生物入侵教学课件PPT

学 校：河北农业大学学 院：资源与环境科学学院专业班级: 环境科学1101班,姓 名： 张晓利学 号： 2011054020115,生物入侵,主要内容,生物入侵的基本概念生物入侵的渠道和过程入侵生物具有强大竞争能力的原因生物入侵的后果生物入侵的防治中国生物入侵现状在中国造成危害的生物入侵种世界生物入侵之最,一、生物入侵的基本概念,当一种生物体进入以往未曾分布过的地区，并能在当地爆发性繁殖，对当地的物种和生态系统造成危害，即可称为生物入侵。 千万年来，海洋、山脉、河流和沙漠为珍稀物种和生态系统的演变提供了隔离性天然屏障。在近几百年间，这些屏障受到全球变化的影响已变得无效，外来入侵物种远涉重洋到达新的生境和栖息地，并成为外来入侵物种。 据不完全统计，中国的外来入侵种已达400种，世界自然保护联盟（IUCN）公布的世界上最恶劣的100种外来入侵物种，约有一半入侵了我国。,二、生物入侵的渠道和过程,1、入侵渠道 总体来看，生物入侵的渠道包括以下三种： （1）自然入侵 这种入侵不是人为原因引起的，而是通过风媒、水体流动或由昆虫、鸟类的传带，使得植物种子或动物幼虫、卵或微生物发生自然迁移而造成生物危害所引起的外来物种的入侵。 如紫茎泽兰，薇甘菊以及美洲斑潜蝇都是靠自然因素而入侵中国的。,紫茎泽兰在中国的历史分布：A.最早被紫茎泽兰入侵的地区，西双版纳和德宏地区； B. 1960年以前入侵的地区；C. 60年代入侵的地区；D. 70年代入侵的地区； E. 80年代入侵的地区； F. 90年代以后入侵的地区,紫茎泽兰能通过种子和根茎繁殖，其种子很小，一阵风就能将其种子带到几十米开外的地方,紫茎泽兰,薇甘菊,美洲斑潜蝇,（2）无意引进 这种引进方式虽然是人为引进的，但在主观上并没有引进的意图，而是伴随着进出口贸易，海轮或入境旅游在无意间被引入的。 如“松材线虫”就是中国贸易商在进口设备时随着木材制的包装箱带进来的。航行在世界海域的海轮，其数百万吨的压舱水的释放也成为水生生物无意引进的一种主要渠道。此外，入境旅客携带的果蔬肉类甚至旅客的鞋底，可能都会成为外来生物无意入侵的渠道。,斑贝被一艘货船带到北美大陆斑贝堵塞的管道,斑贝危害 触目惊心,（3）有意引进,应当说，这是外来生物入侵的最主要的渠道，世界各国出于发展农业、林业和渔业的需要，往往会有意识引进优良的动植物品种。如20世纪初，新西兰从中国引种猕猴桃，美国从中国引种大豆等。但由于缺乏全面综合的风险评估制度，世界各国在引进优良品种的同时也引进了大量的有害生物，如大米草、水花生、福寿螺等。这些入侵种由于被改变了物种的生存环境和食物链，在缺乏天敌制约的情况下泛滥成灾。全世界大多数的有害生物都是通过这种渠道而被引入世界各国的。,大米草,水花生,福寿螺,2、入侵过程,一般认为外来入侵种的入侵过程可分为几个时期： （1）引入和逃逸期 外来物种被有意或无意引入到以前没有这个物种分布的区域。有些个体经人类释放或无意逃逸到自然环境中。 （2）种群建立期 外来物种开始适应引入地的气候和环境，在当地野生环境条件下，依靠有性或无性繁殖形成自然种群。,（3）停滞期 外来物种经过一定时间对当地气候、环境的适应，开始有一定的种群数量，但是通常并不会马上大面积扩散，而是表现为停滞状态。（4）扩散期 当外来物种形成了适宜本地气候和环境的繁殖机制，具备了与本地物种竞争的强大能力，当地又缺乏控制该物种种群数量的生态调节机制的时候，该物种就大肆传播蔓延，形成大爆发，并导致生态和经济危害。,三、入侵生物具有强大竞争能力的原因,1、通过种子大量繁殖 例如北京最有名的杂草 豚草。它的一株草能结出成千上万粒种子，豚草通过种子留下自己的后代。一旦环境有利于其的生存就会立刻大量生长。 