生物入侵与生态安全以水葫芦入侵的生态危害与防治为例以水葫芦入侵的生态危害与防治为例 福建农科院农业生态研究所 黄毅斌前言 2002年，多年来在许多大中城市的花草虫鱼市场和海洋馆 颇受青睐的一种观赏鱼一下子成了被无情封杀的“水中狼 族”这就是原产于南美洲亚马逊河流域、通过非法渠 道流入我国的食人鲳（又名食人鱼）。 就此，生物入侵这一学术名词成为新闻热点。那么什么是生物入侵？食人鲳科别：脂鲤科原产地：亚马逊河、圭亚那、委内瑞拉等 地。 特征：卵圆型侧扁。前身灰绿色，腹部大 片红色，臀鳍鲜红色，有锐利的牙齿。 体长：20-30厘米 食性：肉食 活动水层：中低层水域 饲养水温：20-26摄氏度 饲养难度：容易生物入侵 生物入侵（bio-invasion）也称外来种入侵，是指因为人 类的活动有意或无意的将产于外地的生物引到本地，这些 生物快速地生长繁衍，危害本地的生产和生活，改变当地 的生态环境，带来巨大的危害。 牙齿锋利、生性残暴的食人鲳容易识别，最可怕的是那些 温柔杀手，如近年来引起广泛重视的松材线虫、水葫 芦、紫茎泽兰等。与生物入侵相关的两个概念 外来种（alien species）:相对于本地种，是指对某一区 域或特定生态系统而言，不是该区域或生态系统本地的任 何物种（包括其种子、卵、孢子或其他可以使该物种繁衍 的物质）。 入侵种（invasive species ）:指由于其引入已经或将使 经济或环境受到损害，或危及人类健康的外来物种。 生物入侵作为生态问题已日益引起公众和媒体的广泛关注 ，其原因首先在于生物入侵所带来的巨大经济损失。 1999年美国政府估计生物入侵每年对美国造成高达1 230 亿美元的损失。 在我国，仅粗略统计几种主要入侵种所造成的损失即高达 每年574亿元，生物入侵造成的总损失可能达数千亿元人 民币。 然而，生物入侵更严重的后果是对生态和环境的破坏。 生物入侵在个体、遗传、种群、群落、生态系统等各个水 平上产生影响，造成物种濒危、灭绝，生物多样性丧失， 并严重影响原有生态系统的结构和功能。 生态安全 生态安全（ecological safety）是近年来新提出 的概念，尚未有普遍的定义。一般有广义和狭义 的两种解释。前者以国际应用系统分析研究所 (IASA，1989)提出的定义为代表：生态安全是指 在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障 来源、必要资源、社会次序和人类适应环境变化 的能力等方面不受威胁的状态，包括由自然生态 安全、经济生态安全和社会生态安全，组成的一 个复合人工生态安全系统。 狭义的生态安全是指自然和半自然生态系统的安全，即生 态系统完整性和健康的整体水平反映。其包含两重含义， 一是生态系统自身是否安全；二是生态系统对人类是否安 全，即生态系统所提供的服务是否满足人类生存需要。 生态安全问题可以从纵向即可能造成生物危害的主体 （转基）因生物体、病原体和入侵型外来生物角度，也可 以从横向即可能受到生物危害的对象人体健康和生态 环境两个角度来研究。 因此，生物入侵是生态安全的一 个重要研究领域。生物入侵的主要方式 有意引进 即引入用于农林牧渔业生产，生态环境改造和恢复、景观美化等目的的物 种，之后演变为入侵物种。如我国20世纪60、70年代广泛推广的“三水植 物”（水葫芦、水花生、水浮莲）。 无意传入 是因贸易、运输、旅游等活动而无意识地传入。如松材线虫1982年首先在 我国南京中山陵被发现，以后相继在江苏、安徽、广东、浙江和香港成灾 。它就是进口设备时，随着木材制的包装潜入我国的。 自然入侵 自然入侵是生物靠自身的扩散传播或借助自然力量传入，如飞机草 (Chromolaena odorata)、紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)这两种 植物大约于20世纪50年代末从中缅、中越边境传人我国，现已广泛分布于 云南、广西、贵州、四川等省的许多地区. 