生物入侵及福寿螺的生物防治.doc

生物入侵及福寿螺的生物防治摘要：经济全球化是一个不可避免的趋势。由于频繁的交流活动，很多生物被无意引入我国。这些外来生物由于对当地环境极强的适应能力，严重干扰了原有物种的生存，对生态环境造成了破坏。为了应对生物入侵对我国的危害，在回顾了生物入侵有关概念，分析了生物入侵对我国的危害，最后针对福寿螺这一种入侵生物的危害、防治突出了我国生物入侵的紧迫性，以期为我国生物入侵防治工作提供有益的贡献。关键字：生物入侵，福寿螺，生物防治1 生物入侵 生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。这些生物被叫做外来物种。外来物种是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元，包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点；被入侵生态系统具有足够的可利用资源，缺乏自然控制机制，人类进入的频率高等特点。外来物种的“外来”是以生态系统来定义的。 一般而言，一国主动引进加以培养、种植养殖，以便丰富国人餐桌或用于保护生态、美化环境等，不归类为生物入侵。“不是本国主动引进，对本土农业、生态环境和人畜健康产生不利影响，才能称为生物入侵”。外来物种引进是与生物入侵密切联系的一个概念。任何生物物种，总是先形成于某一特定地点，随后通过迁移或引入，逐渐适应迁移地或引入地的自然生存环境并逐渐扩大其生存范围，这一过程即被称为外来物种的引进（简称引种）。 毋庸置疑，正确的引种会增加引种地区生物的多样性，也会极大丰富人们的物质生活，如美国于20世纪初从中国引种大豆，其种植面积从6000多万亩增加到现在的4亿多亩，目前，美国已成为大豆的最大生产国、出口国。就中国而言，早在公元前126年张骞出使西域返回后，中国历史便揭开了引进外来物种的一页，苜蓿、葡萄、蚕豆、胡萝卜、豌豆、石榴、核桃等物种便开始源源不断地沿着丝绸之路被引进到了中原地区，而玉米、花生、甘薯、马铃薯、芒果、槟榔、无花果、番木瓜、夹竹桃、油棕、桉树等物种也非中国原产，也是历经好几百年陆续被引入中国的重要物种。 相反，不适当的引种则会使得缺乏自然天敌的外来物种迅速繁殖，并抢夺其他生物的生存空间，进而导致生态失衡及其他本地物种的减少和灭绝，严重危及一国的生态安全。此种意义上的物种引进即被称为“外来物种的入侵”。由此，这种对等地生态环境，造成严重危害的外来物种即被称为“入侵种”（invasive species）。 此外，在外来生物入侵中还有一个重要的现象，那就是“时滞”。就是指入侵性外来生物从开始在新的环境里定居到种群开始快速增长和迅速扩大“占领区”之间的时间延迟期（潜伏期）。就是入侵者在最初的时间不会大量繁殖、扩展领域，它们安安静静地在新到达的地方生长。如巴西胡椒在十九世纪被引入美国的佛罗里达，但是直到二十世纪六十年代早期，它们并不为人所知。现在，在佛罗里达它们已经占据了280，000英亩的面积，并且群落密集，没有别的植物能与之竞争。还有一种叫千里光的植物，它原先在十八世纪末仅生长在牛津植物园，但到十九世纪中叶很快蔓延到英国许多地方。外来生物入侵过程中的时间延滞，或有或无，或短或长，从短短的几年到几十年或上百年，更有甚者可以持续几个世纪。这样就使得外来生物入侵更加难以琢磨，说不定在我们周围默默无闻存在了很长时间的某种什么外来生物会突然爆发性生长，给人类带来许多麻烦。