2、化学防御体系 外来物种惯用的另一种手法就是释放有害的化学物质，抑制其他植物的生长或者把本地植物杀死。比如豚草和火炬树都会释放有害物质。而加拿大一支黄花的根系同样能分泌抑制其他植物生长的化学物质，通过这种“卑劣”的手法来侵占原属于土著种的领地。,豚草的花粉粒,豚草,火炬树,加拿大一枝黄花,3、疯狂蔓延的发达根系 如火炬树，它具有非常发达的根系通过根系的向外扩张来繁殖后代，抢夺本地植物的地盘。即使对它们斩草除根，也很难除掉它们，因为那些扔掉的根和茎还有萌生能力。加拿大一支黄花也是这样，地下根茎四处蔓延，侵占其他植物的生存空间。4、超强的光合能力 在我国，这一类植物的典型代表是大米草，它用C4途径进行光合生产，其能力远大于本地的C3途径植物。,5.避开天敌 这是入侵生物具有强大竞争能力的原因最主要原因。在他们的故乡，他们又大量的天敌，使他们没法危害生态环境。如美国白蛾，其在其原产地并没有如此可怕，是因为其原产地有许多限制其种群恶性增殖的限制因子。在美国。它的天敌就有2O多种，以至于在当地它甚至并不被认为是一种害虫。但在中国，由于没有天敌，导致其肆意生长。,四、生物入侵的后果,外来种中入侵种的比例虽然很低，可是一旦成功侵入，就会给新栖息地的生态环境、生物多样性和社会经济造成巨大危害。疾病传播。生物入侵还会直接危害人类健康。 例如紫茎泽兰的茎叶可引起人的手脚皮肤发炎。豚草所产生的花粉是引起人类花粉过敏症的主要病原因，可导致“枯草热”症。除了疯牛病、口蹄疫，外来生物危害人类健康和农业生物的安全，给人类带来的灾难是触目惊心的。公元五世纪下半叶，鼠疫从非洲侵入中东，进而到达欧洲造成约1亿人死亡；1933年猪瘟在中国传播流行造成920万头猪死亡；1997年，香港发生禽流感事件，不得不销毁140万只鸡。因此，不少科学家将外来生物入侵比作“生态系统的癌变”。,经济损失 入侵影响到作物、牧草和经济林，收成的减少和用于控制入侵的管理费用导致每年巨大的经济损失。例如2000年，由外来海洋生物携带的世界性海洋污染生物帕金虫，造成我国北方滩涂养殖宾蛤仔爆发性大规模死亡。仅2002年13种危害最严重的外来物种就给我国造成570亿元的经济损失。,面积约300平方公里的滇池，在引入水葫芦治污之后，本地的水生高等植物仅余3种，68种鱼类仅剩38种。目前我国每年因水葫芦造成的经济损失接近100亿元，光是打捞费用就高达5至10亿元。,滇池的水葫芦,生态退化在自然界长期的进化过程中，生物与生物之间相互制约、相互协调，将各自的种群限制在一定的栖境和数量，形成了稳定的生态平衡系统。当生物传入新的栖境后，如果脱离人为控制逸为野生，在适宜的气候、土壤、水分及传播条件下，极易扩散蔓延，形成大面积单优群落，破坏本地动植物为优势种的群落，危及本地濒危动植物的生存，造成生物多样性的丧失。,外来入侵种影响生态系统的机理：竞争、占据本地物种生态位，使本地种失去生存空间。如薇甘菊、水葫芦和大米草等。与当地种竞争食物或直接杀死当地物种，影响本地物种生存。外来鱼类通过与土著鱼竞争食物并吞食土著鱼卵使土著鱼种类和数量减少的例子很多。如云南的洱海，泸沽湖的麦穗鱼等。分泌释放化学物质，抑制其他物种生长。如豚草，薇甘菊，加拿大一枝黄花等。通过形成大面积的单优群落，降低物种多样性，使依赖于当地物种多样性生存的其他物种没有适宜的栖息环境。如广东的薇甘菊，西双版纳的飞机草等。大量利用本地土壤水分，不利于水土保持。如海南岛和雷州半岛的桉树。破坏景观的自然性和完整性。例如明朝末年引入的美洲产仙人掌等。影响遗传多样性。如加拿大一枝黄花可与假蓍紫菀杂交等。,云南洱海,麦穗鱼,飞机草,桉树,原产北美，作为观赏植物引入我国。繁殖力强，平均每株可形成2万多粒种子。