第五章 外來物種入侵、擴(kuò)散過程與機(jī)制

第五章外來物種入侵、擴(kuò)散過程與機(jī)制李茂業(yè)植物保護(hù)學(xué)院聯(lián)系電話子信箱：sj412bq@163.com戰(zhàn)爭的敵人不是恐怖分子，而是一些外來的生物病害。形成生物污染，危害土著群落的生物多樣性并影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失生物入侵是一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭，正在世界范圍內(nèi)打響

隨著國際貿(mào)易的發(fā)展和人類交往的增加以及全球環(huán)境的變化，生物傳播、入侵、擴(kuò)散的種類和數(shù)量在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)增加的趨勢。由外來種所導(dǎo)致的生物入侵已成為一個世界性的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)問題。主要內(nèi)容外來物種入侵過程與途徑

影響外來物種入侵的因素21入侵生物學(xué)的核心科學(xué)問題3第一節(jié)外來物種入侵過程與途徑外來種（alienspecies）：指那些出現(xiàn)在其過去或現(xiàn)在的自然分布范圍及擴(kuò)展?jié)摿σ馔獾奈锓N、亞種或以下的分類單，包括所有可能存活、繼而繁殖的部分、配子或繁殖體。生物入侵：原本生活在異國他鄉(xiāng)、通過非自然途徑遷移到新的生態(tài)環(huán)境中，并給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)和人類社會造成很大危害。

有益種：對生態(tài)系統(tǒng)有益的物種入侵種（invasivespecies）：那些對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、生物多樣性、人類健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成危害的外來物種。入侵種一、外來物種入侵途徑外來物種入侵的途徑是多樣化自然入侵人類無意間帶入人類運(yùn)輸引起的意外入侵動植物園逃逸、人造物種釋放人為有意的引入KornbergandWiliamson1987自然入侵：紫莖澤蘭、飛機(jī)草、環(huán)頸鴿、美洲斑潛蠅4人類運(yùn)輸引起意外入侵假高粱（Sorghumhalepense）吉普賽飛蛾人類無意間帶入小葉冷水花（Pilea

microphylla）人類無意間帶入草胡椒（Peperomia

pellucida）松材線蟲動植物園逃逸、人造物種釋放圓葉牽牛海州常山人為有意的引入中國從國外或外地引入優(yōu)良品種有著悠久的歷史?，F(xiàn)在種植、養(yǎng)殖單位幾乎都在從國外或外地引種，其中大部分引種是以提高經(jīng)濟(jì)效益、觀賞和環(huán)保為目的的，但是也有部分種類，由于引種不當(dāng)成為有害物種。大米草保護(hù)沿海灘涂二、外來物種的入侵過程1、外來種的引入

非本地種從遠(yuǎn)距離以外的區(qū)域被引入到新的區(qū)域。在這個過程中，社會、經(jīng)濟(jì)的因素與生物因素同樣是至關(guān)重要的。2、定居與成功地建立種群

初期定居者總是少數(shù)。即使少數(shù)個體能夠找到配偶并且成功地進(jìn)行了繁殖，形成了一個小種群，這個小種群仍然面臨著很大的生存危機(jī)。這個階段是生物入侵過程種群發(fā)展的瓶頸時期。3、時滯階段

生物入侵過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一個時滯階段。也就是說，在初始種群建立以后，到種群的擴(kuò)散和大爆發(fā)，往往經(jīng)歷一個較為漫長的時期。4、擴(kuò)散及爆發(fā)

作為一個成功的入侵種，有能力造成顯著或嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)影響，那么種群必須經(jīng)歷擴(kuò)散及爆發(fā)，以達(dá)到高密度和大尺度的空間分布。

