生物入侵的危害与防治措施

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  • 更新时间2018-06-29
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  摘要介绍了无意引进、有意引进、自然入侵等生物入侵的途径,通过国内外一些生物入侵的事例说明了外来物种入侵到新环境后所带来的危害,并阐述了全面实行检疫、加强立法、加强宣传力度、直接清除等防治措施。


  关键词生物入侵;危害;防治措施


  地球上的物种被大海、河流、沙漠以及高山等自然屏障相互隔开,形成了各式各样的生态系统,而任何一个非本地生态系统的物种都可以被称作外来物种。这些外来物种在新的环境由于有足够的食物资源以及生存空间,且缺乏天敌[1],其中一部分外来有害物种往往以难以控制的速度生长繁殖,给人类带来巨大的损失,这类外来有害物种被称作入侵物种,而这一过程就被称作生物入侵。


  生物入侵属于世界三大环境问题之一。例如,起源于墨西哥的马铃薯晚疫病在19世纪传入欧洲,之后在爱尔兰暴发,暴发期间导致爱尔兰的马铃薯产量减少了50%[2];1859年,12只野兔从欧洲被带入了澳大利亚,由于澳大利亚没有野兔的天敌,而且野兔繁殖很快,与当地牛、羊等争夺牧草,严重威胁畜牧业,对澳大利亚当地的草原生态系统造成了严重损害[3]。


  世界各国越来越关注生物入侵问题,但是依旧没有从根源上认识生物入侵,有关生物入侵的研究亟待加强。


  我国地域广阔,气候多变,地形更是千变万化,拥有多种多样的生态系统,许许多多的外来有害物种都能够找到适宜的生存环境。自从改革开放以后,我国与世界各地的交流越来越频繁,最终导致我国成为外来物种入侵最严重的国家之一。我国的外来入侵物种来源非常广泛、种类繁多、繁殖快。但我国目前依旧处于生物入侵防治的初期,研究基础差,技术不足,所以加强研究是目前的首要任务[4]。为此,笔者介绍了生物入侵的途径、危害、防治措施,旨在为有害生物入侵防控提供借鉴。


  1生物入侵的途径


  1.1无意引进


  外来物种主要是通过无意引进、有意引进和自然入侵3种方式传入入侵地,其中无意引进主要是指通过船只携带和海洋垃圾2种方式。


  1.1.1船只携带。


  随着水路运输业的发展,部分有害的外来物种通过船只携带入侵到别的生态系统,这种入侵途径虽然是由人为因素引起的,但是人类主观意识上并没有引进的意图[5]。


  海洋占据了地球绝大部分的面积,海洋中也有着成千上万的物种,由于低盐的河口径流、海洋之间的大陆阻隔、海洋各板块间温度的差别等外界环境的限制,一些海洋生物只能够在规定的区域生存繁殖,这部分海洋生物被称作该海域的本地种或地方种[6]。但由于洋流、潮水、台风等外界因素的影响,或者通过海鸥、鲨鱼、海豚等海洋动物的携带使一些海洋生物偏离其原来生活区域,分布范围不断扩大,最后成为广布种。但是有些生物的转移却与船只的携带有关。


  船只里面的压舱水主要来自沿途的水域以及船只的始发港,而压舱水的异地排放使得一些海洋生物从一个区域被带入另一个区域,从而给了一些外来入侵物种入侵的机会。据有关部门估计世界上每年有100亿t以上压舱水被转移到全球各地,每年通过压舱水而被转移的生物数量巨大[7]。存在于我国沿海水域赤潮生物主要通过船只的携带在世界各地传播。如今我国沿海部分地区赤潮现象也不断加剧,而外来生物有着不可避免的责任[8]。有些生物并不是通过压舱水入侵其他地区的,例如藤壶等营固着生物通过附着在船只表面被带入世界各地[9]。不管通过何种途径入侵,它们都有可能给人类带来灾难。


