生物入侵生態(tài)學(xué)
一、入侵生物損害了地球上生物多樣性
生物可以借助氣流、風(fēng)暴和海流等自然因素或人為作用，將一些植物種子、昆蟲、微小生物及多種動物進(jìn)人新的生態(tài)系統(tǒng)。在適宜氣候、豐富食物營養(yǎng)供應(yīng)和缺乏天敵的抑制條件下，得以迅速增殖，在新的生境下得以一代代繁衍，形成對本地種的生存威脅。這稱為“生物入侵” (biological invasion)。
生物的入侵現(xiàn)象自古以來就存在，發(fā)展到近代就更為頻繁。特別是國內(nèi)、國際間的貿(mào)易、移民以及戰(zhàn)爭等使得生物入侵加劇，國內(nèi)、國際旅游事業(yè)的蓬勃發(fā)展，交通工具更加先進(jìn)。一些高山、大海和沙漠等過去曾是阻止物種擴(kuò)散的天然屏障，現(xiàn)在變得越來越小。越來越多的物種正在跨越屏障，生物入侵變得更加容易成功。
豚草(Ambrosia artemissifolia)約在20世紀(jì)30年代傳入中國東南沿海地區(qū)，是世界性惡性害草，原產(chǎn)北美。滋生之處形成密集的單優(yōu)群落，使原有植被結(jié)構(gòu)和生物多樣性遭到嚴(yán)重破壞。由于豚草適應(yīng)性廣，生命力強，種子具有二次休眠特性，在東北、華北和華東等地迅速蔓延于我國15個省市和許多地區(qū)，危及農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。其花粉又是引起人類花粉過敏癥的主要致病原。豚草已成為我國的重要害草。
河鱸(Perca fluvitatilis)是生活在歐洲和我國額爾齊斯河水系的肉食性魚類。但當(dāng)入侵新疆南部的博斯騰湖之后，由于天敵的缺乏，河鱸得到大量繁殖，魚群大肆掠食其他魚類，導(dǎo)致該湖特有的名貴魚類，新疆大頭魚(Aspiorhynchus laticeps)和原來湖中生活的鯉魚等其他魚類的絕跡(陳宜瑜 1990)。中國近年來新的物種侵入屢見報道。如廣東一帶正在蔓延的松突圓蚧(Hemiberlesia pitysophila)和濕地松粉蚧(Oracella acuta)是20世紀(jì)80年代初侵入的；隨著南方菜果的引人，1995年上海出現(xiàn)了危險性害蟲，美洲斑潛蠅(Liriomyza bryoniae)危及10~20種蔬菜；在東北，與朝鮮接壤的丹東地區(qū)發(fā)生了美國白蛾(Hyphantria cunea)等。
仙人掌(Opuntia)原產(chǎn)北美，有數(shù)百種之多。霸王樹仙人掌(0. stricta)等1938年到了澳大利亞后，迅速擴(kuò)張，到1990年已侵占了40470hm2的土地，到1925年繼續(xù)擴(kuò)大為242817hm2。昆土蘭等一些地區(qū)仙人掌長出地面1~2m，已形成一個巨大群體，牛羊不能進(jìn)入、土地被迫荒蕪。直到1925年末，從阿根廷引來天敵，一種蛾(Cactoblastis cactorum)發(fā)揮了其幼蟲大量吞食作用，到1927年該種仙人掌得到了有效控制。可是虎斑仙人掌(O. aurantiaca)卻在南威爾士仍不斷擴(kuò)大。
在美國已有4500余種生物入侵成功，僅夏威夷州就有2000余種外來生物定居，而且每年仍有20~30種不斷侵入。
外來物種入侵以后，就會乘機(jī)扎根、繁殖，不斷擴(kuò)張，對本地種構(gòu)成威脅。地球上大多數(shù)江河、湖泊，大多數(shù)沿海地區(qū)，幾乎所有島嶼的都受到困擾。生物入侵有可能打亂全球的物種本地化，會損害地球上的生物多樣性。
二、入侵物種的特征
入侵的成功與否是與多方面的因素有關(guān)：物種自身的生態(tài)生理特點；入侵地的氣候；食物和蔭蔽場所的狀況；侵入當(dāng)時造成的后果引起人們關(guān)注程度的大小等等。
入侵是一個復(fù)雜的生態(tài)過程，可分為四個階段：①侵入(introduction)，是指生物離開原生存的生態(tài)系統(tǒng)到達(dá)一個新環(huán)境；②定居(colonization)，是指生物到達(dá)入侵地后，經(jīng)過當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的馴化，能夠生長、發(fā)育并進(jìn)行了繁殖，至少完成了一個世代：③適應(yīng)(naturalization)，是指入侵生物已繁殖了幾代。由于入侵時間短，個體基數(shù)小。所以，種群增長不快，但每一代對新環(huán)境的適應(yīng)能力都有所增強；④擴(kuò)展(spread)，是指入侵生物已基本適應(yīng)生活于新的生態(tài)系統(tǒng)、種群已經(jīng)發(fā)展到一定數(shù)量，具有合理的年齡結(jié)構(gòu)和性比，并且有快速增長和擴(kuò)散能力。
