（生态学专业论文）互花米草入侵对崇明东滩盐沼底栖动物群落的影响.pdf

， j p h dt h e s i si n2 0 1 0 嬲 s c h o o lc o d e ：1 0 2 6 9 s t u d e n ti d ：5 2 0 6 2 6 0 1 0 1 2 e a s tc h i n an o r m a l u n i v e r s i t y i m p a c t so fs p a r t i n aa l t e r n i f l o r ai n v a s i o no nt h e b e n t h i cc o m m u n i t i e so fs a l t m a r s h e si nc h o n g m i n g d o n g t a n ，s h a n g h a i d e p a r t m e m ： s u b j e c t - r e s e a r c hf i e l d ： s u p e r v i s o r ： f i n i s h e dd a t e ： 1 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明：本人呈交的学位论文互花米草入侵对崇明东滩盐沼底栖动物群落的影 响，是在华东师范大学攻读硕士 葛( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了 明确说明并表示谢意。 作者签名尹密粤日期：加j 9 年牟月，工日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 互花米草入侵对崇明东滩盐沼底栖动物群落的影响系本人在华东师范大学攻读 学位期间在导师指导下完成的硕士1 彰z ( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华东 师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向主管 部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网 送交学位论文的印刷版和电子版；允 许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校将学位论文加入 全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版， 采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密”学位论文木， 于年月日解密，解密后适用上述授权。 ( 2 不保密，适用上述授权。 导师签名本人签名多镥眨 p 口，口 年妒月，工日 宰“涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的学位 论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ，未经上 述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用 匕述授权) 。 、 本人负责指导王睿照 同学的博士学位论文，据我所知，除文中已 经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成 果；经审阅认为该论文已达到我校博士学位论文的学术水平，同意该论文 送审并答辩。 导师签名： 弦胡极 i 指导小组导师意见 本人参与指导王睿照 同学的博士学位论文，经审阅认为该论文已 达到我校博士学位论文的学术水平，同意该论文送审并答辩。 指导小组导师签名： 日期： 、 王睿照博士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 田昆教授国家高原湿地研究中心主席 叶属峰教授国家海洋局东海环境监测中心 赵云龙教授华东师范大学 周云轩教授华东师范大学 李道季教授华东师范大学 、 摘要 生物入侵是全球变化的重要组成部分，对自然生态系统安全造成巨大威胁， 已经成为生态学领域的研究热点之一。崇明东滩盐沼拥有独特的自然资源，底栖 动物在滩涂湿地中发挥着承上启下的作用，连接初级生产和高级消费，是湿地生 态系统中重要的动态中心。然而自2 0 世纪9 0 年代以来，外来植物互花米草在崇 明东滩自然保护区内迅速扩散，对底栖动物群落结构和种类组成造成一定影响， 因此系统研究外来植物互花米草入侵对崇明东滩底栖动物群落造成的影响，以及 实施互花米草控制技术后对底栖动物的影响具有非常重要的现实意义和理论价 值。 本项研究于2 0 0 7 年一2 0 0 8 年间，在崇明东滩自然保护区开展了底栖动物群落 的野外调查，通过分析底栖动物群落结构，构建正态化粒径谱，探讨了高程梯度 和互花米草入侵历史对崇明东滩自然保护区内底栖动物群落可能造成的影响。此 外，在崇明东滩生态修复示范样地，结合水位控制措施治理互花米草的物理试验， 跟踪了示范样地内水位调控措施对大型底栖动物群落的影响。研究的主要结果如 下： ( 1 ) 崇明东滩底栖动物群落分析的结果表明，大型底栖动物群落的种类组 成随着高程的变化而发生变化，大型底栖动物的分布则与高程和植被特征具有密 切关系。随着高程的降低，底栖动物群落的多样性降低，生物量在中潮滩达到最 高。