、佛罗里达、纽约、华盛顿等 14 个州的仓库 中校发现，在芝加哥、纽约等地的野外也发现了该物种．光肩星天牛在美国没有已知天敌， 会对美国遍地种植的枫树和果树造成危害．如果它在美国得以长期繁衍，造成的经济损失将 高达 1380 亿美元。仅美国每年因外来种入侵造成的经济损失就近 1370 亿美元． 1．2 生物入侵造成严重的生态破坏和生物污染 大部分外来物种成功入侵后大爆发，生长难以控制，造成严重的生物污染，对生态 系统造成不可逆转的破坏。比如，原产南美洲的水葫芦现已遍布华北、华东、华中、华南的 河湖水塘，疯长成灾，严重破坏水生生态系统的结构和功能，导致大量水生动植物的死亡。 更可怕的是许多入侵物种，在新的环境中可能出现基因突变，造成严重的生物污染。 1．3 生物入侵直接威胁到人类的健康与安全 如 1991 年美洲爆发的霍乱，很可能是由于外来船只受到污染的水倾倒在秘鲁港所 引起的。这次霍乱使 100 多万人受到感染，约 1 万人死亡；脉草、三裂叶脉草现已分布在我 国东北、华北、华东和华中的 15 个省市，它的花粉就是引起人类花粉过敏的主要病原物； “疯牛病”最早于 1986 年在英国发现。科学家推测，可能是病牛或病羊的尸体被加工成了 动物饲料，从而引起疾病大规模传播。1996 年 3 月，英国政府正式承认疯牛病有可能传染 给人。 1．4 生物入侵导致生物多样性的丧失 在过去的几十年中，对生态环境的破坏和化学污染引起的生物多样性的丧失引起了 各国科学家的重视，但最近几年生物入侵对多样性的影响又成为一个主要的问题。入侵物种 破坏了复杂的生态系统，降低了生物多样性，使濒危动植物受到侵害，外来物种中的动植物 与本地种杂交，改变了当地的遗传多样性与完整性。参加第五届生物多样化公约缔约国大会 的专家们警告说，外来物种给生物多样化造成的破坏，其严重程度仅次于生物生存环境的缩 小和丧失。比如，原产中美洲的紫茎泽兰已遍布我国西南大部分地区，原有植物群落迅速衰 退、消失。另外，生物入侵导致生态灾害频繁爆发，对农林业造成严重损害。近年来，松材 线虫、湿地松粉阶、美国白蛾等森林入侵害虫严重发生与危害的面积，每年达 150 万 hm2； 稻水象甲、非洲大蜗牛、美洲斑潜蝇等农业入侵害虫每年超过 140 万 hm2；脉草、飞机草、 水葫芦、大米草等肆意蔓延，对本地生物多样性和农业生产造成了巨大威胁，已经到了难以 控制的局面。 2 生物入侵危害产生的原因 2．1 盲目引种 并不是所有的物种迁移或引入都会产生危害，而且许多新品种的引入确实解决了 生产生活中的实际问题。例如：1859-1900 年间，澳大利亚笔尾松鼠被引入新西兰，就成为 了新西兰毛皮业的财富之源；然而，大多数的引种在带来经济效益的同时，却给人类带来了 更大的灾难。例如，20 世纪 50 年代我国引入水葫芦，主要是为猪提供饲料的。随着饲料工 业的发展和生猪喂养方式的改变，再采用含水量高、食用成分少的水葫芦饲料，其投入与产 出已经不成正比，于是昔日人人争抢的水葫芦，如今便异化成了避之不及的环境公害。专家 认为盲目引种是造成生物入侵的最主要的原因。 2．2 海洋业 一是海洋垃圾：随废弃的塑料和其他人造垃圾漂浮的海洋生物每天都在向南极洲 和一些热带岛屿进犯，并对当地的物种造成威胁。据海洋生物学家表示，软体动物、蛀船虫、 珊瑚虫这些寄居类动物如今正附着在漂浮的垃圾上漂进新的地区，对那些地区的物种造成危 害，并开始改变那里脆弱的生态系统。海洋生物学家巴恩斯表示，能使海水结冰的温度可能 是阻挡外来物种入侵南极洲的主要屏障，而如果全球气候变暖削弱了阻挡外来生物的天然海 水屏障，情况就将更加严重。二是海洋压舱水的排放：20 世纪初，压舱水代替了固体压舱 物，这无意中为水生生物在世界范围内的散布提供了极大的便利。轮船变成了一个满载各种 微型生物的“水族箱”，它们在世界范围内输送货物时，不断地运输和储存这些水生生物。 由于一些尚不清楚的原因，越来越多的与压舱水直接相关的异地种侵入事件在 20 世纪的最 近几十年里时有发生。 2．3 旅游业 很多的物种入侵是由于旅游者的携带而引起的，游客从全球各地带来各种的物种，其中就 包括有异地的植物、动物、微生物。这些物种被游客有意无意地留在当地的生存环境中，对 当地的生物入侵起到了不可忽视的作用。 2．4 国际贸易 最近 10 余年来，随着全球贸易额的不断增加、国际运输的集装箱化和车船飞机的 速度加快及大型化，促进了鲜活植物产品贸易，也最大程度地增加了有害生物存活的可能性， 从而提高了有害生物在国际间传播入侵的机会。例如美国白娥入侵亚洲，就是由于在二战后， 日本木材奇缺，美国原木大量倾销日本，美国白蛾也就由此进入亚洲，进入中国；松材线虫 传人中国、光肩星天牛(ALB)传人美国等都是由于国际贸易而引起的。