生物入侵的入侵途径影响因素和外扩散机制

生物入侵

.02.21黄开胜(09127008)

Tel:133856965102026/7/281/27主讲内容：1.外来物种入侵路径；2.影响外来物种入侵原因；3.外来物种扩散机制。2026/7/282/27一、外来物种入侵路径1.自然入侵

完全没有些人为影响自然分布区域扩散，植物种子或繁殖体能够经过风力、水流自然传入或繁殖体靠鸟类和动物力量实现自然扩散。比如，紫茎泽兰、飞机草主要经过交通工具携带扩散入我国，薇甘菊可能是经过气流从东南亚传入广东。2026/7/283/272.人类运输引发意外入侵

依赖于人类运输。比如，船只携带、海洋垃圾、随进口农产品或货物带入等，如假高粱颖果出现在20世纪70~80年代从美国进口粮食中。2026/7/284/273.人类无意间带入在人类改变了环境中传输并扩散分布区域。如人们在农田、林场工作时候，交通工具、工作工具、鞋底泥土、运输苗木等都能够带入外来物种。比如，小叶冷水花、草胡椒、松材线虫等。2026/7/285/274.动植物园逃逸、人造物种释放

主要指那些从栽培植物和种植园中

逃逸出来后，逸生种类。如荞麦、南苜蓿、圆叶牵牛、多花黑麦草、海州常山等。5.人类有意引入

中国从国外或外地引入优良品种有着悠久历史。现在种植养殖单位几乎都从国外或外地引种，其中大部分是以提升经济效益、观赏和环境保护为目标，不过也有部分种类因为引种不妥成为有害物种，如作为饲料引进来自南美凤眼莲。2026/7/286/27从以上5类入侵路径能够看出，绝大部分生物入侵是因为人类活动直接或间接造成，因而生物入侵完全能够看成是人类所造成全球改变之一。2026/7/287/27二、影响外来物种入侵原因

（一）影响外来物种入侵外部原因1.光照植物外来种受光照影响。群落林冠层透光率强弱，影响植物外来种生存，林内光线弱，只有那些耐阴种可能入侵存活。2.水分土壤含水量、水质、水位高低会影响植物入侵生存，土壤PH也会影响植物入侵。在干旱和半干旱地域，这些地方水中含盐多，耐盐植物可入侵生存，如大米草。

2026/7/288/273.土壤营养土壤肥沃或贫瘠影响植物生长和种群物种组成。植物外来种常出现于肥沃栖息地如落叶林、草地和开放灌丛地，土壤肥力提升有利于外来种入侵和扩散。4.金属元素有些地方金属元素含量很高，会抑制植物生长。不过这些地方还是长植物，这些植物多是外来种，这些外来种有平衡体内外金属离子功效。如豚草和三裂叶豚草生长土地铅含量背景值远高于中国土壤铅平均含量，可见豚草和三叶裂豚草对铅含有较强耐受性。2026/7/289/275.新栖息地干扰程度

普通认为栖息地受到干扰有利于生物入侵发生。人类进入生态系统频率与外来物种入侵机会存在相关性。人类频繁活动经常会干扰生态系统，从而给外来物种入侵带来机会，今年来已经有试验证据表明干扰越强烈，入侵越易发生。6.新栖息地群落生物多样性

群落生物多样性对抵抗外来种入侵起着关键性作用，物种组成丰富群落较物种组成简单群落对生物入侵抵抗能力要强。如在云南和四川已造成严重危害外来物种紫茎泽兰，其入侵就是大面积退化草地。2026/7/2810/277.全球改变（1）二氧化碳浓度升高因为植物有不一样光合作用路径。当大气中CO₂

浓度发生改变时，含有不一样固碳路径之间竞争关系自然会发生改变。（2）紫外辐射增加紫外线升高会刺激（尤其是单子叶植物）形态和叶伸展改变，因而可能会对单、双子叶混合群落里竞争有强烈作用，进而促进生物入侵。（3）环境污染大气中硫化物和其它酸沉降代表了大气污染一个侧面，当酸沉降超出碱性土壤中缓冲能力时，当地植物将面临适应性更广外来物种是竞争。2026/7/2811/27（4）土地利用改变和生境破碎化土地利用模式与生物入侵有很多联络，比如生境斑块化产生边界，这些边界本身可能为外来物种入侵、定居提供适宜环境，或者最少扩大了可借以侵入内部机会。已经有研究表明，公路和铁路是入侵种传输主要路径，而港口和主要农业中心是许多外来物种突破口。（5）干扰体系变迁干扰是许多自然生态系统有机组成部分，而改变自然干扰体系将为入侵提供机会。（6）贸易和交通格局伴随人口数量增加和经济全球化，自由贸易和经济活动日益频繁，随之而来是人与物资日益增加跨国界活动，这不可防止会引进更多生物入侵。2026/7/2812/27（7）气候改变

Peter(1992)总结了相关物种地理分布区域随气候变迁而改变预测。他指出，气候改变和随之而来迁移预示着许多物种将面临“外来种”或最少是陌生相邻物种种群影响。他一样提到干旱和火将提升入侵可能性。温度是物种分布限制因子之一。热带亚热带入侵者更轻易向北扩散。2026/7/2813/27（二）影响外来物种入侵内部原因1.外来物种生物学特征（1）外来物种生态幅

