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人为干扰与全球变化的影响加速了生物入侵
• 生物入侵实际上是人类活动使物种克服地理屏障而实现重新分布的过 程, 人为或自然原因导致的环境扰动都可能加速外来种入侵。这些扰 动包括陆地的大火、洪水、农业开垦、牲畜放牧、湿地的水被排干、 河流及湖泊的盐度或营养水平的改变等。环境扰动也是影响群落演替 进程的重要因子之一。 • 全球性气候的变化( 如空气中CO2 浓度增加) 可能有利于迅速改变入侵 种的分布区或使其具有适应不同环境的能力;氮沉积增加、干扰改变和 栖境斑块化增加等都可能促进生物入侵的盛行 。
生物入侵的过程
• 外来物种的侵入：是指生物离开原有的生态 系统到达一个新的环境。 • 定居与成功地建立种群：生物到达侵入地后， 经当地生态条件的驯化，能够生长，发育并 进行了繁殖，至少完成了一个世代。 • 时滞阶段：指入侵性外来生物从开始在新的 环境里定居到种群开始快速增长和迅速扩大 “占领区”之间的时间延迟期（潜伏期）。 • 扩散与爆发：入侵生物形成了有利的年龄结 构和性别比例，具备快速增长和扩散能力
对本地生态系统的影响
外来入侵物种影响30%-50%的目前被美国联邦濒危物种 物种法案中认定为受威胁或濒危的物种（仅次于栖息地的破坏。） 植物 陆生脊椎动物 鱼类 昆虫蜘蛛 软体动物和甲壳 类动物
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1.生态系统的直接破坏
• 外来入侵生物对特定的生态系统的结构、功能及生态 环 境产生严重的干扰与危害。外来物种一旦成果入侵 生态 系统，其影响是多方面的： （a）改变原有生态系统内的物种组成和数量； （b）改变系统内的营养结构； （c）改变干扰、胁迫的机制； （d）获取和利用资源上不同本地物种。只要具备其中 一条， 许多外来入侵物种就能够直接或间接地改变生 态系统过 程
• • • • 对火灾和虫害的控制和抵抗能力降低 土壤保持和营养改善能力降低 水分保持和水质提高能力降低 生物多样性保护能力降低
人口和食物链的影响
海七鳃鳗是原生赴大西洋，但现 在影响在大湖鱼。
紫金钱草成为主导在潮湿的地方，直 接影响其他植物种群。
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入侵种的特性是生物入侵的基础
• ( 1) 强大的繁殖和传播能力:外来种的繁殖特性对其在新栖息地的种群 建立起到很大作用, 通常入侵种有更强的繁殖能力, 能迅速产生大量的 后代,入侵种具有生活史较短、种子数量较多、体积较小、存活时间较 长、易于被风和动物传播等特点[ 16-18] , 有的还具有很强的营养繁殖 能力, 能由植物碎片长成植株, 或以地下根茎进行无性繁殖. • ( 2) 强大的竞争及适应能力:入侵种在新栖息地的环境条件下, 竞争能力 往往强于处于相似生态位的本地种, 在这种情况下入侵种可以通过排 挤本地种而获得成功。入侵种通常会与本地种竞争资源, 它们对食物 与资源的获取能力强于本地种, 从而可以在竞争中取得优势。。除了 竞争取胜外, 有些入侵种较本地种更能适应当地的自然环境, 许多入侵 种还会破坏当地的生态系统, 使在当地群落中占优势的本地种不能适 应变化了的新环境, 而入侵种对不良新环境的较强忍受力, 使其具有更 强的竞争优势。
对生产力和能量流动的影响
非本地蚯蚓可以显着提高 土壤中分解。
非本地的食草动物，如 舞毒蛾，直接影响拍摄 的植物从太阳的能量流 。
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对养分和水分循环的影响
入侵固氮细菌（如在夏威夷fayatree），增加土壤中的氮。
高蒸散率saltcedar提请 当地地下水位和，可以 减缓流动的河流和溪流 。
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入侵种引起的生态问题
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对生态环境的影响
• 外来入侵物种是生态系统大的生物威胁。 大部分 外来种成功入侵后大爆发，难于控制，且 对生态 系统产生的破坏性不可逆转，形成优势 种群，并 危及本地物种的生存，引起本地物种 的消失与灭 绝。主要表现在：①直接导致当地生物物种数 量 减少；②间接导致依赖于当地生物物种 生存的其 他生物物种的数量减少；③改变 了当地生态系统； ④当地环境对火灾、病 虫害的控制和抵抗能力降 低；⑤当地土壤 保持和土壤营养改善能力降低； ⑥当地水 分保持和水质提高能力降低；⑦当地生 物 多样性保护能力降低。