同时种苗产业国际化 与国际交流频繁更加快了病虫的入侵与扩散。 3 防治生物入侵的技术措施 3．1 清除 当某一物种初到新地时，试图全面根除是可能的。这种手段虽然极端，但已经被 南非的很多国家采用了。例如世界范围内的鼠害，到目前为止，世界上有 80 多个岛屿已经 清除了老鼠。但大多数情况下，试图清除是行不通的。因为到目前为止，还没有一个国家建 立了有效的早期预告系统来报告入侵物种的到来，很少有相应的专门小组执行有效的根除计 划。而且，没有一个国家建立了完整的数据系统来确定是否新引进了某一物种，并且这一物 种是否有侵略性。然而，我们都知道，只有在发现及时，立即采用有效手段和全面参与的情 况下才有可能根除入侵物种。所以这种措施在实施时有很大的局限性。 3．2 防治对策 3．2.1 实行全面检疫，阻止外来种的偶然入侵 检疫是为防止危险性有害生物传出或传人某个国家或地区所采取的预防性措施．14 世纪中叶，欧洲的威尼斯共和国为阻止黑死病、霍乱、黄热病等疫病传人本国，对要求人境 的外来船舶和人员采取了进港前一律在锚地停滞、隔离 40d 的防范措施，后来逐渐运用到阻 止动植物外来种传播方面，出现了动植物检疫．1994 年乌拉圭回合贸易谈判最终达成的(实 施动植物卫生检疫措施协议)，已成为一部国际检疫法。1999 年在昆明举办世界园艺博览会 期间，我国共检疫国内外参展植物 763 批次、683140 株，草坪 165279m2，肥料 8100kg，木 包装 7 件．截获有害生物 162 批次，发现有害生物 160 多种，并进行了及时的处置。 3.2.2 采取全面的生态评估和监测，防范引进品种的入侵 美国夏威夷为了消灭害虫，从非洲南部引进了一种玫瑰色蜗牛，谁知 55 年后，它 竞将 15—20 种土生土长的蜗牛伙伴消灭得干干净净。为了改善牧草的营养结构，美国西部 引进了纤维含量较高的胡枝于，结果它疯狂地繁殖、蔓延，致使原本能养活 9 万头奶牛的牧 场寸草不生，最后被荒弃不用。在中国的海南、广西和云南南部大面积种植的巴西橡胶林， 种植面积最大时达到 1 亿株，40 多万公顷。大面积的天然林被毁，代之以巴西橡胶占绝对 优势、土壤板结、物种多样性匠乏的生态系统。 所以这些出于良好愿望导致的灾难性后果提示人们，在进行人为引种前必须认真作 好全面的生态评估，并进行引种后的跟踪监测。 3．2．1 化学防治 对外来物种的化学防治(包括诱饵、驱赶剂和毒药)通常被认为不可取，因为众所周 知的广谱杀虫剂对环境和人类健康的影响。但据美国国会透露，有一些新型化学杀虫剂只对 某一种或几种害虫起作用，不会影响人类健康。但是，这些化学杀虫剂非常贵，而且需要反 复使用，易使害虫产生抗药性。所以化学防治也只是在一定的程度上才有效可取。 3．2．2 机械防治 机械防治有些时候是可行的。例如，在佛罗里达，手工除蜗牛就是根除非洲大蜗 牛时使用的方法。然而，大多数外来物种无法用机械防治(如小昆虫和地穴动物)，而且，机 械设备的成本很高，对于发展中国家来说不可想象。 3．2．3 生物防治 无论是从生态角度还是经济角度，生物防治被认为是继化学防治和机械防治之后 最有吸引力的方法。现在我国泛滥的水葫芦，生物学家也找到了一种水葫芦的天敌——象甲。 专家在实验室中发现：被放置了象甲的水葫芦，植株明显变小、叶子变小、茎干变细、分支 减少，水葫芦的整个生长过程受到抑制。但象甲吃完水葫芦后，是否还会去吃其他的植物， 是否会造成再次“引狠人室”?然而，生物防治确实是目前生物学家想到的最合理的方法， 当然它的很多方面仍然需要做进一步的研究。 参考文献： [1]向言词，彭少麟．生物入侵及其影响．生态科学，2001（20）：68-73 [2]李博，徐炳声．从上海外来杂草区系剖析植物入侵的一般特征．生物多样性， 2001，9（4）：446-457． [3]乔勇进，张敦论，张强．试论生物入侵的“生态安全”及相应对策．防护林科 技，2001（51）：41-43． [4]白希尧，白敏冬．外来有害生物入侵性传播灾害和治理方法的研究．自然杂志， 2002（24）：223-230． [5]丁建清．外来生物的入侵机制及其对生态安全的影响．中国农业科技导报，2002 （4）：16-20． [6]梁忆冰．植物检疫对外来有害生物入侵的防御作用．植物保护，2002（28）： 45-48． [7]陈兵，康乐．西部大开发过程中生物入侵风险分析．环境保护，2001，（12）： 30-31． 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