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1入侵生物学2生物入侵的概念•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。•或定义为：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3外来种的界定•于特定的生态系统与栖境来说，任何非本地的物种都叫作外来物种（alienspecies）[现代生态学]。•（外来物种是指那些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、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。）•外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点；被入侵生态系统具有足够的可利用资源，缺乏自然控制机制，人类进入的频率高等特点。•外来物种的“外来”是以生态系统来定义的4外来种的界定•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5入侵种的界定•对当地生态环境，造成严重危害的外来物种即被称为“入侵种”（invasivespecies）•“入侵种”不同于“外来物种”，它特指的是有害的外来物种，如“凤眼莲”、“松材线虫”、“大米草”等，其范畴小于“外来物种”6全球外来生物入侵实录•狮子鱼•10年前，水族爱好者无意间将狮子鱼（又名蓑）引入加勒比海和美国东南海域。由于没有天敌存在，这一外来物种的数量呈爆炸性增长趋势。为了保持生态平衡，洪都拉斯当地潜水员正与罗丹国家公园的工作人员合作，训练鲨鱼捕杀入侵的狮子鱼。7全球外来生物入侵实录•斑马贝•最初通过船只的压舱水溜入美国。自上世纪八十年代以来，它们已经堵塞了管道。它们堵塞的都不是细管——修理这些堵塞的管道总计耗费了数十亿美元。这些斑马贝不只附着于管道，还粘在发动机和其它当地贻贝上，肆虐船主，杀死大量野生动物。8全球外来生物入侵实录•蛇头鱼•可怕之处在于，一旦它们在一个池塘或是湖泊中大批滋生的话，它们会吃掉所有能够发现的目标。蛇头鱼的独特之处在于，它们拥有一个特殊的呼吸系统，可以在水面上呼吸空气。9全球外来生物入侵实录•亚洲鲤鱼•2012年3月，奥巴马政府宣布，将斥资5150万美元，防止五大湖遭到亚洲鲤鱼入侵。在密西西比河，亚洲鲤鱼从本土鱼口中疯狂抢夺食物，被美国官方称之为“最危险的外来鱼种”。10全球外来生物入侵实录•“贝蒂”•2012年3月，地中海发现一种可怕的寄生虫，其外形与科幻电影中的外星人无异，它们“攻占”了鲷鱼的舌头，并一直呆在那里吸寄主的血。这种寄生虫在地中海地区迅速繁殖，有些地区几乎一半的鱼类都被其感染，研究人员将其命名为“贝蒂”。11全球外来生物入侵实录•食人鱼•2012年7月，广西柳州市的张先生在柳江河白沙二队附近亲水平台给小狗洗澡时，竟然被3条凶猛的鱼攻击。当时其中一条鱼突然咬住张先生的手掌不放，张忍痛将鱼摔上岸，才发现自己的手掌几乎被啃掉一块肉。据渔政部门透露，攻击张先生的是食人鱼，是南美洲食肉的淡水鱼。近年来，广西乃至国内不少江河均有发现食人鱼的报道见诸报端，跟作为观赏鱼的食人鱼流入自然界脱不了关系。这种外来的凶猛鱼种，一旦在某一流域达到一定的规模时，它们就会大量地“屠杀”水中其他的鱼类，给当地生态平衡带来严重的危机。12全球外来生物入侵实录•欧洲椋鸟•1890年，美国一位名叫尤金·施齐费林的莎士比亚崇拜者在纽约放飞了他从欧洲带回来的60只欧洲椋鸟。他希望能够把莎士比亚作品中所提到的鸟类都引入到美国境内。第二年，他又出于同样的目的放飞了40只欧洲椋鸟。如今，无所不在的欧洲椋鸟不仅仅是噪音的制造者，而且还对美国的农业生产造成了巨大的影响。据了解，每年欧洲椋鸟所造成的美国农业经济损失达8亿美元。此外，大量的飞鸟对飞机的飞行也是一个致命的威胁。