底栖动物正态化生物量粒径谱( n b s s ) 斜率值随着高程的降低而降低。在 相同高程下，互花米草群落中底栖动物粒径谱的斜率均小于土著植物群落和光滩 生境，显示出互花米草群落中个体较小的底栖动物比例较高。 ( 2 ) 高程梯度和互花米草入侵历史对底栖动物群落造成影响的研究结果显 示，大型底栖动物群落结构的特征随着高程梯度和互花米草入侵历史时间长短的 变化而显著不同。大型底栖动物的生物量随高程的降低而降低，而小型底栖动物 的生物量具有相反的趋势，随高程的降低而增加。n b s s 的斜率随着高程梯度的 降低而减小。与入侵历史较年轻的互花米草群落相比，入侵历史较久的互花米草 群落中大型底栖动物的生物量显著的增高，小型底栖动物的生物量却明显降低。 随着入侵历史的增长，互花米草群落中大型底栖动物的群落结构与本地物种芦苇 之间的差异减小。入侵历史较年轻的互花米草群落与入侵时间较久的互花米草群 落相比，底栖动物的n b s s 斜率值更低。随着入侵历史的增加，互花米草群落中 底栖动物的n b s s 斜率值和本地物种芦苇群落之间的差异减小。n b s s 方法能够 有效的检测互花米草入侵对底栖动物群落可能造成的影响，为入侵物种的系统生 态学研究提供更加广阔的视角，对于崇明东滩保护区和其他类似的被入侵的滨海 湿地的物种保护和资源管理方面具有重要价值。 ( 3 ) 水位调控措施对大型底栖动物群落影响的结果显示，潮间带大型底栖 动物的密度和生物量具有显著的季节性波动，实施持续水位调控措施样地中大型 底栖动物的密度、生物量和丰富度指数均显著低于同时期对照样地。破堤排水后 的恢复样地中，随着恢复时间延长，大型底栖动物密度、生物量和丰富度指数均 有不同程度的恢复。研究结果表明，水位调控措施会对盐沼植被中大型底栖动物 的密度、生物量和多样性产生负面影响，但这种影响在治理互花米草水位调控措 施结束后可逐渐自然恢复。 关键词：互花米草，生物入侵，底栖动物，正态化粒径谱，群落结构，水位调控 措施，盐沼，崇明东滩 i a b s t r a c t b i o l o g i c a li n v a s i o n , a so n eo fi m p o r t a n tc o m p o n e n to fg l o b a l c h a n g e ，i s t h r e a t e n i n gn a t u r a le c o s y s t e m sa n db e c o m i n go n eo ft h eh o ts p o t si ne c o l o g i c a lf i e l d s s a l tm a r s h e si nc h o n g m i n gd o n g t a n ，s h a n g h a ip o s s e s st h eu n i q u en a t u r a lr e s o u r c e s a n df a c ew i t hab i gc h a l l e n g ef r o mt h ee x o t i cp l a n ti n v a s i o n b e n t h i cc o m m u n i t yi n t h ew e t l a n d sc o n n e c t sw i t hp r i m a r yp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o na n dp l a y sam a j o r r o l eo nn u t r i e n tc y c l i n gi ns a l tm a r s he c o s y s t e m s d u r i n gt h e 19 9 0 s ，a ne x o t i c s p a r t i a na l t e r n i f l o r ah a ss p r e a dr a p i d l y i ti si m p o r t a n tt oe v a l u a t et h ei m p a c t so f a l t e r n i f l o r ai n v a s i o no nb e n t h i cc o m m u n i t i e so fs a l tm a r s h e sa n dv a l u a b l et ot r a c et h e e f f e c t so ft h ep h y s i c a lm e a s u r e st oc o n t r o lt h es p r e a d i n go f a l t e r n i f l o r ao n m a c r o b e n t h i cc o m m u n i t i e si nc h o n g m i n gd o n g t a n ，s h a n g h a i t h i ss t u d yi n v e s t i g a t e dt h ed i s t r i b u t i o na n dc o m m u n i t yc o n s t r u c t u r eo fb e n t h o s i nt h es a l tm a r s h e si n c h o n g m i n gd o n g t a nd u r i n gt h e2 0 0 