学号:**********河南农业大学植物保护学院课程论文生物入侵的研究现状及存在的问题课程名称___生物入侵____姓名___沈晨辉___学院__植物保护学院___专业___植物检疫____班级_13级植物检疫二班__2014年 12 月 4 日生物入侵的研究现状及存在的问题从清朝到改革开放,再到现在的经济全球化、世界额一体化,世界开始连成整体,各个国家得到充分的相互贸易与交流,但与此同时,一场无声的战争正在爆发,如果人们不加注意,那么它将带来灾难,甚至引起全球剧变,人类将无法生存在地球上。
它就是生物入侵。
生物多样性是人类赖以生存和发展的基础,而外来物种对生态环境的入侵已成为生物多样性丧失的主要原因,也给当地生态系统带来了灾难性的影响,防范生物入侵已刻不容缓。
首先,我们必须明白什么是生物入侵,生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新的环境,对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。
生物入侵也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。
一般而言,一国主动引进加以培养、种植养殖,以便丰富国人餐桌或用于保护生态、美化环境等,不归类为生物入侵。
“不是本国主动引进,对本土农业、生态环境和人畜健康产生不利影响,才能称为生物入侵。
它包括细菌、害虫、外来物种等。
其特点是是传播途径千变万化,不受时间和国界限制,可以传播到世界各地,传染给任何生物,常令人防不胜防。
这些入侵种疯长成灾,侵入草场、林地和荒地,很快形成单种优势种群,导致原有植物群路的衰退。
在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力、给当地的生态系统或景观造成明显的损害或影响外来入侵种在当地定植、扩展并产生一定影响的过程。
它关系的经济、社会发展。
影响人类健康、农业潜力、生态系统平衡、生物多样性保护,并随着全球贸易性的发展、对外开放、全球化以及土地使用模式的改变愈发严重。
它严重威胁着人类的生存,是当今世界最棘手的环境治理难题之一。
然后我们还需要对外来物种有一定的了解。
外来物种,是指出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元,包括其所有可能存活繁殖的部分、配子或繁殖体。
外来物种入侵会带来诸如直接减少物种数量、间接减少依赖于当地物种生存的物种的数量、改变当地生态系统和景观、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等问题。
外来物种与入侵物种既有一定的联系,也有差异。
一个外来物种引入后,有可能因不能适应新环境而被排斥在系统之外;也有可能因新的环境中没有相抗衡或制约它的生物,这个引进种可能成为真正的入侵者,打破平衡,改变或破坏当地的生态环境。
依据外来入侵种的传入途径以及入侵种和生态系统的特点,可以预计在中国外来种容易入侵的区域是重要的港口、口岸附近,铁路、公路两侧等。
由此可鉴,外来物种不一定是入侵物种,入侵物种一定是外来物种,我们平时需要多加注意。
如今我国入侵的现状主要有三个方面,一是入侵物种多,据最新显示我国外来生物已达400多种,其中380种植物,40种动物,23种微生物,其中50多种国际自然保护联盟公布的全球最具威胁性的外来生物。
二是入侵物种分布范围广,外来入侵物种在我国无处不在,目前全国所有省区均发现有外来入侵物种,而且涉及几乎所有生态系统,从森林、农业区、水域区、湿地、草地、城市居民等都可以看到,其中以低海拔地区及热带岛屿生态系统的受损程度最为严重。
三是生物入侵造成的损失严重,资料显示,目前外来入侵生物每年对我国农林牧渔业以及生态和物种资源枯竭造成的直接或间接经济损失超过1000亿元。
我国外来有害生物入侵形势十分严峻。
2005年3月,国家环保总局公布了第一批已形成严重威海的外来入侵物种,分别是紫荆泽兰、薇甘菊、空心莲子草,豚草、毒麦、飞机草牛蛙等。
据估计,仅这些有害外来生物就使我国农业林业生产每年损失574亿元。
随着盛景片断化,渣滓的次生植被常被入侵种支解、包围和渗透渗出。
使本土生物种群进一步破碎化,造成一些植被的天伦繁殖及遗传漂变。
有些入侵种可与同属近缘种、以致差异属的种杂交。
入侵种与本地种的基因交换可能会导致后者的遗传腐败。
在植被规复中将外来种与近缘种混植就会导致遗传腐败。
引起这种现象主要还是对外来种问题认识不足:中国高层管理人员、科技人员到基层工作人员和大众普遍没有认识到外来种已经引起的危害和潜在危险。
主要表现在以下几个方面。
1.外来种威海的认识仅停留在少数病害虫和杂草,没有充分注意到更多的外来种对当地自然生态系统的改变和破坏。
2.使用当地特有的物种没有信心,持有外来的就比当地的好的观点的人很多。
3.盲目引种过多。
多以经济效益为目的,引种前几乎没有或缺乏对引进种潜在危害的评估,甚至一些自然保护区正计划使用外来物种进行森林回复,如:有的红树林自然保护区已经用孟加拉的物种来恢复红树林。
4.缺乏对引进物种对当地自然生态系统影响的研究和长期监测。
5.对造成危害的入侵物种处理不当。
如:在调查香龙血树(巴西木)有害昆虫-蔗扁蛾过程中发现,严重危害的巴西木被淘汰后,作为垃圾堆放在园艺场的角落,其上虫口密度大的惊人,一般受害巴西木桩有虫100头|m以上。