13全球外来生物入侵实录•杀人蜂也叫“非洲化蜜蜂”，它的毒性很强，甚至可以蜇死人和动物，杀人蜂的名字由此而来。杀人蜂事实上是一种杂交蜜蜂。由于杀人蜂生命力强，繁殖速度快，它们已经在世界许多地区大肆漫延。2007年，人们在美国新奥尔良地区发现了杀人蜂。2009年，杀人蜂又开始出现于犹他州境内。在南美地区，杀人蜂的漫延速度更是快得惊人。14全球外来生物入侵实录•海蟾蜍•1935年，澳大利亚人引入了首批20只海蟾蜍并投放到昆士兰州的甘蔗园中，控制甘蔗园中的虫害。到1937年，总共大约有6万只海蟾蜍被引入澳大利亚。然而，海蟾蜍并没有起到灭虫的作用，反而带来了另一场灾难。首先，海蟾蜍可以吃掉身边所有的可能食物，这对当地食物链造成严重影响。其次，它们身上的毒液可以杀死许多捕食者，让它们在澳大利亚成为没有天敌的强者。诸多原因最终导致了海蟾蜍的泛滥成灾。15•2012年4月，日本和南非等7个国家的研究人员通过共同调查研究发现，许多外来植物正以附着在游客和科考队员衣服上等方式入侵南极，而现在每年有超过3万人到南极旅游观光。当前，南极的生态系统引人担忧。16•灰松鼠是一种原产于美国东部和加拿大东部等地区的松鼠，灰松鼠来到英国后成为了臭名昭著的入侵者。与灰松鼠相比，英国本土的红松鼠体型较小，根本不是灰松鼠的竞争对手。此外，灰松鼠身上携带了一种致命病毒，这种病毒只会感染红松鼠，而对灰松鼠却毫无影响。灰松鼠严重影响了英国当地生态系统的平衡。英国人发起了各种不同形式的“拯救红松鼠”运动。根据英国法律，灰松鼠被认为是一种“害兽”。17•野葛是一种观赏性攀援植物，野葛在美国获得了两个外号，第一个外号是“吃掉南方的攀援植物”，第二个外号是“绿色危险物”。野葛在美国南方各州疯狂蔓延，泛滥成灾，甚至大有继续北上之势，触角最北端已伸到新泽西州。美国土地上的野葛几乎没有任何天敌……18我国生物入侵现状•入侵情势•已有400多种外来物种“全面”入侵中国，在国际自然保护联盟公布的全球100种最具有威胁的外来生物中，入侵中国的物种有50余种，其中11种主要外来生物每年给中国造成的经济损失高达570亿元•中国已成为外来生物入侵最严重的国家之一，近10年来，新入侵中国的外来生物至少有20余种，平均每年新增约2种，外来生物入侵呈现出传入数量增多、频率加快、蔓延范围扩大、发生危害加剧、经济损失加重的趋势19我国生物入侵现状•中国已知的外来入侵物种至少包括300种入侵植物，40种入侵动物，11种入侵微生物。其中水葫芦、水花生、紫茎泽兰、大米草、薇甘菊等8种入侵植物给农林业带来了严重危害，而危害最严重的害虫则有14种，包括美国白蛾、松材线虫、马铃薯甲虫、牛蛙等20中国最具危险性的20种外来入侵物种及其分布与危害21生物侵入后果•经济损失•在中国，从南到北、从东到西，几乎随处可见这些外来生物入侵者制造的麻烦。“中国是遭受外来物种入侵最严重的国家之一。•2001～2003年，原国家环保总局组织开展了全国外来入侵物种调查。调查发现，全国共有283种外来入侵物种，每年对经济和环境造成的损失约1200亿元，而现在损失已经高达2000亿元。•据国际自然资源保护联盟（IUCN）的报告，外来物种入侵给全球造成的经济损失每年超过4000亿美元。令人担忧的是，在这些外来入侵物种中，46.3%已经入侵自然保护区。”•国家环境保护部自然生态保护司生物安全管理处王捷处长日前说。环保专家认为，近年来，中国外来生物入侵现象日益增多，由此造成的生物安全问题也越来越严重，有效防范外来物种入侵刻不容缓22生物侵入后果•对于任何一个国家而言，想要彻底根治已入侵成功的外来物种是相当困难的，实际上，仅仅是用于控制其蔓延的治理费用就相当昂贵。在英国，为了控制12种最具危险性的外来入侵物种，在1989～1992年，光除草剂就花费了3.44亿美元，而美国每年为控制“凤眼莲”的繁殖蔓延就要花掉300万美元，同样，中国每年因打捞水葫芦的费用就多达5～10亿元，由于水葫芦造成的直接经济损失也接近100亿元•据美国、印度、南非向联合国提交的研究报告显示，这三个国家每年受外来物种入侵造成的经济损失分别为1500亿美元，1300亿美元和800多亿美元。