外来物种入侵对生物多样性的影响

外来物种入侵对生物多样性的影响外来物种入侵对生物多样性的影响 侯晓杰 衡水学院生命科学系 河北 衡水 053000 摘要 本文从外来入侵生物的定义 研究现状 入侵机制及对环境微生物多样性的影响阐 述了外来入侵生物对我国的严重影响程度 提出了入侵生物的防治措施 关键词 外来物种 入侵 生物多样性 随着全球贸易的发展 对外开放 全球变化以及土地使用模式的改变 生物入侵现象 越来越普遍 它所带来的影响也越来越严重 因此慢慢引起了人们的重视 到了 20 世纪 50 年代开始了比较系统的研究 到了 20 世纪 80 年代生态学界明确提出了 生物入侵 这 个名词 外来种入侵对生物多样性 生态系统完整性以及农林牧渔和人畜健康都造成极大 的威胁 在分析物种灭绝机制时 有生态学家将外来种的侵入列为 灾祸四重奏 之一 最近的一项研究预测 生物入侵将变成导致生物多样性丧失的首要因素 除了严重的生态 后果外 生物入侵造成的经济损失也是巨大的 据报道美国每年要花费 1370 亿美元用来防 治由于外来种入侵造成的危害 例如杂草防除 农业病虫害的爆发以及植物病原菌等 1 但有关生物入侵的研究在现阶段才慢慢开始受到广泛的重视 是全球性变化研究的重要组 成部分 并发展成为与全球变化和生态可持续管理想结合的一个新的领域 一 外来物种的定义一 外来物种的定义 任何非本地的生物都叫做外来生物 外来生物特别是外来物种的引进为社会创造了巨 大的经济价值和社会价值 然而在迁移过程中 一些外来生物由于缺少了原有生态系统中 的制约因素 加上对其疏于管理和控制 导致其快速生长和繁殖 逐步取代或危害新环境 中的当地物种 最终改变自然和生态系统的结构 功能和效益 造成经济损失或生态灾难 演 变为外来有害生物 这一过程就是通常所称的外来生物入侵 近些年来 外来生物入侵对 各国国民经济 生态环境 人类健康和社会生活带来的威胁与日俱增 带来的损失触目惊心 引起了世界各国政府的普遍关注 成为当今世界最为棘手的三大环境问题之一 据国际 生物多样性公约组织 CBD 报告显示 外来生物入侵每年给美国造成的损失是 1380 亿 美元 印度为 1170 亿美元 巴西为 500 亿美元 英国为 120 亿美元 南非为 70 亿美元 全球每年因外来物种入侵造成的经济损失要超过 4000 亿美元 2 外来种对相对于乡土种而言 是指在一定区域内历史上没有自然案发生分布而由人类活 动直接或间接引入 在当地自然或人工生态系统中建立了可自我维持的种群的物种 它是 指一种生物以任何方式闯入其原产地以外的国家或地理区域 并在那里定殖 建立自然种 群 这种生物即为外来物种 外来种与入侵种之间存在一定联系但又有区别 入侵种属于 外来种 它的引入可以或可能引起对经济 环境或人类健康的损害 但入侵种的范围却比 外来种的范围小 3 外来物种往往具有以下特点 生态适应能力强 繁殖能力强 传播扩散能力强 往往 对 作者简介 侯晓杰 1981 女 河北衡水人 衡水学院生命科学系 讲师 农学博士 从事园林教学工作 研究方向为植 物病害防治 通信地址 053000 河北 衡水学院生命科学系 E mail houxiaojie23 农 林 牧 漁业生产造成巨大的经济危害 4 外来物种在新的生态系统中 如果温度 湿度 海拔 土壤 营养等环境条件适宜就会自行繁衍 并形成自然种群 