近十年中国生物入侵研究进展

***生物入侵已对入侵区的生态环境、社会经济和人类健康造成了严重的威胁,成为了21世纪五大全球性环境问题之一。*生物入侵的格局与趋势*外来入侵的机制*外来入侵的生态学效应*主要入侵种的控制与管理*研究展望生物入侵的格局与趋势入侵种的多样性与格局查明我国入侵物种共529种植物270种动物198种微生物61种中国的外来陆生草本植物总数就多达800种,只是其中65%的物种其入侵性尚不明确。因此，推测我国境内入侵种的数量可能已经远大于目前已列入编目的数量。数量生物入侵的格局与趋势入侵种的多样性与格局中国的入侵植物来自48科177属,其中双子叶和单子叶植物分别约占79.6%和20.4%。大陆地区最常见的入侵种来自菊科、禾本科和十字花科;而台湾地区则多来自苋科、旋花科和柳叶菜科,两地均未发现蕨类植物或其近缘种入侵。入侵动物鞘翅目(29种)、同翅目(19种)、双翅目(13种)。入侵微生物植物病原真菌占44.3%，植物和养殖鱼虾类病毒36.1%，植物病院细菌19.6%。分类学互花米草（禾本科）紫茎泽兰（菊科）五爪金龙（旋花科）生物入侵的格局与趋势入侵种的多样性与格局大陆地区绝大多数的入侵种来自北美洲，而台湾、香港、澳门绝大多数的外来种多来自南美洲。北美与中国大陆气候环境相似，中国是北美地区最大的贸易伙伴国之一；港澳台地区与南美洲气候与生境类型相似性较北美洲更高。中国95%以上的入侵种是人为引入或带入的,但是也有76.3%的入侵动物是因为检疫疏漏或随商品和运输工具无意传入。来源及传入途径生物入侵的格局与趋势入侵种的多样性与格局16-19世纪：缓慢增长期。19-20世纪中期：快速增长期。20世纪后期至今：暴发成灾阶段。入侵植物爆发成灾时间较长，为50年左右；昆虫只需10年左右即可暴发成灾。传入和成灾时间生物入侵的格局与趋势入侵种的多样性与格局外来生物已经入侵了我国几乎所有的生态系统，其中有超过80%的入侵种出现在农田、森林和植物园等人工干扰频繁的生境中。全国入侵种(如植物)的密度呈现出东部和南部省(市、区)高、西部和北部省(市、区)低的空间格局。该格局与我国土著物种多样性、气候适宜性、人口和交通密度、人类活动强度和经济发展水平的空间分布格局基本一致。生境及空间分布格局生物入侵的格局与趋势入侵种的多样性与格局入侵种的传播和扩散ZhuL,SunOJ,SangW,etal.Predictingthespatialdistributionofaninvasiveplantspecies(Eupatoriumadenophorum)inChina[J].LandscapeEcology,2007,22(8):1143-1154.对于紫茎泽兰(Eupatoriumadenophorum)的研究发现,该入侵植物的扩散路线是沿着道路和河流展开的,由此确定了对其防控重点。入侵物种的潜在分布区预测也取得了一定进步,并在国家入侵物种防控和管理政策的制定中得到了成功应用。生物入侵的格局与趋势入侵趋势预测中国生物入侵形式还有进一步恶化的风险，生物入侵的趋势还将更加严峻。中国入侵木本植物较美国低，中国未来会面临木本物种入侵的威胁。道路密度与入侵物种密度呈正相关，与美国相比，中国无论是道路密度还是入侵物种密度均较低。入侵种数量与各经济体的经济发展水平呈正相关。中国快速兴起的城市化进程也会推动入侵种的区域性扩张。外来入侵的机制外来种的成功入侵是其内禀优势、资源机遇与人类干扰共同作用B型烟粉虱(BemisiatabaciB-biotype)的成功入侵受其寄主广泛、繁殖能力大、抗药性强、对逆境环境具有极强适应性等独特的内禀优势驱。椰心叶甲(Brontispalongissima)环境与原产地相似。棕榈科植物资源丰富，提供食物来源。填补空缺生态位。棕榈植物提供稳定微环境。水葫芦(Eichhorniacrassipes)易侵入富营养化的水体引自互动百科外来入侵的机制表型可塑性和适应性进化不同生境的喜旱莲子草(Alternantheraphiloxeroides)表现出极显著的表型趋异,但在单独的同质园条件下,这种差异不复存在;不同生境与地点的喜旱莲子草具有相同基因型。入侵中国的松材线虫(B.xylophilus)来自多个国家,不同来源种群的多次大量入侵,导致其入侵种群拥有了丰富的遗传变异。因而没有出现明显的瓶颈效应。外来入侵的机制天敌释放我国科学家利用土著天敌虫白蛾周氏啮小蜂(Chouioiacunea)成功控制美国白蛾扩散。外来入侵的机制种间互利或偏利共生红脂大小蠹(Dendroctonusvalens)与其伴生真菌长梗细帚霉(Leptographiumprocerum)共生能够提升其与本地种的竞争力。外来入侵的机制化感作用化感作用是入侵种与土著种竞争的重要策略，但目前很难得出化感作用与入侵性之间的关系。外来种入侵的生态学效应对生物多样性、群落演替格局和生态系统服务功能的影响外来种入侵已严重影响到我国生物多样性资源,局部改变了物种原有的空间分布格局,甚至造成了一些土著种濒临灭绝。