生物入侵生态学研究进展
• • • • •
生物入侵的现状及定义 生物入侵的途径与过程 生物入侵对生态环境的影响 生物入侵的形成机制及动因 生物入侵的预防与控制
生物入侵的现状及定义
• 现状：人类活动的干扰已使我们赖以生存的地球变成了一个 人类占优势的行星，生物区之间的隔离程度越来越小。随着 国际间人流和物流的增加 ，越海和跨大陆的生物区系交换也 正在加速，并已成为生物远距离传播的重要途径。大多数国 家植物区系中的 20 %左右为外来区系;岛屿、城市和干扰频 繁的地区其外来植物区系的比例将更高。 • 定义：生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后 成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。导 致生物入侵的物种称为外来入侵种。
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生态防治法
• 由于环境恶化、生物多样性下降可为外来种入侵打开方便之门, 所以, 只有保持良好的生态环境才能提高生态系统对入侵种的抵抗力。目前, 利用生态学的理论防治生物入侵, 具有明显的优势, 特别是对于植物入 侵种的研究, 取得了很大的成绩。如在充分研究本地种的生物、生态 学特性, 如它们与入侵种的竞争力、它感作用等的基础上, 掌握繁殖、 栽培这些物种的技术要点, 并探讨本地种的经济特性和市场潜力等, 以 便同时获得经济和生态效益。 • 。在植物方面, 可根据植物群落自身的演替规律, 在入侵种占优势的地 区加强对本地种的恢复工作, 从而取代入侵种, 达到对入侵种长期控制 的目标。。最重要的是, 这些本地种进行搭配种植之后, 可形成具自循 环、自维持, 以及自养功能的植物群落, 对生物入侵具有长效的控制作 用。

• 对生物入侵的防治, 之前大多采取人工拔除、火烧、放牧、化学防除 等方法, 目前较普遍采用的方法是天敌引种, 也称为传统生物防治, 即 由原产地引进天敌到新分布区释放, 限制外来种的种群增殖以求建立 新的平衡, 这是完全符合生态学原理的。对于遭受生物入侵的地方, 则 需要制定长期控制目标, 采用综合的方法, 综合人工、化学、生境控制 和生物防治的方法。 • 但是这些防治方法仍存在一些缺点, 如需要消耗大量人力、物力、易 造成环境污染、见效缓慢、防除效果受气候、季节等因素影响大等。 此外, 如果引种天敌不慎, 还存在有隐患, 即天敌的引入可能会造成其 他物种的生物爆发, 形成新的生物入侵。
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侵入地的特性为生物入侵创造了条件
• ( 1) 生境的可侵入性：①平均盖度低的植物群落易受入侵; ②干扰频度 高的植物群落易受入侵。研究认为, 下列生境是容易被入侵的: 具有相 对较少本地种的生境、干旱( 但不一定是半干旱) 生境、盐沼和高山生 境、沙地或高低不平的土壤生境、片断化生境、河岸生境和岛屿生境。 • ( 2) 空生态位假说：空生态位( vacanniche) 有可能导致外来种的入侵成 功。岛屿生态系统易遭受生物入侵的原因之一是岛屿生态系统内物种 贫乏, 没有被占领的、可为入侵种提供的空生态位较多, 因而比大陆更 容易被外来种入侵。 • ( 3) 生物控制因素的丧失：许多入侵种以种子、孢子、卵或别的休眠 形式到达新的地点后, 其在本地的竞争者、捕食者、草食者和寄生者 等并没有随之到达，长期共存的天敌因素大幅度减少。这种天敌缺乏 0的状况使得外来种生存空间较大, 为其入侵创造了有利的条件, 导致 建群种的种群数量大幅增加, 最终爆发成灾; 而种群数量的骤增又加速 了入侵种的入侵速度。
生物入侵的途径
• 有意引入：某些部门或个人, 为提高经济效益、观赏和进 行生物防治等, 从异地引入了大量物种。由于管理不善或 事前缺乏相应的风险评估, 有的物种变成了入侵种。海狸 鼠(獭狸)于1953年引入我国东北, 后在各地大量养殖, 20世 纪90年代中期, 由于种种原因, 獭狸逃生或被放生, 在野外 自生自繁, 成为南方农田、果园新的有害动物。 • 随人类活动无意传入：人员流动和物资交流可以充当外来 种的引入媒介, 无意间将外来种从原生地带到别的地区。 相当一部分入侵种是由这种方式带入的。我国蔗扁蛾，褐 家鼠、豚草、美国白蛾等都是随人员或商品贸易带入的。 • 自然传入。植物种子或繁殖体借风或动物的力量实现自然 扩散。紫茎泽兰和飞机草在其发生区域总是以密集成片的 单优群落出现, 大肆排挤当地植物, 侵占宜林荒山,影响林 木生长和更新; 并侵入经济林地, 影响栽培植物的生长。此 外, 还堵塞水渠、阻碍交通。