7a n d2 0 0 8 t h e n o r m a l i z e db i o m a s ss i z es p e c t r a ( n b ss ) w e r ec o n s t r u c t e dt o e x p l o r et h e & a l t e r n i f l o r ai n v a s i o no nb e n t h i cc o m m u n i t i e s m o r e o v e r , t r a c et h ee f f e c t so fm a n a g e d w a t e r l o g g i n go nm a c r o b e n t h i cc o m m u n i t i e s t h em a i nr e s u l t so ft h i ss t u d yw e r e s u m m a r i z e da sf o l l o w s ： ( 1 ) i n v e s t i g a t e dt h ed i s t r i b u t i o no fb e n t h o sa n dc o n s t r u c t e dt h en b s st oe x p l o r e t h ei n f l u e n c eo fp l a n tt y p ea n de v e l a t i o no nt h eb e n t h i cc o m m u n i t i e s t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h ed i s t r i b u t i o na n ds p e c i e sc o m p o s i t i o no fm a c r o b e n t h o sv a r i e d 、砘mt h e e l e v a t i o na n dp l a n tc o m m u n i t yc h a r e c t e r i s t i c s t h eb e n t h i cd i v e r s i t ys h o w e da d e c r e a s i n gt r e n da l o n gt h ee l e v a t i o ng r a d i e n t t h es l o p eo fn b s sf o rt h es a m p l i n g s i t e sd e c r e a s e dw i t ht h ed e c r e a s i n ge l e v a t i o n c o m p a r e dw i t ht h en a t i v es a l t m a r s h e s a n db a r em u d h a b i t a t , s p a r t i n aa l t e r n i f l o r as a l l m a r s h e se x h i b i t a t e dt h es t e e p e rs l o p e s i n d i c a t i n gt h em o r es a n d i e ri n d i v i d u a l si nt h es a l t m a r s h e s ( 2 ) e x p l o r e dt h en b s sa p p r o a c ht oe v a l u a t et h ep o s s i b l ei m p a c t so fs p a r t i n a a l t e r n i f l o r ai n v a s i o no nt h eb e n t h i cc o m m u n i t i e sa l o n gg r a d i e n t so fi n t e r t i d a lz o n e s a n di n v a s i o nh i s t o r yo f s p a r t i n aa l t e r n i f l o r aa tt h en a t u r er e s e r v e t h er e s u l t ss h o w e d t h a t 也ec h a r a c t e r so fm a c r o b e n t h i cc o m m u n i t i e sa n dt h ev a r i a t i o ni nm a c r o b e n t h i c c o m m u n i t i e sd e s c r i b e db yt h ef i r s tt w oc c aa x e sr e v e a l e dc l e a r l yt h eg r a d i e n t so f e l e v a t i o na n di n v a s i o nh i s t o r y o fs p a r t i n aa l t e r n i f l o r a t h ed i f f e r e n c e s 矗t h e r m a c r o b e n t h i ca s s e m b l a g e sb e t w e e nt h es p a r t i n aa l t e