它与其他植物争夺生长空间，吞噬土地，对生态环境和物种安全构成严重威胁，称为“生态杀手”“霸王花”。,加拿大一枝黄花,生物入侵与物种灭绝 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。尤其会严重破坏生物的多样性，加速物种的灭绝，生物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，给当地生态系统带来灾难性影响。,五、生物入侵的防治,清除 当某一物种初到新地时，试图全面根除是可能的。这种手段虽然极端，但已经被南非的很多国家采用了。例如世界范围内的鼠害，到目前为止，世界上有80多个岛屿已经清除了老鼠。但大多数情况下，试图清除是行不通的。因为到目前为止，还没有一个国家建立了有效的早期预告系统来报告入侵物种的到来，很少有相应的专门小组执行有效的根除计划。而且，没有一个国家建立了完整的数据系统来确定是否新引进了某一物种，并且这一物种是否有侵略性。然而，我们都知道，只有在发现及时，立即采用有效手段和全面参与的情况下才有可能根除入侵物种。所以这种措施在实施时有很大的局限性。,化学防治,实行全面检疫，阻止外来种的偶然入侵，采取全面的生态评估和监测，防范引进品种的入侵化学防治对外来物种的化学防治(包括诱饵、驱赶剂和毒药)通常被认为不可取，因为众所周知的广谱杀虫剂对环境和人类健康的影响。但据美国国会透露，有一些新型化学杀虫剂只对某一种或几种害虫起作用，不会影响人类健康。但是，这些化学杀虫剂非常贵，而且需要反复使用，易使害虫产生抗药性。所以化学防治也只是在一定的程度上才有效可取。,机械防治,机械防治有些时候是可行的。例如，在佛罗里达，手工除蜗牛就是根除非洲大蜗牛时使用的方法。然而，大多数外来物种无法用机械防治(如小昆虫和地穴动物)，而且，机械设备的成本很高，对于发展中国家来说不可想象。,生物防治,无论是从生态角度还是经济角度，生物防治被认为是继化学防治和机械防治之后最有吸引力的方法。现在我国泛滥的水葫芦，生物学家也找到了一种水葫芦的天敌象甲。专家在实验室中发现：被放置了象甲的水葫芦，植株明显变小、叶子变小、茎干变细、分支减少，水葫芦的整个生长过程受到抑制。但象甲吃完水葫芦后，是否还会去吃其他的植物，是否会造成再次“引狠人室”?然而，生物防治确实是目前生物学家想到的最合理的方法。,六、中国生物入侵现状,中国地域辽阔，栖息地类型繁多，生态系统多样，大多数外来物种都很容易在中国找到适宜的生长繁殖地，这也使得中国较容易遭受外来物种的入侵。 由于长期以来对外来物种的入侵缺乏足够的认识和系统的调查研究，至今中国仍不能提供较为权威的反映入侵中国的外来物种的目录资料，虽然国家环保总局曾公布了首批16种“外来物入侵物种” ，但实际入侵动植物的数量却远不止这些。据初步统计，目前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、马铃薯甲虫等。,七、在中国造成危害的生物入侵种在中国造成危害的生物入侵种包括：哺乳类中的海狸鼠、麝鼠、褐家鼠等；鸟类中的小葵花凤头鹦鹉、虹彩吸蜜鹦鹉、加拿大雁等；鱼类中的鰕虎鱼、麦穗鱼等小型鱼类，食蚊鱼，胎鱂等；甲壳类中的克氏螯虾等；软体动物中的福寿螺、褐云玛瑙螺等；有害昆虫有白蚁、松突园蚧、美国白蛾、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、美洲斑潜蝇、水稻象、美洲大蠊、德国小蠊、红火蚁等；线虫中的松材线虫等；真菌中的甘薯长喙壳菌等；植物中的土荆芥、喜旱莲子草、刺花莲子草、苋属植物、仙人掌、马樱丹、刺茄、车前属、异檐花属、藿香蓟、豚草、白酒草属、一年蓬、紫茎泽兰、北美一枝黄花、大米草、毒麦、凤眼莲、薇甘菊、飞机草等。,海狸鼠,麝鼠,