成为外来入侵 种 给当地的生态系统带来严重威胁 二 我国外来物种研究现状二 我国外来物种研究现状 外来物种主要有入侵植物和入侵动物两大类 中国是世界上物种多样性特别丰富的国 家之一 已知有陆生脊椎动物 2554 种 鱼类 3862 种 高等植物约 30000 种 包括昆虫在 内的无脊椎动物 低等植物和真菌 细菌 放线菌的种类更为繁多 根据文献记载和初步 调查 中国已知的外来归化植物超过 600 种 其中外来入侵物种 不包括海洋入侵生物 288 种 微生物 19 种 植物 188 种 无脊椎动物 58 种 两栖爬行类 3 种 鱼类 10 种 哺 乳类 10 种 5 在我国的 3 万多种高等植物种类中 目前已知的外来有害植物就有 60 多种 一般为杂草 分布广泛已经对本地环境和生物多样性及农林业生产造成了严重的破坏 6 危害最大的外来杂草有 紫茎泽兰 普通豚草 水葫芦 空心莲子草 大米草 薇甘菊 飞机草 加拿大一枝黄花 少花蒺藜草等 另外还有马缨丹 仙人掌 藿香蓟 一年蓬等 严重危害我国的外来动物有 哺乳类中的麝鼠 松鼠 海狸鼠等 鸟类中的小葵花凤头鹦 鹉 加拿大雁 爪蛙禾雀 两栖类中的牛蛙 昆虫中的美国白蛾 松突圆蚧 湿地松粉蚧 稻水象甲 美洲斑潜蝇 松材线虫 蔗扁蛾 苹果绵蚜 马铃薯甲虫 小楹白蚁 红脂大 小蠹 红火蚁等 甲壳类中大瓶螺 褐云玛瑙螺 我国由外来入侵微生物引发的重要的病 虫害有 玉米霜霉病 马铃薯癌肿病 大豆疫病 棉花黄萎病 柑桔黄龙病 柑桔溃疡病 木薯细菌性枯萎病 烟草环斑病毒病 番茄溃疡病 由于我国南北跨度 5500km 东西距离 5200km 跨越 50 个纬度及 5 个气候带 寒温 带 温带 暖温带 亚热带和热带 来自世界各地的大多数外来种都有可能在我国找到合 适的栖息地 很容易遭受外来物种的侵害 所以 在我国 23 个省 4 个直辖市和 5 个自治 区均发现有外来入侵物种 几乎所有的生态系统 从森林 农业区 水域 湿地 草原到 城市居民区等都可见到外来入侵物种 从脊椎动物 哺乳类 鸟类 两栖类 爬行类 鱼 类 无脊椎动物 昆虫 甲壳类 软体动物 植物 到细菌 病毒都能够找到例证 这 表明中国外来生物入侵的形势已十分严峻 入侵生物扩散蔓延 暴发成灾 已严重影响了 中国社会经济发展进程 5 三 外来生物入侵机制三 外来生物入侵机制 生物入侵的主要途径有自然途径和认为途径两种 自然界中的植物通过自身生长繁殖 逐渐侵入其他生态系统 有的通过根 茎 叶的繁殖 有的通过种子的传播 通过媒介的 入侵是种子植物传播中最为常见的 有自然媒介和生物媒介 自然媒介包括风 水流等 生物媒介有动物 植物通过被其取食或携带 将种子传播到另一个区域 在两种媒介中 生物媒介更为有效 传播距离也更远 在人类进化史以前 他们起着极为重要的作用 另外 人类作为全球生态系统的一部分在生物入侵中扮演了极为重要的角色 因为人 类活动过程中不断的干扰现有生物群落的同时还会成为入侵物种的载体甚至传播者 人类 可能会无意识的引入外来物种 它们通过停泊在港口的来自世界各地的轮船的压水舱内 集装箱的包装中 航空运输的过程中进入了我国境内 另外 人类也可能会有意识的引进 外来物种利用 如果不合理控制就会转变成为有害生物 转基因植物在市场中的投入也是 一个途径 外来物种入侵的环节可以划分为三次转移 第一次转移是从进口到引入 成为逃逸 