普通认为，成功外来种对各种环境因子生态适应性幅度较广，能够在各种生态系统中生存，其中许多物种能够跨越热带亚热带和温带地域有则能够某种方式度过分过干旱、低温、污染等不利条件，一旦条件适合就大量滋生。2026/7/2814/27（2）外来物种繁殖和传输特征入侵种繁殖特征对其在新栖息地种群建立含有很大作用。通常成功外来种都有很强繁殖能力，能快速产生大量后代。传输能力强，入侵种能快速大量传输，方便有更多机会找到适宜生存环境。（3）入侵种遗传结构入侵种群普通由入侵种少数个体发展而来，因为入侵种数量较小，所以入侵种群含有显著奠基效应，与原生地种群相比，遗传多样性会降低。2026/7/2815/272.入侵种与土著种之间相互作用（1）缺乏天敌控制外来种在新栖息地成功入侵主要原因是失去其天敌控制。但最近研究表明，生物入侵是一个复杂过程，缺乏天敌控制是一些外来种成功主要原因，对另一些外来种来说则不是，有时即使成功引入天敌，也无法控制外来种，如紫茎泽兰。2026/7/2816/27（2）外来种与土著种间克生、竞争外来种与土著种之间往往存在相互抑制作用，这类影响在动植物中都存在，有时候是造成入侵成功主要原因。有些物种能够产生毒素或其它克生物质以抑制其它物种生长。研究发觉成功外来种在新栖息地环境条件下能力往往强于处于相同生态位上土著种，在这种情况下外来种可经过排挤土著种而取得成功。（3）外来种协同侵入很多生物入侵过程中存在着外来种之间协同作用，即经过几个外来种相互配合而入侵。（4）杂交在入侵种意义杂交也被认为是生物入侵成功原因之一。外来种与土著种杂交产生后代可兼含有双亲有利性状，还可能产生双亲不具备新特征，他们能够入侵并存活于双亲不能生存环境中。2026/7/2817/273.生物间相互作用改变因为人类活动极大地改变了全球生物与多样性格局，自然也影响了生物群落中许多主要生态关系，如动物对植物啃食、传粉和传输，根菌共生与固氮，动、植物内以及它们之间竞争与互助等，继而改变了入侵效率与效应。2026/7/2818/27三、外来物种扩散机制（一）自动扩散1.无性生长扩散有许多植物含有发达无性繁殖方式，无性系在生长过程中不停向外扩张，从而到达扩散目标。2.膨压机制有些植物果实在生长过程中会在果实内产生大量蛋白质和碳水化合物，这些化合物吸收大量水分后，在果实内产生很大膨压，当果实成熟脱落时，膨压在果柄处释放，果实内包含种子物质自果柄处喷射出可将种子扩散到离母株几米远地方。2026/7/2819/273.张力机制

有些植物果实在果皮上产生弹性组织，这些组织在果实生长过程中向某个方向不停积累张力，当张力到达一定阈值时，突然释放，从而将果实内种子弹射出，并得到扩散。4.吸胀和失水机制

有些植物常含有富含纤维素后果皮，当潮湿果皮失去水分或干燥果实吸收水分时，会在果实上产生不均匀应力，当应力到达一定阈值时，果皮在缝线上突然打开，将种子弹射和散布出去。5.动物个体迁移、迁飞、成虫翱翔

举例：原产于东半球热带或亚热带四纹豆象，经过成虫翱翔进行近距离传输。还有美洲斑潜蝇…2026/7/2820/27（二）气流扩散

1.尘状扩散体

在依赖气流散布生物中，有很多是经过产生微小散布体来实现。这些植物种子质量普通在0.003~0.01mg之间。2.囊状扩散体

在一些具小种子植物中，疏松种皮常形成气囊，有些气囊形成也常和果实相关。如喜旱莲子草胞果。3.具羽或绵毛扩散体有很多生物常在果实或种子上形成羽毛或绵毛状结构，从而有利于在空中翱翔。羽毛或绵毛可由各种器官形成。2026/7/2821/274.具翅扩散体

扁平翅为散布体提供了滑翔能力，翅可由各种器官形成。5.风滚型扩散体

有些生物散布体扩散不是靠在空中翱翔或滑翔，而是为了在地表滚动，在滚动过程中使繁殖体得以扩散。6.气流弹射扩散

这种散布机制常与生物体一些特殊结构相关。许多含有干燥果实和较小种子生物常采取这种散布机制。2026/7/2822/27（三）重力扩散

在全部扩散机制中重力扩散常被忽略，其实很多植物果实或种子首先是在重力作用下跌落到地面后再经过其它方式进行二次分布，然而纯粹重力散布在生物中较少见，较常见是，重力散布与其它散布机制如动物散布、水流散布等结合在一起。（四）水扩散

对陆生生物来说，水对这些生物作用较小，但仍有很多生物是由水流来完成扩散，水流散布是一个常见扩散机制。如豚草、北美车前，其中北美车前种子遇水产生粘液，借人和动物以及交通工具传输。2026/7/2823/27(五)动物扩散

动物与植物不一样，动物生活时含有很大能动性，所以植物常以动物媒介来完成散布。动物为植物提供散布，提升了散布体存活可能性，植物为适应动物散布而进化出了一系列适应特征，假如实与种子颜色、大小、形状、展现方式、化学成份、成熟时间等。哺乳动物也是植物主要传输者，有许多果实或种子常形成一些特殊附着机制，使它们附着在动物体表而得到传输。2026/7/2824/27（六）人类扩散