  随着经济的发展,旅游业也越来越发达。出入境的游客们往往会有意或无意携带一些外来有害物种,甚至游客的衣物、鞋都有可能隐藏着外来有害物种,造成生物入侵。


  1.1.2海洋垃圾。


  载着海洋生物的人类垃圾由于洋流、台风等因素的影响正在侵入南极洲和某些热带岛屿,从而对入侵地的物种构成了严重威胁[10]。正是由于这些人造垃圾的存在使得向亚热带地区扩散的外来有害生物增加了1倍,纬度越高扩散的程度越高,某些高纬度地区外来有害物种增加了两三倍。随着工业的发展,人造垃圾也越来越多,这些依附于人造垃圾上的外来有害物种几乎可以漂浮到世界各地,给人类带来了巨大挑战。


  1.2有意引进


  我国目前正处于快速发展中,由于林业、养殖业、渔业、农业的需要往往会有意地引进其他地区的优良品种甚至一些宠物,这些都可能导致生物入侵。目前导致生物入侵最主要的途径就是有意引进[11]。


  我国在改革开放初期由于饲料的缺乏严重限制了畜牧业的发展,于是从国外引进了凤眼莲。凤眼莲在改革开放初期解决了我国饲料缺乏问题,从某种程度上促进了我国畜牧业的发展。但是由于没有认识到它的危害性,缺乏对凤眼莲种植面的控制,引发了一场灾难。如今凤眼莲在我国随处可见,特别是以旅游业著称的云南滇池[12]。由于受到水葫芦的破坏,云南滇池旅游业的发展受到极大影响,滇池的水生物数量也急剧下降。凤眼莲不仅影响了旅游业的发展,对农业灌溉、水产养殖、粮食运输等方面也造成了巨大的经济损失,而且国家每年还要投入大量的资金对凤眼莲进行打捞和治理。如今凤眼莲已成为困扰人类的顽疾之一。


  1.3自然入侵


  生物入侵除了人为因素之外也可能通过自然途径传入。某些生物会通过鸟类的迁徙、鱼类的游动、大风、洪水等外界因素被带到世界各地,造成生物入侵。由于大山、海洋等地的阻碍使得自然入侵发生的概率很小,虽然是一个小概率事件,但也时有发生。例如紫茎泽兰和薇甘菊就是通过自然入侵的方式入侵我国的[13]。


  2生物入侵的危害


  2.1对人类及动植物健康的影响


  生物入侵不仅给世界各地带来了巨大的经济损失,而且给人类及动植物的健康造成了巨大的损害。许许多多的入侵物种是人类及动植物的病原或病原的传播媒介,一旦让它们入侵成功,那么极有可能造成大范围的疾病流行,严重影响人类健康及动植物的生存。


  橘小实蝇原产于热带和亚热带地区,侵入我国后,由于缺少自然天敌,加上适宜的气候,又存在大量的寄主,直接导致它在我国福建、珠海等地大量繁殖,严重影响了橘树的生长。且橘小实蝇繁殖迅速,扩散范围逐渐扩大,严重影响了当地橘树的产量,对农业发展造成了巨大影响。目前橘农对橘小果蝇等外来害虫是“谈虫色变”[14]。


  再如原属于南美洲的巴拉那河流域的红火蚁[15],因检疫上的疏忽在20世纪初侵入美国东南部。红火蚁给人们带来了很大困扰,也因此被评为世界上最危险的100种外来有害物种之一。红火蚁对人体的危害极大,人类被红火蚁叮咬之后,红火蚁体内的毒素就会被注入到人体内,这种毒素是一种高浓度的酸性毒素。人被叮咬之后很长的一段时间内都会出现一种剧烈的灼痛感,之后便会出现水疱,且非常容易二次感染。绝大多数人被红火蚁叮咬之后会出现疼痛、发热,有些体质过敏者会出现脸红、发热、恶心、大量出汗、呼吸衰竭甚至导致死亡。近期我国部分地区也出现了红火蚁叮咬人事件,在一些村落也发现了红火蚁的蚁巢,使得村中的人生活受到干扰。