而据国际自然资源保护联盟的报告，外来物种在非洲蔓延迅速，已严重破坏了生物多样性和经济发展，每年造成的经济损失多达数十亿美元，且报告的起草人霍华德认为，目前所了解到的外来物种给非洲造成的破坏可能只是冰山一角，其对非洲生态和经济发展的影响可能要比估计的大得多23生物侵入后果•物种灭绝•外来有害生物侵入适宜生长的新区后，其种群会迅速繁殖，并逐渐发展成为当地新的“优势种”，严重破坏当地的生态安全•外来物种入侵是威胁生物多样性的头号敌人，入侵种被引入异地后，由于其新生环境缺乏能制约其繁殖的自然天敌及其他制约因素，其后果便是迅速蔓延，大量扩张，形成优势种群，并与当地物种竞争有限的食物资源和空间资源，直接导致当地物种的退化，甚至被灭绝•（生物的多样性是包括所有的植物、动物、微生物种和它们的遗传信息和生物体与生存环境一起集合形成的不同等级的复杂系统。虽然一个国家或区域的生物多样性是大自然所赋予的，但任何一个国家莫不是投入大量的人力、物力尽力维护该国生物的多样性。）24生物侵入后果•破坏生态•外来物种入侵，会对植物土壤的水分及其他营养成份，以及生物群落的结构稳定性及遗传多样性等方面造成影响，从而破坏当地的生态平衡。如引自澳大利亚而入侵中国海南岛和雷州半岛许多林场的外来物种薇甘菊，由于这种植物能大量吸收土壤水分从而造成土壤极其干燥，对水土保持十分不利。此外，薇甘菊还能分泌化学物质抑制其他植物的生长，曾一度严重影响整个林场的生产与发展25生物侵入后果•威胁健康•40年前传入中国的豚草，其花粉导致的“枯草热”会对人体健康造成极大的危害。每到花粉飘散的7～9月，体质过敏者便会发生哮喘，打喷嚏，流鼻涕等症状，甚至由于导致其它并发症的产生而死亡26课程刚要•第一章入侵生物学学科的形成与发展（2学时）•第二章入侵物种的生活史和生殖对策(4学时)•第四章入侵物种的种群遗传学(2学时)•第五章入侵物种表型可塑性与适应性进化的基本理论与研究分析(4学时)•第七章入侵物种种群的形成、扩张与扩散分布(4学时)•第八章入侵物种与本地物种的相互作用(4学时)•第九章入侵植物的化感作用(4学时)•第十章入侵植物与生态环境的相互作用(4学时)•第十一章入侵生物学假说(4学时)27第一章入侵生物学学科的形成与发展28第一节入侵生物学学科的发展历程•一、萌芽期（20世纪80年代之前）•生物转移和引入现象19世纪，达尔文的《物种起源》，提到了生物转移和传入现象（1859，Darwin）•天敌引进控制外来生物1888年澳洲瓢虫•入侵生物学研究的开端1958年，CharlesEltonEcologyofInvasionsbyAnimalsandPlants•生物入侵问题受到关注如Baker(1974)---AnnualReviewofEcologyandSystematics,BurdonandChilver(1977)---OecologiaTheEvolutionofColonizingSpeciesAnalysisofEcologicalsystems•尚未普遍关注，尚未成为独立学科（20世纪60-70年代）29第一节入侵生物学学科的发展历程•二、成长期（20世纪80-90年代）•得到重视（20世纪80年代开始）•1.科学家开始重视入侵植物的生态学效应•2.提出重要科学问题•ScientificCommitteeonProblemsoftheEnvironment,SCOPE（）•3.涌现出版物•EcologyofBiologicalInvasionsofNortheAmericaandHawaii•BiologicalInvasions•AGlobalPerspective(论文集)30第一节入侵生物学学科的发展历程•三、快速发展期（20世纪90年代至今）•热门的研究领域•1.行政立法与管理措施不断加强•40多个国际（地