Williamson（1996）提出了一個“十分之一法則”（tensrule）第一次轉(zhuǎn)移引入第二次轉(zhuǎn)移建群第三次轉(zhuǎn)移入侵種第二節(jié)、影響外來物種入侵的因素外來物種到達(dá)一個新地點是人類活動的直接和間接的結(jié)果，其所入侵的生境通常是人類干擾比較強(qiáng)的地方。由于外來物種的奠基種群（founderpopulation）常常很小，小種群要能在高強(qiáng)度、高頻度干擾的生境中存活，并實現(xiàn)種群的增長、擴(kuò)張，必須具有能應(yīng)付環(huán)境、種群統(tǒng)計學(xué)和遺傳不確定性的能力。外因內(nèi)因一、影響外來物種入侵的外部因素光照水分土壤營養(yǎng)金屬元素新棲息地的干擾程度、群落生物多樣性、全球變化全球變化全球變化也促進(jìn)了生物入侵的發(fā)生，從整個生物圈的角度來看，全球變化會使氣候帶發(fā)生改變，這必然會改變物種與資源的分布區(qū)域，結(jié)果促進(jìn)入侵。全球變化全球變化促進(jìn)了生物入侵，反過來生物入侵在全球范圍內(nèi)影響了生物群落的結(jié)構(gòu)與功能繼而反饋性的影響全球環(huán)境，因而全球變化對生物入侵的促進(jìn)會對地球的環(huán)境產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響。干擾體系的變遷貿(mào)易交通格局氣候變化土地利用變化生境破碎化二氧化碳濃度的升高紫外輻射的增加環(huán)境污染二、影響外來物種入侵的內(nèi)部因素外來物種的自身特性對入侵、生存和發(fā)展極為重要。就植物而言，有些物種的適應(yīng)性、耐性強(qiáng)，意味著它們?nèi)肭值娜肭譂摿χ饕强康叵虑o等進(jìn)行無性繁殖，這樣可以避免火等干擾，有利于擴(kuò)展。大米草保護(hù)沿海灘涂三裂葉豚草（一）、外來物種的生物學(xué)特性1、外來物種的生態(tài)福2、外來物種的繁殖和傳播特性褐云瑪瑙螺沙漠玫瑰3、入侵種遺傳結(jié)構(gòu)（一）、外來物種的生物學(xué)特性阿根廷螞蟻(Linepithema

humile)（二）、入侵種與土著種間的相互作用1、缺乏天敵的控制2、外來種與土著種的克生、競爭白紋伊蚊（Aedes

albopictus）（二）、入侵種與土著種間的相互作用3、外來種的協(xié)同入侵4、雜交在入侵種的意義一枝黃花與假蓍紫苑雜交（三）、生物間相互作用的改變由于人類活動極大的改變了全球生物多樣性格局，自然也影響了生物群落中的許多重要生態(tài)關(guān)系。第三節(jié)、外來物種擴(kuò)散機(jī)制當(dāng)入侵種群分布面積達(dá)到一個閾值后，就可能發(fā)生爆炸性的擴(kuò)展（吳兆錄和閆海忠，1996）。一、擴(kuò)散途徑通過種群的擴(kuò)大向周圍空間擴(kuò)散，這一方式是短程的，可能是“流”式的傳播。即從某一個點沿某些特定的通道傳到另一個點，而沒有一個明顯的擴(kuò)張面。借助于某些媒體傳播，距離較長，且可以是跳躍式的，主要通過動物或人的活動等途徑攜帶外來種擴(kuò)展。擴(kuò)散體類型這4個因素中，傳播機(jī)制最為重要擴(kuò)散體數(shù)量擴(kuò)散體壽命傳播機(jī)制M1M2M4M3生物的空間擴(kuò)張能力取決于4個因素二、擴(kuò)散體

定義生物體任何一個部分，在其離開母體后仍能保持活力并在適宜條件下形成新的個體時就成為擴(kuò)散體

類型有性擴(kuò)散體和無性擴(kuò)散體散布體量和大小散布體的量與大小是生物體在適應(yīng)傳播和幼體建立之間協(xié)調(diào)的結(jié)果。大瓶螺及其卵擴(kuò)散體的壽命擴(kuò)散體的壽命指擴(kuò)散體離開母體后能保持活力的時間。繁殖體周期短、擴(kuò)散體壽命長，產(chǎn)量高且傳播機(jī)制有效的物種更有可能在較短時間內(nèi)占據(jù)較大的分布空間，外來物種尤其是入侵種更是如此。褐云瑪瑙螺卵壽命長達(dá)7年三、擴(kuò)散的方式和機(jī)制擴(kuò)散機(jī)制指擴(kuò)散體離開的方式和方法。（一）、自動擴(kuò)散（autochorou）個體的遷移、遷飛、成蟲的飛翔

無性生長擴(kuò)散

動物

張力機(jī)制

膨壓機(jī)制

吸漲和失水機(jī)制（氣流擴(kuò)散）風(fēng)滾型擴(kuò)散體氣流彈射擴(kuò)散具翅擴(kuò)散體塵狀擴(kuò)散體囊狀擴(kuò)散體羽毛或綿毛擴(kuò)散體（三）、重力擴(kuò)散（四）、水?dāng)U散（五）、動物擴(kuò)散人類擴(kuò)散非親和性灰飛虱群體篩選流程圖田間采集的灰飛虱選待產(chǎn)卵的雌蟲單蟲飼養(yǎng)對母本帶毒情況進(jìn)行檢測，篩選出ABCDEFG無毒家系帶毒家系A(chǔ)1