1.1 生物入侵的途径 一般认为，生物入侵的途径有两种，一种是自然途径，另外一种是人为途径2。自然途径主要是通过风、河流、鸟类迁徙等方式，将外来物种被动的引入到当地。依靠自然途径实现的生物入侵很少。当前，生物入侵的主要途径在于人为因素，这其中，又可分为有意的引入和无意的引入。有意的引入包括物种驯化、品种改良或者是增添生物多样性。无意的引入主要是通过各种经济活动所实现，而这正是我国生物入侵的主要来源，对我国生态安全造成了巨大的威胁。1.2 生物入侵的危害生物入侵的危害集中在对生态、人体和经济 3 个层面3。生物入侵通过破坏生物多样性降低生态系统的稳定性，严重干扰生态系统的运行。生物入侵通过各种传播渠道，进入人体，可以给人体极大的的损伤。生物入侵还极大的威胁经济的正常运行，可以给经济发展造成巨大的损失。1.3 生物入侵对生态环境的危害 生物入侵对生态环境巨大巨大的危害。一是由于入侵种能更好的适应当地的生存环境和立地条件，表现出了更好的竞争优势，入侵种将会极大的挤占原有物种的生存空间和资源，导致本地物种数量减少、质量下降，最终引发被入侵区域生物多样性的降低。二是由于生物多样性降低，生物入侵将会改变原来生态系统的平衡和稳定，破坏生态系统的组成，威胁原有生态系统正常功能的有效实现，引发更为严重的生态灾难。1.4 生物入侵对人体健康的危害 据统计，有很多外来物种都可能成为人类的病原或病原的传播媒介。这些生物一旦通过某种途径进入人体，将会严重危害人体健康，甚至危及我们的生命。1.5 生物入侵对经济发展的危害 生物入侵对经济发展也具有很大的危害。近年来，松材线虫、湿地松粉蚧、松突圆蚧、美国白蛾等森林入侵物种对森林的危害面积年年激增。豚草、紫茎泽兰、飞机草、薇甘菊、空心莲子草、水葫芦、大米草等肆意蔓延，已到了难以控制的局面。前些年发生的水葫芦、蓝藻事件更是严重威胁有关地区的发展。1.6 我国生物入侵的现状 在我国,复杂多变的自然特征使得许多外来物种很容易找到适宜的栖息地 ,再加上建国以来,尤其是近10年,外来种的引入多为有意识的行为,因此引入失败的很少,居留成功的倒占大多数,从而客观上促进了它们向入侵种的转变。以下列举的均为在我国“大获成功”的典型外来入侵种的实例。1.6.1 水葫芦 (Eichhornia crassipes) 水葫芦,学名凤眼莲,一百年前被作为花卉引入我国,上世纪中叶始作为猪饲料推广种植,后变为野生,它繁殖力极强,合适条件下每5天就能繁殖一株新植株,因此在我国广大水域所向披靡,很快由外来种变为了入侵种。水葫芦现已广布于我国华南、华中、华北和东北地带,尤以南方诸省危害最为严重。原产南美洲的这种观赏植物,已经在中华大地上泛滥成灾。1.6.2 紫茎泽兰 (Eupatorium adenophorum) 紫茎泽兰,菊科。原产于南美 , 上世纪中叶从中缅、中越边境传入云南南部,现已广布于西南地区,并以每年约60km的速度向东和北扩散。它生长迅速,繁殖能力强,可破坏当地生态系统,影响经济发展;同时,由于该植物含有有毒物质,很多当地植物和家畜的生长都受它的抑制。另外,它还可破坏土壤可耕性或者阻碍交通等。1.6.3 薇甘菊 (Mikania micrantha) 薇甘菊原产中、南美洲。它可攀缘于其它乔灌木植物,重压于冠层顶部,破坏植物的光合作用,阻碍附主植物的生长甚至导致其死,故被认为世界十大有害杂草之一。该种自20世纪90年代开始,从东南亚蔓延到珠江三角洲地区,并有向广西、云南、福建、浙江蔓延的趋势。