生物入侵与外来入侵物种的控制，本文主要内容关键词为：物种论文,生物论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1982年，一种国外传入的毁灭性的松树害虫—松材线虫，在南京中山陵附近首次被发现；到2001年，已经在江苏、安徽、广东、广西、浙江、福建、上海、重庆、湖北、山东等10省（市）86县（市）产生危害，每年致死松树600多万株，对我国南方5亿亩松林构成了严重威胁，每年造成的直接经济损失达25亿元，间接损失达250亿元。同时，世界自然文化遗产黄山、张家界告急：松材线虫距离黄山景区直线距离只有68公里，距离张家界不足100公里！这些自然景观一旦遭到破坏，甚至可能对我国造成不良的国际影响。
上海消息：一种可怕的外来小草——互花米草，正在崇明岛上疯长，霸占了整个崇明海滩，大量鱼类、贝类死亡，严重威胁水产养殖业；生物链的断裂又直接影响了岛上的鸟类，崇明岛将不再是鸟类的天堂。
澳大利亚政府最近严禁黑鱼进口，这种肉质鲜美的鱼类一旦进入新的栖息地，可以很快吃光湖泊、河流中的其他鱼类，甚至不放过同种的幼鱼……
外来物种的生物入侵，一场没有硝烟的生态战争，正在世界范围内打响。战争的敌人不是恐怖分子，而是一些外来的生物病害，甚至萋萋芳草、茕茕白兔，都可以给农林牧业生产带来惨重的损失，情况越来越严重，越来越突出。据估计，美国每年因入侵种造成的直接和间接经济损失达1370亿美元，全球经济损失则高达数千亿美元，而我国仅因几种主要外来入侵物种造成的经济损失，就超过500亿元人民币。由于国际贸易的发展和人们交往的增加，并伴随着全球环境的变化，生物传播、入侵、扩散的种类和数量在全球范围内呈增加的趋势。
生物入侵及外来入侵种的影响
生物入侵(biological invasion)，指生物离开其原生地，由原来生存地（国家、地区、生态系统等），经自然或人为的途径传播到另一个环境中，损害入侵地的生态系统、生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康，而造成经济损失或生态灾难的过程。从这个概念可以引发出两个基本名词，即外来物种和入侵物种。外来物种(alien,species或exotic species)是指那些本来不属于某一生态系统，而被引入到这一特定的生态系统中的物种。这些物种可以分成两大类，一类是对这一生态系统有益的物种，一类是有害的物种。那些对当地生态环境、生物多样性、人类健康和经济发展造成或可能造成危害的外来物种，被称为“入侵种”(invasive species)，有时候我们也称其为“外来入侵种”。总之，所谓入侵种，特指那些有害的外来物种。
由于近些年来外来种入侵问题越来越突出，并且成为导致生物多样性丧失的重要原因，威胁着全球的生态环境和经济发展，引起公众、科学家、国际组织和各国政府的重视和关注。1982-1988年，环境问题科学委员会(SCOPE)召集有关科学家就外来入侵种问题的本质开展讨论。1996年，环境问题科学委员会为了实施生物多样性公约中有关外来种防止、控制和消除的条款，与联合国环境规划署(UNEP)、国际自然保护联盟(IUCN)、共同体国际农业局(CABI)共同发起了称为“全球入侵物种规划”(GISP)的项目，旨在了解外来种现状、研究新方法解决外来种问题。
生物入侵是全球范围的生态学现象，世界上许多国家都遭受过或正在遭受外来入侵生物的严重危害。外来种入侵的生物学本质、入侵后对生态系统的影响，这是生态学面临的重要科学问题，也是国际生物／生态学界研究的热点。而采取措施减少或消除外来有害物种的影响，又是关系到经济可持续发展、社会进步、环境保护的现实问题。外来入侵物种种类很多，影响巨大，可能破坏生态平衡、加速物种灭绝、毁灭农业生产、影响国际贸易、危害人类生命、威胁生态安全以至国家的安全。以下举一些典型事例。