  2.2对社会及文化的破坏


  如今生物入侵影响到了人类生活的方方面面。生物入侵不仅造成了严重的经济损失,还引起了食品以及水资源的短缺,使环境更加恶劣,自然灾害时有发生。甚至一些疾病的流行都和生物入侵有关。随着经济的复苏,旅游业也不断发展[16]。部分危险性大的有害生物对世界各地的破坏作用已经达到了非常危险的地步。


  外来有害物种的侵入会导致入侵地本地物种的减少,降低生物多样性,破坏其原有的自然状态,对当地的文化也带来了严重威胁。我国一些少数地区都有其特殊的动植物资源和生态系统,这些独有的资源都是构成当地民族文化的一部分,而侵入的外来物种对入侵地无疑是一个重大的挑战。如今在我国一些湖泊被凤眼莲覆盖,严重影响了人畜用水,人们也难以通过水路外出从事各类文化活动。紫茎泽兰由于缺少天敌而大肆蔓延[7],占据了草地、树林等地,使当地的植被难以生存。


  2.3给世界各国造成了巨大的经济损失


  绝大多数的国家都受到过或者说正在遭受着外来有害生物的威胁。生物入侵给全球各地都带来了庞大的经济损失,这也是它受到重视的首要原因。根据我国相关部门在2003年的调查,仅在2003年外来有害物种给我国造成的损失就达到1199亿元。据不完全统计[8],外来有害物种每年给美国造成的损失达到了1500亿美元。


  光肩星天牛是一种破坏性极大的害虫,通过蛀食树木的枝干导致树木的死亡。它原产于亚洲,由于经济全球化,随着国际间贸易的发展,该害虫伴随着木质包装材料进入美国。如今光肩星天牛已在佛罗里达、加利福尼亚、华盛顿等十几个州的仓库中被发现,芝加哥和纽约也有发现。光肩星天牛在美国缺少天敌,会对美国的林木造成很大的破坏。


  据不完全统计,全国每年因打捞凤眼莲的费用就达到数十亿元,而凤眼莲造成的直接经济损失也高达100亿元。为了美化环境而引入的互花米草给环境造成了更大的破坏。1980年底福建的某些地区开始尝试种植互花米草,1982年初开始在江浙等地进行扩种。最初引进的目的是绿化海滩、改善土壤、保滩护岸与改善海滩的生态环境,而如今互花米草已在江苏、香港、浙江、广东、福建等地大面积逸生。1990年福建德东吾洋一带因互花米草的影响对水产业造成的损失达到1000万元以上。


  2.4导致生物多样性的损失


  由于外来物种入侵之后再在环境中缺乏天敌的抑制,往往会成指数增长。通过与本地物种争夺食物资源和栖息地以及捕食本地物种等方式,使本地物种数量不断下降,使生态系统遭到破裂,降低本地物种的生物多样性[11]。


  20世纪70年代美国从我国引进亚洲鲤用以改善当地的生态,但随着数量不断的增加,如今亚洲鲤已经向美国的五大湖繁殖。由于食物充足、缺乏天敌,亚洲鲤迅速生长和繁殖,鱼群大量肆虐其他鱼群。在美国的一些河流中,亚洲鲤的数量甚至占据了鱼类总量的90%,使本地鱼类数量不断下降,破坏了本地的生物多样性。如今至少已有3种亚洲鲤入侵到美国的五大湖水域中。20世纪60年代为保滩护堤我国引进了大米草,大米草不仅耐盐碱、耐潮汐,而且繁殖力强、根系发达,对海岸、堤坝等广阔的淤泥潮滩具有高度的适应性,但大面积的种植后却严重威胁到本地物种的生物多样性。云南是我国鱼类最丰富的省份之一,然而在20世纪60年代,从经济的角度出发,曾经2次大规模地引进外地鱼类[17],先后将“四大家鱼”、银鱼引进了滇池等湖泊。近5年云南有30%的鱼类一直没有采集到样本,在20世纪60年代常见的鱼类如今也非常少见,导致云南本地鱼类濒临灭绝的主要原因就是外来鱼类。滇池蝾螈的灭绝也和引入外来物种有直接的关系。因此,生物入侵是影响生物多样性的重要因素,应引起人们足够的重视。