r n i f l a r am a r s h e sa n dt h en a t i v e p h r a g m i t e sa u s t r a l i sm a r s h e sd e c r e a s e dw i t hi n c r e a s i n go fi n v a s i o nh i s t o r yo f s p a r t i n aa l t e r n i f l a r a t h em a c r o b e n t h i cb i o m a s ss h o w e dad e c r e a s i n gt r e n dw h i l et h e m e i o b e n t h i eb i o m a s ss h o w e dar e v e r s et r e n d a l o n gt h ee l e v a t i o ng r a d i e n t t h e m a c r o b e n t h i cb i o m a s sa ts p a r t i n aa l t e r n i f l o r am a r s h e sw i t hl o n g e ri n v a s i o nh i s t o r y w a sh i g h e rt h a nt h a ta tr e c e n t l yi n v a d e d s p a r t i n aa l t e r n i f l o r am a r s h e s ，w h i l et h e m e i o b e n t h i cb i o m a s sw e r el o w e r t h es l o p e so fn b s sf o rt h es a m p l i n gs i t e ss h o w e d at r e n do fs t e e p e rs l o p e sw i t hd e c r e a s i n go fe l e v a t i o na n da tt h er e c e n t l yi n v a d e d s p a r t i n aa l t e r n i f l o r am a r s h e st h a nt h a ta tm a r s h e sw i t hl o n g e ri n v a s i o nh i s t o r y ，w h i l e t h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h en a t i v ep h r a g m i t e sa u s t r a l i sm a r s h e sa n dt h es p a r t i n a a l t e r n i f l o r am a r s h e s 惭t 1 1l o n gi n v a s i o nh i s t o r yt e n d e dt ob ed i m i n i s h e d t h en b s s a p p r o a c hc o u l db ee f f e c t i v e l yu s e dj od e t e c tp o s s i b l ei m p a c t so fs p a r t i n aa l t e r n i f l a r a i n v a s i o no nt h eb e n t h i ca s s e m b l a g e s t h i ss t u d yi n d i c a t e da l s oap o t e n t i a lf o rt h i s a p p r o a c ht op r o v i d ev a l u a b l ei n s i g h t si n t oe c o s y s t e me c o l o g yo fi n v a s i v es p e c i e s ， w h i c hc o u l db ev e r yi m p o r t a n tf o rw e t l a n db i o d i v e r s i t yc o n s e r v a t i o na n dr e s o u r c e m a n a g e m e n ti nt h ey a n g t z er i v e re s t u a r ya n do t h e rs u c hi m p a c t e da r e a s ( 3 ) p h y s i c a lm e a s u r e st oc o n t r o lt h es p r e a d i n go fa ni n v a s i v ep l a n ts p a r t i n a a l t e r n i f l o r a a r e i m p o r t a n t a n d n e c e s s a r yf o rb i o d i v e r s i t yc o n s e r v a t i o na tt h e c h o n g m i n gd o n g t a nn a t u r er e s e r v e af i e l ds u r v