1.6.4 大米草 (Spartina anglica) 大米草原产于英国南海岸,依地下茎及种子繁殖。由于大米草有强抗逆性和繁殖力,它很快被宣传为保滩护岸,促淤造陆的先锋植物,优良的牧草饲料。于是各地都开始大规模引进。但也正由于其极强的抗逆性,使得原有滩涂生态遭到破坏，严重影响了沿海航运及滩涂养殖。该草于1963年引入我国。此后,从辽宁锦西向南达广西海岸被广泛栽培。近年来,大米草在原引种地之外滋生蔓延,形成优势种群,排挤其他植物,对当地的生物多样性构成威胁。1.6.5 美洲斑潜蝇 (Liriomyza sativae) 斑潜蝇是双翅目潜蝇科中的一个属,美洲斑潜蝇是该属中最重要的一种。该种现分布于全球近40个国家和地区,是一种严重危害葫芦科、蝶形花科、茄科、十字花科和菊科等植物子叶的多食性害虫。在我国,该虫最早于1993年12月在海南发生严重危害,现已蔓延至21个省、市、自治区,危害面积达1300000平方公里以上,使我国蔬菜生产遭受了严重损失。2 新的入侵生物福寿螺。福寿螺（Pomacea canaliculate），又称大瓶螺、苹果螺隶属中腹足目（Mesogastropoda）、瓶 螺 科（Ampullariidae）、瓶螺属（Pomacea），原产于南美洲亚马逊河流域，是世界100种恶性外来入侵物种之一1。目前，福寿螺已入侵菲律宾、越南、泰国、老挝、柬埔寨、马来西亚、印尼、巴布几内亚、韩国和日本等国家。1981年作为一种食用螺从中国台湾引入大陆养殖，在20世纪80年代的养殖热潮中，被引种至广东、广西、福建、四川、贵州、浙江、上海、江苏等地，甚至到达甘肃省和辽宁省，而后因食味不佳，被大量弃养。由于其生长迅速，具两栖性，繁殖力和适应力强，很快在南方大部分地区形成自然种群，威胁入侵地的生物多样性、生态系统，危害农作物（水稻、茭白、白莲等）及其他水生植物，造成巨大的经济损失。同时，福寿螺还是引起人类嗜酸性脑膜炎的广州管园线虫（Angiostrongy luscantonensis）的中间宿主，在中国温州和北京等地已有因食用福寿螺引起嗜酸性脑膜炎群体发病事件1。2003年被中国环保总局列入中国第一批外来入侵物种名单。在中国，福寿螺对南方农作物危害已非常严重，然而，当前所有的物理化学防除方法都难以彻底有效地防治福寿螺，因此预防入侵比入侵后控制其大规模爆发更为有效且经济。2.1 福寿螺防治的主要方法 在推广养殖阶段，水产机构、科研院校等起到了积极的指导促进作用，由于缺乏风险管理意识，养殖户盲目引种和疏于管理，使福寿螺引入后很快就变成严重的农业害虫，随后的研究转变为对福寿螺危害发生规律、防治方法策略等方面的探讨，各地的植保部门、检疫部门及农技站等机构为福寿螺的调查、防治和杀灭做了很多工作，并且积累了许多有效的方法，主要策略如下：2.1.1 化学药剂防治法 化学防治是现阶段应用最广泛的一种办法。最初采用的药物包括传统的灭螺药物五氯酚钠、贝螺杀（5,2-二氯-4-硝基水杨酰苯胺乙醇盐）12、百螺杀、密达、百螺敌13、硫酸铜，这些药物的能较快地杀灭福寿螺，但是都有缺点或严重的的副作用。五氯酚钠的毒性和残留性都很强，长期摄入受其污染的水源会致癌致畸；贝螺杀对非靶体的鱼类、青蛙等水生生物也是致命的剧毒物质，控制不严的情况下极易污染水体而造成鱼类的大量死亡；百螺杀、密达是进口药，成本较高，不利于推广；百螺敌药效慢，需要苗前施放；硫酸铜则是重金属盐，对水体有污染作用，而且有效浓度不易控制。