  2.5对生态环境的破坏


  外来物种入侵也会给入侵地的生态系统造成巨大损害。外来物种在新环境由于缺少天敌,往往会肆无忌惮的繁殖生长,与本地物种争夺食物、栖息地导致本地物种难以生存,使本地物种不得不改变食性,最终会导致物种的替换以及食物链的混乱。有些入侵物种也会和本地物种杂交,会导致本地物种遗传多样性与稳定性受到破坏。更有一些入侵物种入侵后以难以控制的速度生长繁殖,对生态结构和功能造成长期且持久的破坏[18]。


  小花假泽兰是世界上危害最严重的外来物种之一,它原产于南美洲,如今却在世界各地肆意生长。我国在20世纪70年代引进了小花假泽兰,迄今为止给我国带来巨大破坏。特别是深圳的内伶仃岛,小花假泽兰在该地疯狂地生长,攀上树冠,使得大量的植被由于缺少阳光而枯萎,严重危及到岛上猕猴的生存[19]。


  3生物入侵的防治对策


  3.1实行检疫,严加防范


  加强落实入境生物的检疫,从根源上杜绝外来有害物种的入侵是限制生物入侵的重要措施。加强检疫不仅能够禁止具有危险性的病菌、害虫、杂草、宠物等的传入,更能在外来有害物种传入后及时有效地限制其传播,防止入侵。对从事检疫、旅游、引种等工作的人员进行针对性的宣传培训,增强他们的防范意识,树立生物入侵早期防范的警惕性。


  我国与世界各国的交流日益频繁,检疫工作也更加严峻。有关部门调查结果显示,2013年11月相关机构在进境农产品的检疫中共截获有害生物1934种,其中检疫性有害物种133种,其他有害物种1801种。如今在我国实行检疫十分必要且迫切[23]。


  安徽农业科学2015年


  3.2加强立法,制定相关法律


  我国目前有关动植物检疫的法律并不完善,并且有很多不充分的地方需要改进,加快立法已刻不容缓[21]。例如,引入的外来生物都要严格登记管理;对那些可能带来破坏的生物应禁止引入,特别是那些已经对我国造成破坏的入侵物种防治问题并没有专门的法律法规。只有加强立法,才能有强力的武器去应对生物入侵的问题。


  我国目前有关生物入侵的法律主要有“中华人民共和国国境卫生检疫法”、“中华人民共和国进出境动植物检疫法”和“中华人民共和国动物防疫法”等。目前已有的法律条文主要涉及的都是有关人类健康和病虫害等方面的检疫规定。而关于生物多样性、生物污染以及生态结构等的法律条文却很少。我国幅员广阔,拥有各种各样的生态系统,而一些外来物种对这些系统的破坏并没有引起有关部门的足够重视,缺乏完善的规章条例。因此,建立一套完整可行且适合我国国情的外来物种入侵防治体系十分必要。


  3.3加强宣传,培养全民防范意识


  随着经济全球化进程不断加快,外来生物入侵机会也大大增加。出国旅游的游客若没有生物入侵的意识,随意地将可能含有外来物种的土特产、果蔬等携带到我国境内,便极有可能给我国带来一场生物灾难。


  因此,普及生物入侵知识,提升全民的防范意识是极为重要的。有关部门科技人员应取得防范的共识。为了更好地防止生物入侵,必须要增强防患意识,不仅要强化生物入侵的危害意识,也要增进全民对生物入侵的防范意识,加强宣传教育,严格避免乘客携带的现象发生[22]。