e yw a sc a r r i e do u tt ot r a c et h e i m p a c t o f m a n a g e dw a t e r l o g g i n go nt h em a c r o b e n t h i ec o m m u n i t i e sa ta d e m o n s t r a t i o ns i t e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tm a n a g e dw a t e r l o g g i n gt r e a t m e n t sh a d c a u s e ds i g n i f i c a n td e c r e a s e si nt h ed e n s i t y ，b i o m a s sa n dd i v e r s i t yo fm a c r o b e n t h i c c o m m u n i t y m o r e o v e r ，t h ec o m m u n i t ys t r u c t u r eo fm a c r o b e n t h o sw a sd i f f e r e n t d r a s t i c a l l yw i t ht h ec o n t r o ls i t e a f t e r12m o n t hw a t e r l o g g i n ga n db r e a k i n gt h ed i k e ， t h e d e n s i t y ，b i o m a s sa n dd i v e r s i t yo fm a c r o b e n t h o sc o u l dr e c o v e rg r a d u a l l ya s c o m p a r e dw i t ht h ec o n t r o ls i t e t h er e s u l to fm u l t i v a r i a t ea n a l y s i sd c ao r d i n a t i o n r e v e a l e dt h a td i f f e r e n c e si nc o m m u n i t ys t r u c t u r eb e t w e e nt h er e c o v e r ys i t ea n dt h e c o n t r o ls i t er e d u c e dg r a d u a l l y t h er e s u l t sf r o mt h i ss t u d yi n d i c a t e dt h a tt h ec o n t r o l m e a s u r eo fm a n a g e dw a t e r l o g g i n gc o u l dh a v ean e g a t i v ei m p a c to nt h em a c r o b e n t h i c c o m m u n i t yu n d e rs a l t m a r s hv e g e t a t i o n , w h i l es u c hn e g a t i v ee f f e c t sc o u l db e r e c o v e r e db yn a t u r a lp r o c e s s e sa f t e re n d i n gt h ew a t e r l o g g i n gt r e a t m e n t k e yw o r d ：s p a r t i n a a l t e r n i f l o r a , b i o l o g i c a li n v a s i o n , b e n t h o s ，n o r m a l i z e d b i o m a s ss i z es p e c t r a , c o m m u n i t ys t r u c t u r e ，m a n a g e dw a t e r l o g g i n g ，s a l t m a r s h e s ， c h o n g m i n gd o n g t a n v 目录 摘! l j i l 哥录v i 第一章绪论。1 l 研究背景1 2 国内外植物入侵研究进展2 2 1 生物入侵的定义。2 2 2 生物入侵的研究概况3 2 3 互花米草入侵的生态影响5 2 4 盐沼植物对底栖动物的影响：8 2 5 互花米草的防治措施l o 3 生物量粒径谱的研究进展和应用1 3 3 1 生物量粒径谱的研究进展：1 3 3 2 底栖动物粒径谱的应用1 3 4 本文研究目的和意义：15 5 拟解决的关键问题及可能的创新点1 5 第二章研究区域和技术路线17 1 研究区域概况一1 7 2 技术路线- 1 9 第三章崇明东滩盐沼的底栖动物群落2 l l 引言：21 2 材料与方法2 2 2 1 研究区域2 2 2 2 野外取样及室内分析2 2 2 3 构建正态化粒径谱2 4 2 4 数据处理和统计2 4 3 结果和分析2 5 3 1 环境因子和植被：2 5 3 2 大型底栖动物的种类组成2 6 3 3 大型底栖动物群落的多样性和群落结构分析3 2 3 4 大型底栖动物和小型底栖动物生物量3 3 3 5 正态化的生物量粒径谱3 5 3 6 底栖动物群落分布与环境因子的相关分析3 6 4 讨论。