入侵生物要獲得成功必須通過以上的四個階段。顯然，不是每個物種所能完成的。研究入侵成功物種的特點就具有重要的理論和實踐的意義。
對于所有物種而言，也存在一些共性，將有助于認(rèn)識在入侵中達(dá)到成功的一些基本特征。①所有物種必須保持一定的數(shù)量，其種群數(shù)量是高的，具有向外擴(kuò)散的潛能。②物種具有擴(kuò)張的能力，擴(kuò)張到另一個生態(tài)系統(tǒng)的能力較強。③具有一定抗干擾能力，適應(yīng)性強的物種。
植物，作為一個理想的入侵者具有如下一些生態(tài)、生理的特征：
(1)種子的萌發(fā)不需要特殊條件；種子具有長命且能自控中止萌發(fā)的能力。
(2)實生苗生長迅速，開花前只有一個短暫的營養(yǎng)生長期。
(3)可自花授粉，但不是專性的自花授粉；在異花授粉時，可借助于風(fēng)和其他授粉者的幫助。
(4)在新的生境中能產(chǎn)生大量、適應(yīng)于廣泛條件下生存的種子，對于長距離、短距離的擴(kuò)散都有特定的適應(yīng)，并能忍受極端氣候和能在不同質(zhì)地的土壤中存活。
(5)具有特殊的競爭方法：叢生群系(rosett formation)、干死生長(choking growth)和他感作用(allelopathy) 等。
(6)如是多年生植物，它具有旺盛的無性繁殖；在低位節(jié)處有刺毛或根狀莖，在根狀莖的不同部位具有再生能力。
就動物而言，入侵物種具有的若干共同特征：
(1)雌雄同體和孤雄生殖的種類入侵成功的概率要比雌雄異體的種類大。因為雌雄個體同時入侵的機(jī)會少。
(2)活動力強，尋找食物或寄主的能力和競爭能力強，并具有強的擴(kuò)散能力。
(3)繁殖力和內(nèi)稟增殖力高，屬于r對策的生物。
(4)遺傳性變異和表現(xiàn)型較寬適應(yīng)的物種。
(5)廣泛寄生種類(generalist)入侵成功的機(jī)會比寄主專一性的種類多。
這并不是說，一個成功的入侵者要具有所有特性。
三、入侵生物的防治對策
動植物檢疫(quarantine)是阻斷入侵生物入侵的有效措施。能夠禁止或限制危險性害蟲、病菌、雜草和帶病的苗木、種子、家禽、家畜等的傳入(出)，或者在傳入后限制傳播、防止向其他地區(qū)蔓延。
對于已經(jīng)入境的有害生物，要采取措施，盡量予以根除(eradication)。根除就是全部種群治理(total pest management，TPm)，新入侵尚未大面積擴(kuò)散的物種就要采取根除措施。如美國加利福尼亞州對新入侵的地中海蠟實蠅(Ceratitis capitate)、橘小實蠅(Strumeta ferruginea) 和瓜木實蠅(Dacus cucurbitae)等及時采取一系列防治措施：噴灑農(nóng)藥，釋放不育成蟲，以及誘捕等，將這些剛?cè)肭值暮οx予以殲滅。
生物防治(biological control)措施用于防治入侵生物已有很多成功事例。1888年美國從澳大利亞引進(jìn)澳洲瓢蟲(Rodolia cardinalis)防治吹綿蚧(icerya purchasi)，到1889年底就徹底清除了吹縮蚧的災(zāi)害，挽救了加州年輕的柑橘業(yè)，就是一個經(jīng)典例證。
從入侵有害生物原產(chǎn)地引進(jìn)天敵防治有害生物具有成本低、效果持久、對環(huán)境安全等優(yōu)點。1978~1985年間，我國引進(jìn)天敵182種次，成效顯著，如引進(jìn)的麗蚜小蜂(Encarsia formosa)用于防治溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)取得良好效果：引進(jìn)豚草條紋葉?(Zygogramma suturalis)對豚草有較強控制作用，阻止豚草的擴(kuò)散蔓延。近年來，廣東省引進(jìn)花角蚜小蜂(Coccobius azumai)防治松突圓蚧面積達(dá)600000hm2成為我國生物防治又一成功事例。
對入侵生物防治的策略上，應(yīng)該是“預(yù)防為主，綜合防治”。要杜絕盲目引種和違法引種。對已入侵生物應(yīng)因地制宜，積極合理利用農(nóng)業(yè)、化學(xué)、生物、物理等一切有效的方法控制其擴(kuò)大、蔓延。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著·《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》·第二篇 生態(tài)系統(tǒng)功能·第七章 第二節(jié)