破坏生态平衡
兔子，一种非常普通的动物。1859年，一个英国人在澳大利亚放养了13只兔子以供打猎，谁也没有想到，它们繁衍至今已有6亿多只后代。这些免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，甚至有灭绝的危险。
刺梨，阿根廷一种普通的观赏植物，被人随意插在澳大利亚的露天花圃里。而这种仙人掌科植物却毫不客气地钻出围篱，奔向无边无际的大草原，变成草原和荒漠带的优势植物，随后盘踞了昆士兰州和新南威尔士州24万平方公里的土地，挤走土著植物，蚕食农牧民的耕地和牧场，制造了骇人听闻的“绿怪”事件。
凤眼莲（水葫芦）有净化水质作用，还可作猪饲料，因此在1950年代被大量引入我国。但这种植物繁殖极快，成片聚集的“绿岛”不仅堵塞河道影响通航，更严重的是它已成了破坏江河湖泊生态平衡的罪魁祸首。目前我国每年因水葫芦造成的经济损失接近100亿元，而每年光是打捞费用就高达5～10亿元。
加速物种灭绝
20世纪，在美国灭绝的鱼类中有68%与生物入侵有关。我国云南水域中的432种土著鱼类中，近5年来一直未采集到标本的鱼类约有130种，约占总种类的30%；另外约有150种鱼类在1960年代是常见种，现在已是偶见种，约占总种类的34.7%；余下的152种鱼类，其种群数量均比1960年代明显减少，而外来鱼类的引入是这些土著鱼类减少的最主要原因。
毁灭农业生产
葛藤，我国常见的庭院绿化植物，到了美国就像野马狂奔，迅速占领了佐治亚、密西西比、亚拉巴马等州700多万平方公里的土地，使当地许多植物没有了栖身之地。
原产墨西哥和哥斯达黎加的紫茎泽兰，1940-1950年代传入我国，目前仅在云南的发生面积就有约30万平方公里。它侵占草场、农地、宜林荒山，入侵经济林地，排斥其他植物生长。1996年，仅四川凉山州就减产6万多头羊，畜牧业损失2100多万元。
美洲斑潜蝇，一种体长不足3毫米的小蝇，1994年传入我国，使黄瓜、豇豆等蔬菜作物遭受严重危害，产量损失达20%～30%，严重的50%以上，甚至绝收。我国每年的防治费用高达4.5亿元人民币。
影响国际贸易
在国际贸易活动中，各个国家都有外来生物限制条款。对于可能危害其他国家或地区的有害生物，正常的贸易将被禁止。从另外一个角度说，这些国际规则也被一些国家用作国际贸易的技术壁垒，进行一些非正常的技术讹诈，或者引发严重的贸易摩擦，以便获取更多的贸易利益。例如，1999年10月，法国以保护消费者健康为由，违抗欧盟命令，将英国牛肉拒于国门之外，而使英法双边关系受到影响。
威胁国家安全
生物入侵曾经被用于战争，通过使用某种生物危害敌国的粮食生产，通过携带疾病病源杀伤敌国的士兵，通过传播疾病危害一个国家的安全。有关实例有很多，但都涉及到国际政治问题，在此不作具体说明。
中国面临的形势
由于缺乏系统的调查研究，中国至今还不能提出比较完整的外来物种目录。据初步统计，目前可以认定的已经造成危害的外来入侵生物至少在100种以上，其中植物大约50种，动物（包括昆虫）40多种，微生物10余种。事实上，中国外来物种的数量远远高于上述数字，这些外来入侵生物，目前已经成为我国农林牧业生产和生物多样性保护的大敌，仅几种主要外来入侵种每年造成的直接经济损失就高达500亿元人民币。
自1950年代起，为了提高渔业产量，在云贵高原的湖泊中开始了大规模的鲢、鳙等长江鱼类的引种和繁养，导致了许多土著或特有鱼类的濒危。例如，洱海渔获物中原以大理裂腹鱼(Schizothorax daliensis)等特有鱼类为主，此后几乎全部被外来种替代；至1976年，仅食用价值极低、体长只有50毫米的虾虎鱼类(Ctenogobius)就达1250吨。目前，云南省约有1/3的土著鱼类受威胁或濒危，其中湖泊鱼类的濒危种高达2/3。类似的情况在我国还有很多。