j 3 8 4 1 环境因子对底栖动物群落的影响3 8 4 2 植被特征对底栖群落的影响3 9 4 3 正态化生物量粒径谱4 0 5 结论。一4 1 第四章互花米草入侵对底栖动物群落的影响4 3 1 前言4 3 2 研究方法4 4 2 1 研究区域4 4 2 2 材料和方法4 5 3 结果和分析一4 7 3 1 植物群落特征4 7 3 2 大型底栖动物的群落组成分析4 8 3 3 大型底栖动物的群落结构的c c a 排序：5 0 3 4 大型底栖动物和小型底栖动物的生物量5 1 3 5 正态化生物量粒径谱5 2 3 6 环境因子与生物因子之间的相关分析5 3 4 讨论5 4 4 1 入侵对大型底栖动物群落的影响5 4 4 2 入侵历史对底栖群落的影响5 5 4 3 正态化的生物量粒径谱5 6 5 结论5 7 第五章水位调控措旌治理互花米草对大型底栖动物的影响。5 9 1 前言5 9 2 研究区域概况一6 0 3 材料和方法：一6 1 3 1 取样6 l 3 2 数据分析6 1 4 结果与分析j j j 6 1 4 1 大型底栖动物的种类组成6 1 4 2 密度和生物量6 3 4 3 多样性指数6 4 4 4 群落结构6 5 5 讨论6 6 6 结论6 8 第六章总结与展望6 9 1 主要结论：6 9 2 研究展望7 0 参考文献7 2 博士就读期间主要科研成果8 3 参加的科研项目8 3 已发表的论文8 3 致谢8 4 1 研究背景 第一章绪论 盐沼湿地是世界上初级生产力最高的生态系统之一，不仅为河口海岸生物提 供栖息地，而且是区域生物地化循环的重要环节，对系统功能具有重要的调控作 用( b e r t n e s s ，1 9 9 2 ) 。盐沼湿地由于受到潮水淹没时间和盐度变化的影响，湿 地中的植被形成了时空格局上相对稳定的带状分布。由陆地至海洋方向形成了以 盐生的地下芽为主的植物群落逐步演变到以地上芽或者一年生植物为主的群落。 盐沼湿地表层的死亡植物体的分解是由细菌完成，这为其他河口盐沼生物提供了 更多含有蛋白质的碎屑( 陆健健等，2 0 0 6 ) ，其中9 0 以上的维管束植物以碎屑 物的形式进入底栖生态系统，并通过底栖动物的摄食进入河口和海域。因此，它 们对于维持河口及近海水产业的可持续发展具有非常重要的意义。 底栖动物是盐沼湿地主要的动物类群，盐沼植被生长的特征对底栖动物群落 物种组成及多样性具有重要影响。底栖动物通过对营养物质的吸收、转化、降解、 排泄等过程参与河口生态系统的物质循环，并且在很大程度上影响到全球碳、氮 和硫等重要元素的循环( 袁兴中，2 0 0 1 ) 。大型底栖动物是盐沼湿地中定居动物， 它在湿地生态系统中的物质分解和营养循环过程中具有不可替代的作用。小型底 栖动物是盐沼湿地中重要的生物类群，种类多、数量大、生命周期短、生产量高， 是底栖生物食物链中不容忽视的一个环节，对河口生态系统的能量转换过程具有 非常重要的价值。 崇明东滩是国际重要湿地和国家级鸟类自然保护区，位于东亚澳大利亚鹆 鹬类迁徙路线的中段，是许多重要洄游性鱼类摄食、栖息和繁殖的重要地点，为 过境水鸟停歇、补充能量提供了重要的中转驿站和越冬场所。崇明东滩国家级鸟 类自然保护区处于河口、陆地与海洋等多种生态系统的交汇处，在维持生物多样 性、濒危物种保护及对河口鱼类的能量支持等方面具有重要的生态服务功能。 外来植物入侵滨海湿地在全球尺度屡见不鲜，它们不但改变湿地生态系统的 水文状况、沉积物特征和营养盐状况，而且能够竞争取代本地物种，改变动物群 落结构，影响当地生态系统的营养循环和生产力水平( t a l l e ya n dl e v i n ，2 0 0 1 ； l e v i ne ta 1 ，2 0 0 6 ) 。互花米草( s p a r t i n aa l t e r n i f l o r a ) 经人为引入，在我国沿海 地区迅速扩散，现已大面积分布于崇明东滩国家级鸟类自然保护区内，并对当地 生态系统造成严重的生态和进化后果。已有研究表明米草入侵改变了沉积物的粒 径分布( y a n ge t a l ，2 0 0 8 ) 、动物种群密度、种类组成和食物的可获性( c a m m e n ， 1 9 7 9 ；h e d g e ，e t a l ，2 0 0 0 ；n e i r ae t a l ，2 0 0 5 ) ，影响了营养功能及食物网的变 化( s i m e n s t a da n dt h o r n ，1 9 9 5 ；l e v i ne t a l ，2 0 0 6 ) 。 多年来，不少学者对崇明东滩底栖动物进行了大量研究，主要集中在盐度、 潮滩高程、沉积物特征和盐沼植物类型对大型底栖动物的时空分布格局、群落结 构和生物多样性等方面的影响( 袁兴中和陆健健，2 0 0 2 ；袁兴中等，2 0 0 2 ；方涛 等，2 0 0 6 ；杨泽华等，2 0 0 7 ；安传光等，2 0 0 8 ) ，以及互花米草入侵造成大型底 栖动物群落的变化( 陈中义，2 0 0 4 ；谢志发等，2 0 0 8 ) 和小型底栖动物线虫营养 结构的改变( c h e ne ta 1 ，2 0 0 7 ) 。然而外来植物互花米草对崇明东滩底栖动物 群落的影响并无一致结论，特别是该区域底栖动物粒径谱的研究工作仍处于空 白。 