生物入侵和其意义市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、第 五 章 生物入侵及其意义1第1页一、生物入侵概念 当一个生物体进入以往未曾分布过地域，并能繁殖延续自己种群，即可称为生物入侵。 即某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对当地生态系统造成一定危害现象。 2第2页二、生物入侵过程1、依附媒介或载体2、抵达3、定居4、扩散5、最终平衡3第3页三、生物入侵模式(一)自然入侵 完全没有些人为影响、物种在定居地域域自然分布扩展。这是当代史上非常罕见。如环颈鸽。(二)人类辅助入侵 由人类改变了环境，入侵者在这已改变了环境中自然传输并扩展其分布区域。如鹭鸶。4第4页(三)屏障去除后入侵 天然屏障被人类破坏而去除，生物体能自然穿越而引发分布扩展

2、。这一类方式是淡水生物入侵最常见模式。如七腮满鳗。(四)人类运输引发意外入侵 浮游生物、植物种子、微生物、老鼠等，经过交通运输工具、货物抵达入侵地。如栗树锈病等。5第5页(五)由动物园或养殖场、植物园 逃逸或遗失出去入侵 这一类型常依赖人类运输。 入侵者特点是：生物体本身最少对新环境有中等程度适应能力。这一类入侵在对人类有价值大型物种中很常见，如葛藤、仙人掌、兔子、狐狸、牛蛙等。6第6页(六)有意引进 人为、有意图引进物种，这一类很多： 狩猎种：驯鹿或渔业种；7第7页 林业种：桉树； 牧业种：肯塔基早熟禾； 渔业促进种：塘虾； 驯化种：欧椋鸟； 生物控制种：一些微型黄蜂； 发生最多生物入侵是由

3、人类活动直接或间接造成。因而，生物入侵也完全能够看作是人类所造成全球改变之一。 8第8页四、生物入侵案例1、澳洲仙人掌 美洲人将仙人掌冠以“刺梨”之美名； 广泛分布于南、北美洲，有种类长得像树木一样高大，且开出各种鲜艳花； 十九世纪后期澳洲人将几株仙人掌作为观赏植物引进公园，很快向牧区蔓延； 十九世纪末期，已经有1000万英亩牧场牧草被仙人掌取代； 1925年，全澳有6000万英亩牧场受此灾，普通草地完全长满了仙人掌，大牧场主们几乎破产。9第9页10第10页2、尼罗河中凤眼莲 水生直立草本植物。茎极短，叶子表面光滑，形状为卵形或圆形。叶柄中部以下膨大成“葫芦状”气囊，故人们又叫它“水葫芦”。借

4、气囊浮力凤眼蓝可漂浮在水面上； 原产于美洲，繁殖快速，生长快，可作饲料和沤绿肥。本世纪初，有些人把巴西凤眼莲带到埃及。在阳光充分、温度适宜尼罗河中猛烈增加，以致使流经苏丹、埃及河道完全被堵塞，蚊蝇大量孳生，发电机无法转动，当地人称这些之为“水上恶魔”。11第11页12第12页3、斑马怡贝 北美生物入侵经典例子。 来自欧亚大陆，经过船舶压舱水传入后在北美河流、湖泊和运河中快速繁殖和蔓延、扩散。它们覆盖河床和湖泊底部，乃至饮用水和工业用水入口。 到二十世纪末，被迫用于清理管道入口处斑马怡贝费用累计达2500亿美元。 13第13页4、大米草 禾本科，多年生草本植物； 耐盐、不怕水淹、生长快、营养价值

5、高； 十九世纪末期，由英国生物学家培育； 二十世纪六十年代我国成功引进，山东黄河口、江苏盐城等地种植。绿化、保护海滩，净化海洋，亦作为饲草，人称“海滩宝”； 仅几十年过后，大米草现已成为覆盖整个海滩、无法去除“毒草”。 14第14页5、加拿大美国牛蛙 牛蛙学名，在拉丁文里就是“准备吃光全部东西”意思。上世纪30年代，首次被引进加拿大英属哥伦比亚省，当初人们想法就是为了吃它们肥美双腿。因养蛙场工作出现漏洞，一些牛蛙逃了出去。这些巨大牛蛙已经成为当地一害，从小树蛙到水鸟，碰到什么吃什么。牛蛙已经将温哥华以北大约120公里堪伯雷湖里水鸭吃光了。在此之前，这个湖泊区非常迷人，人们能够见到各种珍奇水鸟，

6、水鸭子在湖边嬉戏。自从牛蛙在这里安家落户后，一切都变了，人们已经听不到水鸟歌声，只能听到牛蛙低沉嗓音。15第15页16第16页 加拿大许多地域都发觉了牛蛙踪迹。现已造成了严重环境问题，因为牛蛙胃口非常大，走到哪吃到哪，严重破坏了当地生态平衡。牛蛙逃离养殖场后，就意味着全部控制它们方法都失去作用。 当初，因青蛙数量在降低，就把牛蛙放进了当地湖或池塘里，认为可杂交以帮青蛙繁衍，结果相反，因为当地湖泊或池塘里那些红腿蛙，正是牛蛙最喜欢吃东西。每只雌牛蛙能产大约13000个卵，所以只要有一对牛蛙逃走，它们很快就会繁衍出一个大家族。17第17页五、生物入侵后果 生物入侵是一个相当复杂问题，多半在开始期无

