物种入侵

2017-09-22 16:23:36

当你在路边草地上发现一只从未见过的甲虫或植物时,你肯定不会感到惊讶。但在生物学家和生态学家们看来,这或许不是件寻常小事。一种细菌、一种植物或者一种动物,翻山越岭、远涉重洋,来到异国他乡,它们由于失去了天敌的制衡获得了广阔的生存空间,生长迅速,占据了湖泊、陆地,而“土著生物”则纷纷凋零甚至灭绝。专家们把这种原本生活在异国他乡、通过非自然途径迁移到新的生态环境中的“移民”称为“生物入侵者”。它们不仅会破坏某个地区原有的生态系统,而且还可能给人类社会造成难以估量的经济损失。
  物种入侵的原因
  在人类文明的早期,陆路和航海技术尚不发达,自然界中的生态平衡并没有受到太大破坏。在自然条件下,一颗蒲公英的种子可能随风飘荡几十千米后才会落地,如果各种条件适合,它会在那里生根、发芽、成长;山间溪水中的鱼虾可能随着水流游到大江大河中安家落户……凡此种种,都是在没有人为干预的条件下缓慢进行的,时间和空间跨度都非常有限,因此不会造成生态系统的严重失衡。然而随着全球经济一体化、国际贸易、现代先进交通工具、蓬勃发展的观光旅游事业等等因素,外来入侵物种长距离迁移、传播、扩散到新的生活环境越来越方便,高山大海等自然屏障的作用也已变得越来越小。生物入侵分有意和无意两种。比如,澳大利亚原本没有兔子,150多年前的1859年,英国人托马斯?奥斯汀引进了24只兔子,为打猎而放养了13只。在这没有天敌的国度里,它们至今已繁衍6亿多只后代,这些兔子常常把数万平方公里的植物啃吃精光,导致其他种类野生动物面临饥饿的危机,许多野生植物也存在绝种的可能。可见,随着物种的入侵,这些外来移民可能给当地生态环境乃至经济发展造成重大的影响。
  我们常见的物种入侵实例
  危险的巴西龟:"如果有一天我们在野外见到巴西龟,那中国的龟就危险了!因为适应性和繁殖力都很强的巴西龟会对中国本土的野生龟构成很大威胁,我国目前已经停止了所有被甲小于10厘米龟类的进口。如果您家养了巴西龟,千万不要随便把它们放生野外。
  原来,巴西龟的适应性和繁殖力非常强,如果把它放生后,因基本没有天敌且数量众多大肆侵蚀生态资源,将严重威胁我国本土野生龟与类似物种的生存。
  红火蚁是一种杂食性昆虫,主要危害农作物根、茎、叶、果实,容易在住宅附近或电器、堤坝设备设施中筑巢,当受到干扰时,会蜇刺人、畜。红火蚁原分布于巴西、巴拉圭、阿根廷等国家,1930年入侵北美,目前已传入美国南部13个州,本世纪初传入新西兰、澳大利亚以及我国台湾省的部分地区。
  部分外来物种成功入侵后大爆发,生长难以控制,造成严重的生物污染,对生态系统造成不可逆转的破坏。比如,原产南美洲的水葫芦现已遍布华北、华东、华中、华南的河湖水塘,疯长成灾,严重破坏水生生态系统的结构和功能,导致大量水生动植物的死亡。
  物种入侵的危害
  现在,全国34个省市自治区,无一没有外来物种,除了极少数位于青藏高原的自然保护区外,几乎或多或少都能找到外来杂草。据中国农业部最新的统计显示,目前已经至少有380种植物、40种动物、23种微生物正“全面”入侵我国,这些外来生物以其种群数量庞大、传播和繁殖迅速的特点,每年给我国的农业、林业造成的经济损失达570亿元人民币以上。外来入侵物种在新的入侵地往往成为绝对优势群体,而当地物种则遭受毁灭性的排斥。如紫茎泽兰自上世纪五十年代初从中缅、中越边境传入云南、贵州、广东、广西、四川、西藏等省区,重灾区除了漫山遍野的紫茎泽兰外,已几乎看不见其他植物种类,以林地牧草为基础的畜牧业受到了毁灭性打击。
  如何对抗物种入侵
  生物学家们指出,一旦某种“生物入侵者”在新的环境中站稳脚跟并大规模繁衍,其数量将很难控制。即使在科学技术高度发达的今天,面对那些适应能力和繁殖能力极强的动植物,人们仍将束手无策。另外一些学者主张人类不应该过多地干预生物物种的迁移过程,因为失衡是暂时的,一个物种在新的环境中必然遵循物竞天择的法则。“生物入侵者”并不是都能够生存下来,能够生存下来的就是强者,即使生态系统中的强者也同样受到该系统中各种因素的制约,不可能为所欲为,因此,自然界的平衡最终会得以实现。然而更多的学者则持反对意见,他们认为自然调节的过程是非常漫长的,如果听任“生物入侵者”自由发展,许多本土物种将难逃绝种厄运,自然界的物种多样性将受到严重破坏。
  对待这些可怕的外来入侵物种,我们需要采取有效有力的策略。大多数外来物种是依赖人为干扰来传播的,为减少外未入侵物种的威胁,专家提出了很多的方法,控制入侵源头,引入天敌,等等。有关专家提议,应提高公众对生物入侵和生态安全的意识,因为人类有目的引进是物种入侵最为主要的原因。
  但是传统的天敌引入并不是一个理想的方法:一是因为引进的天敌除对入侵生物有控制作用外,也对当地其他物种造成破坏。在当地环境中,如果没有与之相抗衡或制约它的生物,这个引进物种可能成为了真正的入侵者,打破平衡,改变或破坏当地的生态环境。二是因为一对一的天敌太少,从生物学角度说,像薇苷菊,它没有固定的一种天敌,而是有近百种的天敌。引入一种或几种后,并不能对控制薇苷菊产生好的效果。三是生态系统是经过长期进化形成的,系统中的物种经过上百年、上千年的竞争、排斥、适应和互利互助,才形成了相互依赖又互相制约的密切关系,物种间相互制约的关系非常复杂,这种复杂的关系不能靠引入天敌来解决。
  在对抗物种入侵的斗争中,人们也取得了一定的成果。采用“刈割+水位控制”的综合物理控制新技术,科学家成功治理了上海崇明东滩自然保护区外来入侵物种“互花米草”的疯长蔓延。“互花米草”是一种原产于美国大西洋沿岸、生长在潮间带的多年生盐沼植物,具有超强的繁殖扩散能力。自1979年引种以来,互花米草在中国沿海地区迅速扩散。目前,中国沿海北自辽宁,南至广东,互花米草入侵面积已达5.6万公顷,对大部分沿海自然保护区内生物多样性维持及生态安全造成严重威胁。研究发现,在互花米草生长的关键时期,可综合利用刈割和水位控制方法,在抑制互花米草地上部营养生长的基础上,通过水位控制,阻止互花米草的呼吸作用和光合作用,抑制其生长和过度扩散。这样不但可达到长期有效根除互花米草的效果,而且保护了本地物种。
  随着大规模基因组学的发展,越来越多的生物基因组被测定和注释。但从基因组学的角度来解答物种入侵的防治问题还没有被尝试。希望在不久的将来基因组学的成果可以应用于物种入侵的防治工作之中。这需要生物科学,环境科学,生态学的科学家共同努力与密切合作。