本项研究利用底栖动物正态化生物量粒径谱方法，结合底栖动物群落的野外 调查，通过底栖动物群落结构分析和粒径谱特征比较，探讨互花米草入侵对崇明 东滩自然保护区底栖动物群落造成的影响，为崇明东滩外来植物造成的生态影响 评价和物种资源保护提供新的视角和理论依据。 2 国内外植物入侵研究进展 2 1 生物入侵的定义 生物入侵( b i o l o g i c a li n v a s i o n ) 是指由于自然或人为因素致使非本地物种越 过天然地理屏障，传入其原产地之外的国家或地区，并在那里定殖、建立自然种 群、扩展并产生一定影响的过程或现象( e l t o n , 1 9 5 8 ；w i l l i a m s o na n df i t t e r , 1 9 9 6 ； 陈兵和康乐，2 0 0 3 ) 。随着人类活动对自然生态系统的影响日益加剧，生物入侵 日益显露出极大的破坏性，它能够改变当地生态系统的结构和功能，威胁社会和 人类健康，造成巨大经济损失( v i t o u s e ke ta 1 ，1 9 9 6 ) 。生物入侵作为全球环境 变化的一个重要组成部分( v i t o u s e ke ta 1 ，1 9 9 7 ) ，得到了国际社会( c b d ，i u c n ， u n e s c o 等) 和许多学者的高度重视( m o o n e ya n dh o b b s ，2 0 0 0 ；l o w e i ，1 9 9 7 ) ， 2 成为生态学研究的热点领域。 2 2 生物入侵的研究概况 外来入侵物种( a l i e ni n v a s i v es p e c i e s ) 造成严重生态后果的例子早在达尔文 时期已有发生。他告诫人们即使引进一种树木或者哺乳动物，其影响也是不容小 觑的( w i l l i a m s o na n df i t t e r ，1 9 9 6 ) 。目前，入侵物种全球蔓延，对本土物种构 成史无前例的严峻威胁。全球入侵物种计划( g l o b a li n v a s i v es p e c i e sp r o g r a m m e ， g i s p ) 的最新研究结果显示，5 4 2 种动植物正危及着各地土著生物，从赤道附近 几内亚的9 种到新西兰的2 2 2 种，平均每个国家有大约5 0 种外来物种对现存土 著动植物种类有负面影响。 我国生物入侵形势已经十分严峻。全国3 4 个省市均有入侵生物发生及危害， 涉及农田、森林、水域、湿地等几乎所有的生态系统。据不完全统计，目前入侵 我国的外来物种已有4 0 0 多种，其中大面积发生、危害严重的多达1 0 0 余种。在 国际自然保护联盟( 砌c n ) 公布的全球1 0 0 种最具威胁的外来物种中，入侵我 国的就有5 0 余种，其中包括凤眼莲( e i c h h o r n i ac r a s s i p e s ) 、薇甘菊( m i k a n i a m i c r a n t h a ) 、大米草( s p a r t i n aa n g l i c a ) 、中华绒螯蟹( e r i o c h e i rs i n e n s i s ) 、 黑龙江河兰蛤( p o t a m o c o r b u l aa m u r e n s i s ) 、福寿螺( p o m a c e ac a n a l i c u l a t a ) 、 光肩星天牛( a n o p l o p h o r ag l a b r i p e n n i s ) 等，这些入侵物种已导致严重的经济损 失与生态灾难。据专家估计，我国由于部分外来有害生物和外来种入侵造成的直 接经济损失每年已高达上千亿。 在国外，外来生物入侵也造成了巨大的经济损失。例如斑贻贝( d r e i s s e n a p o l y m o r p h a ) ，它是一种原产于欧洲的淡水品种，目前它已成为北美洲五大湖与 密西西比河流域的有害生物。根据1 9 9 3 年美国科技评估处的报告，十年间用于 清理管道和过滤设备的费用就高达3 l 亿美金。据统计，外来动植物和微生物造 成美国、英国、澳大利亚、新西兰、南非、印度和巴西等国经济和环境的损失以 及用于治理的费用累计竟高达每年三千亿美元( p i m e n t e l ，2 0 0 2 ) 。 外来物种入侵能够改变生态系统的结构和功能。号称植物杀手的薇甘菊，原 产于中美洲，现己广泛传播到亚洲热带地区，如印度、马来西亚、泰国、印度尼 西亚以及澳大利亚北昆士兰等地，成为当今世界热带、亚热带地区危害最严重的 杂草之一。1 9 8 4 年在深圳发现该种，如今广泛分布于珠江三角洲地区。甚至地 政府高度重视以及科学界的深入研究。有关生物入侵方面的研究，e l t o n ( 1 9 5 8 ) 撰写了动植物入侵的生态学一书。此后，外来植物、动物、微生物和海洋生 物等各方面的研究也都陆续开展。但真正引起科学家广泛关注与研究则是2 0 世 纪8 0 年代后期，1 9 9 6 年由s c o p e 组织启动的全球入侵物种项目( g i s p ) ，在 发展外来入侵生物的预防和管理策略方面取得了卓著的成果( w i t t e n b e r ga n d c o c k ，2 0 0 1 ) 。我国对外来入侵生物的研究仍处于刚起步、积累经验和资料的阶 段，生物入侵开展的研究多集中在分布、危害和生物生态学特性的调查上，对外 来入侵种的种群时空动态和各种控制技术手