研究人员还探索了其他的化学防治方法和用药方式，利用福寿螺对碳酸氢铵废料敏感的特点，提出了采用碳酸氢铵在早稻移栽前进行作为基肥使用、杀灭福寿螺的办法，但碳铵容易挥发和流失，其效果有限14。茶麸来源广泛、价格低廉、易于获得，利用茶麸的浸出液（当中含有的茶皂素为有效成分）作为灭螺药剂，取得了较好的效果15。灭螺化学药剂种类很多，但这些药物在发挥效力的同时也具有一定的毒副作用，在推广使用时要加以监管和指导。2.1.2 生物防治法 近些年来，研究人员逐渐将目光转向了高效、安全、环保的生态防治法。即利用其同源地的入侵植物的提取物对福寿螺进行诱杀。采用五爪金龙（Ipomoea cairica (Linn.) Sweet）、马缨丹（Lantana camaraLinn）胜红蓟（Ageratum conyzoides L.）和蟛蜞菊的浸出液对其进行诱杀16，结果表明，五爪金龙的乙醇提取饱和水溶液对福寿螺的杀灭效果最佳，能在 48 h 内 100%杀灭福寿螺，比密达100%杀灭福寿螺的时间（118 h）大为下降，而且这种植物浸出液对水稻生长、稻田环境不会造成影响。五爪金龙是华南、东南地区常见的野生蔓藤植物、形态类似牵牛，繁殖力很强，其缠绕茎的攀缘能力强，顺树干而上能迅速占据其它植物的外围，密盖树冠，致使被覆盖的植物得不到足够的阳光而死亡，因此对绿色植物、尤其是园林植物危害极大，也是一种有害的热带入侵植物。除了偶作药用以外，通常被当作杂草除去。如果能将这种杂草用于提取防治福寿螺的生物制剂，则既可以综合利用这种杂草，又能有效控制其生长和扩散。而胜红蓟也是一类能释放酚醛类毒素的恶性杂草，其浸出液对福寿螺的杀灭作用仅次于五爪金龙，因此如果能利用它作为控制福寿螺的天然药物，必然也能控制这种恶性杂草的繁殖和扩散。小范围的杀螺试验证实植物灭螺剂安全有效，但由于对植物灭螺剂灭螺机理研究不够深入，对其杀螺有效成分难以定性和定量，植物灭螺剂的筛选和提取等生产工艺的开发研究还未开展，因此，目前还无法大范围推广使用。今后应加强灭螺植物资源的开发，使植物灭螺剂投入灭螺实践工作中，同时植物灭螺剂灭螺机理成果也可以指导人们合成高效、低毒、价廉的新型灭螺剂。2.1.3 生态与农业防治法 与化学药剂防治方法相比，生态防治方法的成本要低得多。利用青鱼、鸭子等喜食幼螺的习惯，可以尝试在螺害严重的稻田开展稻田养鱼、稻田养鸭的生态种养模式，充分发挥青鱼、鸭子等控制福寿螺繁殖的作用。云南省沧源县采取在秋、冬季水稻收割后，在福寿螺密度高的地区反复轮回放养鸭子的办法，利用鸭子降低幼螺的数量和密度。这种做法无需施用成本高、有毒性的化学药剂，还能将福寿螺作为一种易得的高蛋白饲料直接利用，降低了螺的数量，减少其越冬后对来年水稻生产的破坏，一举多得。在推广生态种养模式时，必须兼顾效率和利益，必须寻找有利于水稻生长、养殖效益及福寿螺控制的最佳配置。另一种方法是捕捉成螺和灭卵，一般在春、秋季福寿螺产卵高峰期，在稻田中插些竹片、木条等，引诱福寿螺在这些竹片、木条上集中产卵，每23 天摘除一次卵块并进行销毁，平时结合农事操作捡螺、消灭卵块；冬季结合冬修水利，整治沟渠，清除淤泥、杂草，破坏福寿螺的越冬场所，降低越冬螺的成活率和冬后的残量。2.1.4 转化利用 福寿螺是一种脂肪含量低的优质蛋白源，将福寿螺制成干粉饲料其养殖效果堪比鱼粉饲料17，在目前动物蛋白饲料来源日益紧张的情况下，应积极探索福寿螺作为鱼粉等蛋白饲料替代品的可能性。与此同时，福寿螺内脏中富含高活力的纤维素酶系，深入研究福寿螺多功能纤维素酶（