这种不作任何防止扩散的处理方法,对于蔗扁蛾这种寄主植物达24科50多种,不仅危害巴西木而且可危害香蕉、甘蔗、玉米、马铃薯等农作物及多种观赏性植物的物种,一旦扩散到自然生态系统,后果不堪设想。
一入侵生物与生态爆发外来物种的入侵主要通过有意传入、随人类活动无意传入和自然传入等三种途径。
1.有意传入从国外引入植物的主要目的是为发展经济和保护生态环境。
植物引种为我国的农林业等多种产业的发展起到了重要的促进作用,但人为引种也导致了一些严重的生态学后果。
根据资料统计,截止1970年,由原产世界各地引种到我国来的植物837种,隶属于267科,约占我国栽培植物的25%~33%。
这些植物区系包括印度一马来西亚区,新热带区的中美洲(包括墨西哥),欧洲西伯利亚地区,非洲亚区,北美大西洋沿岸地区,地中海亚区,伊朗-土耳其地。
另外近20年来,随着对外经济和科技交流的日益扩大,外来入境植物(包括杂草)数量也大为增加,但由于人力缺乏及工作难度大,再加上人们对一些植物引入后所产生的利弊看法不一,到目前为止很难得出有多少种类是人为引种所带来的有害植物的准确数据。
这些植物引入后的主要途径有牧草、饲料、观赏植物、药用植物、蔬菜、草坪植物和环境保护植物等。
虽然我国在生物防治害虫和害草,曾引进很多天敌昆虫,但目前并没有这些天敌昆虫带来危害的报道。
需要强调的是人们的一些不科学的思想意识往往加重了外来种的入侵。
有的人认方“外来的就一定比本地的好”,不加分析地盲目引种。
如目前草坪引种、退耕还林还草工作中,大量引入外来种,不注意充分利用本地种,很可能导致入侵种种类增加、危害加剧。
2、随人类活动无意传入很多外来入侵生物是随人类活动而无意传入的。
尤其是近年来,随着国际贸易的不断增加、对外交流的不断扩大、国际旅游业的迅速升温,外来入侵物种借助多种途径越来越多地传入我国。
3、自然传入外来入侵种还可通过风力、水流自然传入,鸟类等动物还可传播杂草的种子,例如紫荆泽兰是从中缅、中越边境自然扩散入我国的。
薇甘菊可能是通过气流从东南亚传入广东;稻水象甲也可能是借助气流迁飞到中国大陆。
生物入侵分为侵入、定居、适应和扩展等四个阶段。
往往侵入的数量很少,对生态环境的影响小,不足以造成一些危害。
侵入某个地域后,它们会在这里定居,完成生活史,开始繁殖,影响尚不明显。
当它们逐步适应当地环境时,它们的数量会稳步增长,此时影响开始显现。
它们开始大肆传播蔓延,形成生态爆发,并导致生态和经济危害。
此时已是晚期,很难从根本上解决问题,我们人类不能走先发生再解决的思想态度,此时防患尤显得重要,植物检疫也日益突出,需要大量人才来挽救我们的国家。
但国家对这种专业关注尚不明显,处于冷门专业,希望国家领导可以重视起来。
当然外来物种要想在当地生存与扩展,也与好多因素有关,内部因素:种子的适应能力,体积小而轻;外因:光、温度、水分、土壤营养、金属元素、栖息地群落、生物多样性、全球变化等。
它们也是制约外来物种的重要防线,在抵制入侵方面起着至关重要的作用,一旦它们被打破,那么将会对我们经济、环境造成巨大损失,并且在治理方面也很难,甚至会导致一些物种从此灭绝,生物链和生物网被打破平衡,造成的后果将无法估计。
二生物入侵的适应性进化及影响外来种要想实现迅速扩展,关键在于必须进行适应性变化。
从而更能适应和有效利用当地的资源与环境条件,在竞争中占据主导地位而获得扩展。
一入侵适应性进化的遗传学基础外来入侵种的适应性机制往往表现出良好的生理生态忍受性或可塑性,并且入侵种的成功主要依赖于自然选择的适应性响应。
入侵种的适应性进化可用遗传学和分子遗传学的一些理论来加以解释。
如:基因组学、生物信息学等。
同时,生物入侵现象常常展示一些有意义的进化问题。
遗传特性(基因漂变、加性遗传变异和杂交等)对生物入侵的适应性进化都有重要意义,它们通过修饰入侵种的遗传结构而改变耐受行为,同时自然选择可以在源种群的遗传基础上通过变异、重排或杂交而加速生物入侵,而且入侵种常常能够诱导本地种的一些进化行为。
1.遗传基因漂变基因漂变:称随机遗传漂变。
指由于偶然发生的变动而造成下一代的基因频率不同于这一代的现象。
由于某种机会,某一等位基因频率的群体(尤其是在小群体)中出现世代传递的波动现象称为遗传漂变,也称为随机遗传漂变。
这种波动变化导致某些等位基因的消失,另一些等位基因的固定,从而改变了群体的遗传结构。
在大群体中,不同基因型个体所生子女数的波动,对基因频率不会有明显影响。
小群体的人数少,并与总人群相隔离,这种社会和地理因素形成的小群体,A基因固定(A=1),而a基因人很少,a基因的人如无子女,则a基因就会较快在人群中消失,造成此小群体中基因频率的随机波动。
这种漂变与群体大小有关,群体越小,漂变速度越快,甚至1-2代就造成某个基因的固定和另一基因的消失而改变其遗传结构,而大群体漂变则慢,可随机达到遗传平衡。
一些异常基因频率在小隔离群体中特别高,可能是由于该群体中中少数始祖所具有的基因,由于遗传漂变而逐渐达到较高水平,这种现象称为建立者效应(founder effect)。
例如,太平洋的东卡罗林岛中有5%的人患先天性色盲据调查,在18世纪末,因台风侵袭,岛上只剩30人,由他们繁殖成今天1600余人的小群体,这5%的色盲,可能只是最初30人建立者的某一个人是携带者,其基因频率q=1/60=0.016,经若干世代的隔离繁殖,q很快上升至0.22,这就是建立者效应。