第二次转移是从引入到建立种群 第三次转移是从建群到变成经济上有负作用的生物 每 次转移的成功率大约是 10 所以总体而言一个外来物种的成功入侵是一个小概率事件 四 外来物种对生物多样性的影响四 外来物种对生物多样性的影响 在自然界长期的进化过程中 每种生物作为生态系统的一个有机组成部分在其原产地 的自然环境中各自处于食物链相应的位置 相互制约 相互协调 将各自的种群限制在一 定的栖息环境并维持一定的数量 形成了稳定的生态平衡系统 但是外来物种的侵入则会 破坏掉这中平衡关系 严重影响当地生物多样性结构 对当地的生态环境 经济与人类健 康产生危害 给经济社会带来影响 并不是所有的外来种都有害 许多外来物种对人类是有益的 它们一方面增加了食物 的种类 另一方面成为家禽和鱼类饲料 不但在一定条件下对农业 社会和环境有所帮助 而且丰富了植物区系成分 植物群落类型 例如固氮演替先锋植物增加了土壤中的氮素含 量 改善了土壤等环境条件 为后来的植物定居创造了有利的条件 从而使先锋植物在竞 争中失去了优势而让位于后来者 植物种类替代加速 从而促进植物群落生物种类多样化 和结构复杂化 我国在大米草的引种驯化方面虽然有一定的争议 但应该正视大米草使潮 汐的沉积物沉积固定 减少海岸边崖侵蚀的积极作用 7 外来物种 特别是外来有害生物与本土近缘种物种杂交 从而改变本土物 种基因型 在生物群落基因库中的比例 使群落基因库结构发生变化 而且有时这 种杂交后代由于 更强的抗逆能力而使本土物种面临更大的压力 严重时造成本土 物种的消失 从面降低了 生物遗传多样性 从而影响基因的多样性 外来有害生物均可以阻止本土物种的自然更新 从而使生态系统结构和功能发生长期无法恢复的变化 还会可加速局部和全球物种灭绝速 度 给生物物种多样性带来严重威胁 外来物种还能够改变原有生态系统的生物链 占据 本土物种的生态位 排挤本地种 导致生态系统内生物物种减少 破坏生态环境 使得生 态多样性遭到破坏 五 防治措施五 防治措施 要解决 生物入侵 这一生物界的难题 使它们不在异国他乡形成危害 首先要 谨慎引种 并加强对已引进物种的管理 其次要查清我国现有的外来有 害物种的种类及 危害状况 第三要加强对已知的主要外来有害物种的防治及综合治理工作 因此 我国应 及早建立健全相关法规 加强对无意引进和有意引进 外来入侵物种的安全管理 鉴于外 来物种侵入造成重大损失的教训 1992 年在巴西联合国环境与发展大会期间 包括中国在 内的 153 个国家签署了 生物多样性公约 其中第 8 条规定 必须对那些威胁生态系统 栖息地或外来物种进行预防引入 控制或根 目前该公约已有 186 个缔约国 为了解决外 来入侵物种问题 已通过 40 多项国际公约 协议和指南 更多的协约正在制定中 8 建立 相应的监测系统 查明我国外来物种的种类 数量 分布和作用 加强对生物入侵危害性 的宣传教育 提高社会的防范意识 积极寻找针对外来入侵物种的识别 防治技术 以对 当前生物入侵的蔓延趋势加以有效遏制 参考文献 参考文献 1 黄红娟 叶万辉 外来种入侵与物种多样性 生物学杂志 2004 23 2 121 126 2 顾忠盈 吴新华 杨光 等 我国外来生物入侵现状及防范对策 江苏农业科学 2006 6 418 421 3 薛建辉 森林生态学 中国林业出版社 2006 321 4 李伟丰 外来有害生