越来越多的证据显示，外来入侵种的数量和影响迅速增长；日益频繁的国际贸易和快速的经济发展导致了越来越多的外来入侵种。国家的全球运输网络效率越高，发生外来入侵种的倾向越明显；外来种的发生，与运输网络的发展、迁移速率、旅行者访问的数量以及商品贸易呈正相关。从全球范围看，物种正在发生混杂，其长期后果难以预料，但物种趋同的趋势相当明显。
中国加入WTO以后，外来物种入侵的机会不可避免地将大幅度增加。如我国海关近年经常截获世界水果头号“杀手”——地中海实蝇，为我国对外来物种的预警敲响了警钟。类似的情况发生越来越多，仅2001年，我国海关截获的外来危险性病虫害生物就达到千余批次，松材线虫、双钩异翅长蠢、橘小实蝇、假高粱等都在100～200批次以上。我国目前生物入侵的现状概括起来可以说是：数十种有害生物猖獗危害、数百种危险生物敲击国门、数千种生物等待时机要叩关而入。
外来入侵种研究的关键科学问题
新的环境条件更适合外来种的繁育，除了其生存所必须的自然气候条件以外，还可能包括更为广阔的生存空间和更为丰富的食物条件。外来种常常失去了其固有的自然控制因素，使种群增长异常迅速，这些自然控制因素在其原产地可能是控制其种群数量的关键因子。新的栖息地生态免疫能力弱，本地缺少具有相同或相近生态位的物种，或者这些物种的竞争能力低，同时新的生态系统当中又极度缺乏对外来种的控制因素或控制能力增长缓慢。加之对外来种的控制技术研究落后，这些都是外来种爆发的促成因素。控制有害生物，“预防”常作为“方针”，而缺少实质性的“预”，这包括基础研究和应用技术研究等有关“预”方面的内容。控制基础和技术研究的滞后，往往也是外来种能够造成极其严重危害的一个重要原因。
生物入侵最显著的特点就是生物的生存环境发生重大改变。一个物种从进入新的环境到“反客为主”的地步，通常要经历迁徙扩散（自然或人为）、潜伏积累（适应演变）、竞争发展（种群爆发）等重要过程，在这个过程中，一方面是生物本身的演变、适应、竞争、爆发的过程；另一方面就是新的生态系统原有的结构与功能所发挥的排斥与接受的过程。因此，生物入侵或者外来种研究的核心科学问题，就是外来种的生态学效应问题。
入侵生物的短期演变规律
生物在一定环境条件下，经过长期进化而获得其特有的生物学和生态学属性。当侵入到新的环境时，在特殊的刺激和胁迫（环境因素、食物因素）下，其繁殖行为、适应性、危害性和形态特征将发生一系列的变化，进而可能发生染色体水平的变异。通过实验模拟技术，可以验证生物入侵过程中生物本身在基因水平、细胞水平和组织器官水平上的变化规律，探讨生物的短期演变规律和进化趋势。
入侵生物的潜伏机能
许多生物可以通过各种方式主动或被动地侵入新的区域，但其种群数量不一定很快上升，只有当遇到特定环境条件时，才开始在发育、繁殖方面表现出特殊能力，另一方面，有些经受不了长时间等待的生物，可能生存不下去。这就是生物入侵过程中必须要经过的重要环节——潜伏。生物的潜伏机能，往往可以决定其能否成功入侵并具备与土著生物的竞争能力。决定生物的潜伏机能的遗传学、进化学和生物生态学基础理论问题，是认识生物入侵的本质所在。
入侵生物的生态适应机理
入侵生物不可避免地要面对新的环境条件甚至新的食物因素。在时间序列上，从其原产地、过渡地到新的侵入地的过程中，生物在生态环境适应方面必然发生重大变化。对不同的生物，最大的限制因素也不尽相同。动物、植物和微生物是如何克服生态适应性的限制因素的呢？这是生物形成入侵的关键所在。
入侵生物的种群竞争机制