  3.4直接清除,生物防范


  对已经入侵的外来有害物种,应该采取各种有效的措施,包括化学、物理、生物、机械等控制技术,尽量根除外来物种。在外来物种入侵的初期试图全面地根除是有可能的。在上述方法中,生物防治尤其重要,例如,从有害入侵物种的原产地引进其天敌的方法不仅效果持久、成本低,而且对环境安全、无污染。柑橘吹绵蚧寄居在柑橘等植被上吸食果实,啃咬枝叶使得果实产量降低,若使用农药往往会污染果实,人们食用后会造成食物中毒,而且有些柑橘吹绵蚧具有抗药性之后难以杀死。我国通过保护、引进柑橘吹绵蚧的天敌——大红瓢虫,大红瓢虫大量捕食柑橘吹绵蚧从而有效抑制其生长繁殖,保障了柑橘的产量。


  采用人工方法直接清除外来物种也是一种清除方式。到目前为止已经有80多个岛屿完全清除了老鼠。但绝大多数情况下,该方法是不可行的。因为还没有一个国家建立起了生物入侵早期防范报告系统,缺乏执行组织去施行,也没有一个统一标准去说明哪些生物是入侵物种,这种措施的执行仍有很多局限性[16]。但要格外重视人工清除的方式,如过量喷洒农药虽然有效清除了外来物种,但也可能对本地物种造成破坏,甚至有毒物质可能会通过食物链威胁到人类。


  3.5加强研究,共同防范


  越来越多的外来有害物种入侵到我国境内,人们不仅要切断外来有害物种的入侵途径,更要清除那些已经入侵到我国境内的外来有害物种。应大力加强研究力度,组织有关专家找出应对外来物种的方法。研究分析入侵物种的种类、繁殖力、生活习性以及危害程度,寻找应对策略。加强国际交流与合作,了解国外有害物种的发展动态以及他们的应对方法,找出适合我国的应对策略。


  对那些已经入侵的有害物种,人们应该加强研究这些入侵种的开发利用价值,变害为利,变废为宝。例如,凤眼莲之前作为猪饲料引进,解决了饲料缺乏的问题,但同时由于缺乏控制,导致肆意繁殖,给人们带来了诸多麻烦。而近年来,人们根据凤眼莲含水量高的特点在水质较好的水域采集凤眼莲,加工成凤眼莲饮品,大部分消费者都比较满意。还有一些加工厂用凤眼莲做原料,加工成一些家具和装饰品等,不仅环保还可以缓解我国树木资源缺乏的问题。并且凤眼莲富含多种胡萝卜素和维生素,适合动物食用,可以捕捞作为动物的青贮饲料。甚至有些地区利用凤眼莲发酵制取沼气[23]。


  外来有害物种的入侵主要是通过人为因素传入的,若要减少外来有害物种的入侵,势必会对国际之间的外交关系和经济发展带来不小的冲击。因此,加强国际间的合作与交流是大势所趋。我国南方的一些入侵种也入侵到了一些东南亚国家,对这些国家的环境和经济等造成了严重破坏。船舶压载水是生物入侵的一个重要途径,由于船舶压载水而引起的有害物种入侵已经被世界各国所认识。但是由于船舶压载水关系到世界各国且技术性强,并不是一个国家就可以解决的。因此,保持各个国家的信息更新和交流渠道的畅通,并加强国际间管理与合作合作十分必要。


  4生物入侵:人类面临的新挑战


  生物入侵是导致全球变化的重要原因之一,是世界各国首要关注的热点问题之一。生物入侵不仅动摇农业基础,造成粮食短缺、破坏生态结构、威胁人类健康安全,造成了巨大的经济损失,乃至引发社会恐慌和人类灾难。生物入侵由来已久,现实问题十分突出,受到世界各地广泛的关注。但是新形势、新情况,特别是自然、经济、社会、人为的新变化、新行为,不断被赋予生物入侵新特征,给人类带来前所未有的新挑战。


  作者:刘伟