入侵生物对生态安全的危害及影响 1 改变物种组成，破坏生物多样性 在自然界长期演变过程中，生物与其天敌相互制约，各自 的种群都极限在特定的区域内，当一种生物传人新区之后 ，由于缺乏足够的生态阻力，极易扩散蔓延，形成单优群 落，与本土物种竞争生存空间，造成本土物种数量减少乃 至灭绝。 2 改变种群结构，破坏生态平衡 外来有害生物侵入新区后，在生态系统中占据适宜的生态 位，种群迅速增殖，发展成为当地新的优势种，进而影响 本土生态系统的结构和功能，打破原有生态系统平衡，对 当地生态系统产生不利影响。 3 污染生态环境，威胁人畜健康 许多入侵生物是人类的病原或病原的传播媒介，一旦它们 入侵成功，可能会造成大范围的疾病流行，严重影响人类 的健康和生存。如豚草花粉就是人类变态反应症的主要致 病源之一，空气中飘浮的大量脉草花粉会引起过敏体质者 患枯草热病. 4 造成巨大的经济损失 外来生物一旦入侵成功，要彻底根除是极为困难的。用于 控制其危害、扩散蔓延的防治代价极大，费用极为昂贵。 为了减少外来种的危害，需要采取各种耗资不菲的防除措 施，例如各种形式的检疫、控制和根除等。 据不完全统计，我国外来杂草共有107种，外来 动物40余种。 2003年，中国国家环保总局公布了首批入侵中国 的外来物种名单（植物9种，动物7种）。 1.紫茎泽兰；2.薇甘菊；3.空心莲子草；4.豚草；5.毒麦； 6.互花米草；7.飞机草；8.凤眼莲； 9.假高梁；10.蔗 扁蛾；11.湿地松粉蚧；12.强大小蠹；13.美国白蛾；14. 非洲大蜗牛；15.福寿螺；16.牛蛙紫茎泽兰 （解放草、破坏草） (Eupatorium adenophorum) 原产中美州，现分布于我国云 南、广西、贵州、四川、台湾 ，排挤本地植物；侵入经济林 和农田；全株有毒，危害畜牧业等 薇甘菊 (Mikania micrantha)原产中美洲，现广泛分布于我国 香港、澳门、和广东珠江三角洲 地区，严重危害68米以下的天 然次生林、人工速生林、经济林 和风景林 豚草 (Ambrosia artemisiifolia) 为一种恶性杂草，原产北美洲， 1935年发现于杭州，在我国见 于东北、华北、华东和湖北 。 花粉会引起人类过敏反应。空心莲子草（水花生、喜旱莲子草） (Alternanthera philoxeroides)原产南美洲，现几乎遍及我国黄河 流域以南地区。 毒麦(Lolium temulentum)原产欧美洲 地中海地区，现广 布世界各地，是我国限制检疫对 象，我国除西藏和台湾外，各省 (区）都曾有过报道。 互花米草(Spartina alterniflora)原产美国东南部海岸，1979年引 入我国，分布于我国上海、浙江 、福建、广东、香港 飞机草（香泽兰） (Eupatorium odoratum)原产中美洲1934年在云南 发现，现分布于我国台湾 、广东、香港、澳门等地 ，危害多种植物和牧场。 假高梁（石茅、阿拉伯高粱）(Sorghum halepense)原产地中海地区，现分布与我国16 个省（自治区、直辖市），是30多 种家作物的杂草 凤眼莲（水葫芦） (Eichhornia crassipes) 原产巴西，见于我国华北、华东、华中和华南的19个省（自治区、直辖市），作 为猪饲料推广后大量逸生，堵河道、破坏水生态系统等。 蔗扁蛾(香蕉蛾) (Opogona sacchari)原产非洲，1987年随巴西木进入广州 ，现传入我国10余个省、直辖市、威 胁农作物、果树、名贵花卉等。 强大小蠧（红脂大小蠧） (Dendroctonus valens )原产非洲，现分布于我国山西 、陕西、河北、河南等地，严 重危害松树。 