在生物适应了新的环境条件，入侵形成以后，遇到的重要问题就是与新栖息地其他生物的竞争，包括在空间和能量方面的激烈竞争。在生态位相近的生物物种中，竞争尤其激烈。在与土著种生物间的竞争中，入侵种必须具有更独特的能力才可以取胜。事实上，许多入侵种具备强大的竞争能力，它们竞争能力的生物学基础成为国际生物学研究前沿领域的重要内容。
入侵生物预警与控制机理
入侵生物也要面临新的威胁。在其种群发展的过程中，新环境条件下的各种敌害生物，也是限制入侵生物活动的重要因子。反过来，生物入侵到新的栖息地后，也失去了其原产地的控制因素。在这种平衡被打破后，就不可避免地造成部分入侵生物种群数量激增，从而产生对环境、农业和地域安全的极大破坏。探讨在生物入侵以前的科学预警以及入侵生物爆发机制方面的基础与机理，是减少和避免生物入侵造成极其严重危害的重要依据，故应针对不同的外来种，探讨超前研究、合理拦截、果断根除、永久控制的策略与技术。
抵御外来入侵种的策略
外来入侵种对生态和生产影响日盛，抵御策略的研究已经迫在眉睫，刻不容缓。
紧急启动并积极开展相关基础与应用研究
通过国家各种研究计划（973计划等）、国家自然科学基金重大项目和部门通过国家各类重大基础研究项目等，查清我国目前入侵种的种类、数量和分布区域、成灾潜势和对当地生态系统功能的可能影响；选择若干有代表性的入侵种，深入研究其侵入途径、潜伏机能、生态适应性、种群变化和迁移规律、繁殖行为及潜在的基因交流危险性等，阐明其物种生物学特性和成灾机理，为危险性入侵物种的有效控制提供理论依据；建立生物入侵信息网络，对多生态层面结构的变化实施监测，建立重要农业区、林业区和生态系统保护区的生态因子组合谱系，通过对动植物种群、生物群落和人类活动的时空动态模拟，建立入侵生物安全保障预警系统。
建立国家生物入侵协调机制
目前，我国应对生物入侵问题主要通过动植物检疫部门，分别涉及国家质量监督检验检疫总局、国家农业部、国家林业局、国家环保总局等，缺乏国际通行的统一原则。同时，由于各自的职责范围所限，在国家政策的制定、生物入侵前的预警、入侵后的应对策略、措施和责任范围、外来入侵种扩散的预测与控制等各个关键环节，都有不同程度的脱节。尤其是外来入侵物种的侵入初期，往往由于管理体制的问题，错过可以预防和根除的大好时机，导致对外来入侵生物封锁不利、控制不当，以至于造成大范围的扩散和猖獗危害。应该通过一定的协调组织，把包括农业、林业、环保、海洋、贸易、检疫、卫生、国防、司法、教育、科研等有关部门的管理与专业技术人员联系在一起，广泛开展生物入侵形势的超前预测、生物入侵应对策略与政策的制定、外来入侵生物的根除与控制的组织协调功能，做到“防患于入侵未然、根除于立足未稳、控制于扩散前沿、治理于科学得当”。
迅速建立反国际贸易技术壁垒机制
中国加入WTO后，国际贸易将更加频繁，外来种人为传入机会大大增加；而对外贸易规则必须和国际接轨，我国原有的一些保护民族产业特别是农业和环保产业的一些政策措施，将不再发挥作用。与控制外来种密切相关的两个国际规则（SPS协议——实施卫生与植物卫生措施协议，TBT协议——贸易技术壁垒协议）中，均明确规定：在有充分科学依据的情况下，为保护生产安全和国家安全，可以设置一些技术壁垒，以阻止有害生物的入侵危害。因此，只有加强外来种和生物入侵的基础科学研究，才能为保护国家安全和国际贸易公平秩序提供重要科学依据。许多国家政府已经表达了对外来入侵种问题的关注。有40多个国际公约、协议和指导准则描述了外来入侵种问题，特别是《生物多样性公约》，呼吁所有缔约国阻止引入那些威胁生态系统、栖息地或物种的外来种，控制或根除那些已经引入的外来种。全球化与入侵途径之间的复杂关系，也许是人类与外来入侵种之间最为复杂的关系，在将来几年内应该被各国政府着重考虑。