1.互花米草入侵导致红树林消失，原有滩涂鱼虾蟹贝类大幅度降低。降低土著植物丰富，甚至灭绝。改变根际微生物功能群，影响整个生态系统营养循环过程。2.红火蚁捕食土著蚂蚁，造成生态系统捕食者结构简单化。3.松材线虫入侵马尾松林后，生物多样性反而大幅增加，说明植被被松材线虫危害后，反而使得群落朝更高、更稳定的方向演替发展。外来种入侵的生态学效应对生物多样性、群落演替格局和生态系统服务功能的影响外来种入侵已严重影响到我国生物多样性资源,局部改变了物种原有的空间分布格局,甚至造成了一些土著种濒临灭绝。1.互花米草入侵导致红树林消失，原有滩涂鱼虾蟹贝类大幅度降低。降低土著植物丰富，甚至灭绝。改变根际微生物功能群，影响整个生态系统营养循环过程。2.红火蚁捕食土著蚂蚁，造成生态系统捕食者结构简单化。3.松材线虫入侵马尾松林后，生物多样性反而大幅增加，说明植被被松材线虫危害后，反而使得群落朝更高、更稳定的方向演替发展。外来种入侵的生态学效应对生态系统化学性质和生物地球化学循环的影响外来入侵种导致生境的化学性质变化，促进生物入侵发生，形成入侵“正效应”。例如互花米草截留海水中硫元素，增加硫酸盐还原反应底物，可能抑制土著植物生长。外来种入侵可改变系统的生物地球化学循环过程。例如紫茎泽兰改变土壤微生物群落结构，影响生态系统氮循环过程和速率。有些外来种入侵后,土壤营养资源被极大消耗,由此造成了土壤的可耕性受到破坏。例如松材线虫影响松林后，土壤磷、全氮、有机质等营养元素均不同程度减少。外来种入侵的生态学效应对其他影响外来种入侵对经济活动的最大危害,在于其对农、林、牧、渔业生产、交通航运等带来的直接破坏,并由此造成了巨额的经济损失。外来入侵种的间接影响危害更为巨大，比如媒介昆虫入侵会造成农作物病害大爆发。外来种入侵除了导致严重的经济损失外,关于其对人类健康、环境和公共设施安全带来的威胁也值得重视。主要入侵物种的控制与管理1.互花米草（Spartinaalterniflora）2.喜旱莲子草(Alternantheraphiloxeroides)3.紫茎泽兰(Eupatoriumadenophorum)4.豚草(Ambrosiaartemisiifolia)5.水葫芦(Eichhorniacrassipes)6.椰心叶甲(Brontispalongissima)7.松材线虫(Bursaphelenchusmucronatus)8.美国白蛾(Hyphantriacunea)9.马铃薯甲虫(Leptinotarsadecemlineata)10.苹果蠹蛾(Carpocapsapomonella)11.桔实小蝇(Bactroceradorsalis)12.红火蚁(Solenopsisinvicta)13.烟粉虱(Bemisiatabaci）研究展望生物入侵全境性科学考察目前入侵我国的外来种已经打到520余种，与国土面积、生境类型等相近的国家相比,中国目前的入侵种数量似乎并不多。有很大的可能是因为中国对于境内入侵种认识模糊，因此,关于外来入侵种的全境性科学考察和安全性评估仍是当前一项迫切需要开展的工作。研究展望入侵种的进化生态学外来入侵种压缩了传统生态学和进化生物学所涉及的空间和时间尺度，所以外来入侵种成为研究生态学和进化生物学重大问题的理想材料或模式生物。我们应该从生物多样性，外来种与土著种种间关系，自然选择，气候变化等方面关注生物入侵的进化生态学问题。研究展望入侵的基因组学在基因组水平上揭示外来种入侵性产生和进化的分子机制。这个方面需要解决一下三个问题。1.与外来种的入侵性密切相关的基因或基因型的发现；2.这些基因或基因型增强外来种入侵性表达的机理；3.在基因组水平上外来种的入侵性(特征)实现进化的途径。研究展望生物入侵的生态系统影响有必要从多尺度、多个生态系统出发,针对更多的外来种(包括植物、动物和微生物)入侵对森林、草原、农田、海洋和淡水生态系统等的影响展开系统、深入的研究。研究展望生物入侵与全球变化主要过程的相互作用几乎所有全球环境变化的主要过程(如全球气候变化、土地利用和土地覆盖变化、环境污染、荒漠化与生物多样性丧失等)都与生物入侵相互作用。今后需要从不同尺度更加系统的分析生物入侵问题。研究展望管理与控制技术创新1.制定法规，加强对于生物入侵的行政和司法干预；2.构建不同尺度的评估体系；3.加强检测技术，提高监测的效率和精度；4.加强物理、化学、生物技术研究，阻截扑灭重大入侵物种。参考文献1.鞠瑞亭,李慧,石正人等.近十年中国生物入侵研究进展[J].生物多样性,2012,20(5).DOI:10.3724/SP.J.1003.2012.31148.2.ZhuL,SunOJ,SangW,etal.Predictingthespatialdistributionofaninvasiveplantspecies(Eupatoriumadenophorum)inChina[J].LandscapeEcology,2007,22(8):1143-1154.所有图片未特别说明均引自百度百科*