非洲大蜗牛（褐云玛瑙螺）(Achatina fulica)原产非洲东西部，1920年在 福建厦门发现，现已扩散到 我国香港、台湾、海南、广 西等地，已成为危害农作物 、蔬菜和生态系统的有害生 物 湿地松粉蚧(Oracella acuta)原产美国，1988年随湿地松无性 系穗进入我国，广东、广西、福 建等地有报道，严重危害松林 美国白鹅(秋幕毛虫、秋幕蛾) (Hyphantria cunea) 原产北美洲，现分布于我 国辽宁、河北、山东 、天津、陕西、等地 ，危害果树、林木、 农作物及野生植物等 200多种植物。福寿螺 (大瓶螺)(Pomacea canaliculata) 原产亚马逊河流域， 1981年引入，现广泛 分布于我国广东、福 建、云南、浙江等地 ，危害水稻，威胁水 生贝类、植物，也是 一些寄生虫病的中间 宿主。 牛蛙（美国青蛙）(Rana catesbeiana)原于北美洲，1959年引 入我国，现遍及我国北 京以南地区。适应性强 ，使本地两栖类面临减 少和绝灭的危险。 目前在我省发现的入侵物种多达几十种，由于缺 乏广泛的调查和深入的研究，其发生范围和危害 程度还难于估算。 其中影响较大的物种有水葫芦（学名凤眼莲）、 水浮莲、米草、福寿螺、美洲斑潜蝇、水花生、 银胶菊、微甘菊等。外来物种，银胶菊，惠安紫山。水花生危害稻田，农林大学。受大米草威胁的红树林（龙海紫泥） 其中水葫芦是为害最为严重的世界性问题 。在我国，近几年水葫芦的大面积发生造 成的水产养殖危害和对水库安全的威胁时 有报道，并引起各界的关注，据估计目前 我国每年因水葫芦造成的经济损失接近 亿元。1水葫芦的生物学特性 1.1 形态特征 水葫芦Eichhornia crassipes (Mart.) Solms 原产南美洲，属雨久花科凤眼莲属 ，为多年生、漂浮性、宿根、大型水生草 本植物，学名名凤眼蓝。俗称水荷花和“ 猪耳朵” ，英文名water hyacinth(水风 仙子) 。自然条件下可以生长到lm。图1 凤眼莲植株形态 A风眼莲生长型； B花蕾； C老分株； D新分株 1侧根；2花苞； 3花；4叶鞘； 5叶片；6花梗； 7基叶；8叶柄； 9根茎；10佛焰苞 叶基生，广肾形或阔卵形，宽515cm，长20 30(40)cm，微弯，常呈波浪状，簇生于短缩茎上 ，斜出向上生长，成株一般具有67片叶。 叶深绿有光，叶肉肥厚，柔嫩多汁，叶面略有蜡 质，有光泽，叶长2030cm，自然群落中有时 甚至可达lm以上。 叶脉多而密、纤细、纵向分布，叶柄中部膨大如 葫芦状，主要为海绵组织，内贮有很多空气，使整个植株得以漂浮水面。 根为须根，似柔软的羽毛，丛生于短缩茎基部， 向下分散，悬垂水中，吸收营养，新根蓝紫色， 老根紫黑色。 花为穗状花序，有小花610朵，蓝紫色，花茎 中部具有鞘状的苞叶；花呈漏斗状，花瓣6，藏蓝 、淡紫或桃色，最上一片花瓣中部有一鲜黄色斑 点，雄蕊6枚，雌蕊1枚，子房上位。 一个花序大约可结300粒种子，种子极小，千粒 重为04g左右，呈枣核状，黄褐色。1.2 繁殖特性 无性和有性两种繁殖方式，以无性繁殖为主。 无性繁殖通过匍匐茎增殖，即从其缩短茎的基部叶腋中横 出抽生匍匐枝，匍匐枝伸到一定的长度后，其先端的芽形 成新的分株，分株不久再生分株，进行自然无性繁殖，每 一叶腋都可能抽生一新植株。 种子生命力极强，在水中可存活520年，在温暖、浅水 和高光照条件下萌发出实生苗而进行有性生殖。先是沉水 的种子根伸入基质中，随后形成45片515mm长的线 状叶，第6片及随后的叶片具有大量的通气组织，当具有 充足浮力的时候，幼苗就脱离初生主根而浮出水面。 在自然生境中，由于种子萌发和幼苗生长的条件难以满足 ，故实生苗难以见到。王东于2001年在我国海南省发现了 其实生苗，说明其在我国已经归化，能行有性繁殖。1.3 生态适应性 在淡水生境中都能生长繁殖，包括浅水的季节性池塘、沼 泽、缓慢流动的水体以及大的湖泊、水库和河流。 地理上，一般分布在冬