7、影响或有价值，但到一定程度有可能对当地原有物种产生威胁，甚至使原区域物种灭绝。且往往在人为原因有意引进产生生物入侵情况中，都是怀着一个美好、善意愿望而进行。18第18页1、危害人类健康 大多数传染性疾病本身在其主要分布区域都是人类传输生物入侵者。 天花 几个世纪前，对于北美印第安人就是外来致命入侵者，象当代西方人看艾滋病一样。 亚洲虎蚊 其幼体随销售旧汽车轮胎里残留雨水带入美国，于二十世纪八十年代成功定居，到1992年已分布到美国25个州。 虎蚊可吸大多数哺乳动物和鸟类身上血，是登革热和其它人类疾病病毒载体，且是马脑炎(致人和动物死亡病毒)感染载体。19第19页2、经济与物质财富 斑马怡贝 北

8、美城市与工业新近一例代价昂贵生物入侵； 金苹螺(台湾) 于水稻生态系统中。最初由南美洲带入，金苹螺种群生长极快，经过浇灌渠道飞速传输，并大量侵食水稻幼苗，因而进口金苹螺付出了昂贵代价。这种螺现已遍布东南亚各国。 据菲律宾统计，农场主因为使用农药、手摘、补种和采取相关办法后收入降低引发总损失达数亿，相当于菲律宾用于进口大米费用2540%。20第20页3、生态系统效应 一个物种入侵可改变整个生态系统结构与动态，如亚洲蛤蜊在旧金山市海湾，斑马怡贝在五大湖入侵，根本上改变了群落结构和功效。每平方米附生个体可达一万多个，完全替换了其它生物。这么，经过取食去除了水浮游生物，并间接地改变了生态系统特征，包含

9、食物网结构、营养循环和沉淀速率。(1) 入侵对个体影响 生物个体在面临捕食者或竞争者时，生长或生殖率下降。21第21页(2) 对遗传影响 入侵种对当地种遗传影响能够是间接，也能够是直接经过杂交和基因渗透。 产生一个新、有入侵性杂合体基因 产生不育杂合体，与当地种竞争资源 产生一群杂合体和广泛基因渗透，经过基因 污染而造成当地种灭绝。(3) 对种群动态影响 许多测量种群参数标准方法都能够用来测量入侵影响，包含丰度(年纪或大小)、分布、结构或种群增加率。 22第22页(4) 对群落影响 测定入侵对群落影响时，惯用物种数目这一指标，严重入侵将造成生物多样性下降，如引入澳大利亚北部含羞草将数千亩开阔湿

10、地转变成灌木丛，伴之失去了一些特异当地动植物。(5) 对生态系统过程影响 资源库或供给率 动、植物资源获取率 干扰体系23第23页4、生物多样性效应 生物入侵降低生物多样性。5、物种灭绝 物种，含有遗传性。当前，含有遗传特征种群正以前所未有速度灭绝，是不可逆转一个改变。而生物入侵对种群消亡起着至关主要作用。自1890年以来，已知有40种鱼类灭绝，其中有27种是因为非当地中引入而引发。24第24页6、生物入侵改变当地种特征 外来物种在其侵入区内，除了直接存在竞争对当地生物多样性进行干扰外，还以其它形式对当地生态系统产生影响。 南非，对14种引进农作物造成严重危害130各种害虫均系当地种，它们原来

11、不取食这些作物，而是因为引进外来植物促使这些当地种改变了食性。25第25页26第26页六、外来生物入侵产生原因 外来种入侵发生原因不清楚，多从入侵者角度和被入侵生态系统分析。(一) 生态空位假说 在一个稳定生态系统中，每一岗位上都已经有了一个物种，即俗语“一个萝卜一个坑”。如某个地方少了一个“萝卜”，而外来“萝卜”恰好适合这个坑时，入侵也就产生了。27第27页(二) 生物因子假说 外来入侵种在新区域得以生存和繁殖，不是因为入侵种本身含有一些特征所致，而是因为它们偶然抵达了不具备天敌或其它生物限制新环境，因而快速扩散并造成灾害。 这是解释外来种成功入侵最直接假说，可促使人们在入侵种原产地寻找其天

12、敌来进行生物控制。28第28页(三) “时滞”现象 指入侵性外来生物从在新环境里开始定居到种群开始快速增加和快速扩大“占领区”之间时间延迟期 (潜伏期)。产生“时滞”原因：1、最初定植环境并不宜生存，扩散到适宜生 长环境需要时间2、天然屏障阻挡或人为限制3、种群太小还未引发人们注意4、处于种群扩大临界点前5、产生适应新环境新基因性遗传变异需时间6、等候生境改变29第29页 外来生物在其原产地有许多预防其种群恶性膨胀限制因子，其中捕食和寄生性天敌作用十分关键，能将其种群密度控制在一定数量之下。 侵入到新区域，失去了原有天敌控制，其种群密度则会快速增加并蔓延成灾。 自然界生态环境中存在着食物链、天

13、敌之间相互制约，一旦某种生物人为绝灭和人为引入，都会产生一系列难以想象后果。 盲目引种、生境缩小和碎裂、过分捕杀及物种绝灭次生效应，是引发物种绝灭四大原因，国际上形象化地称为“魔鬼四重奏”。 30第30页七、生物入侵研究动态及发展 人类活动而造成物种传输障碍消失是一个全球性现象，且分布在从基因到群落、生态系统和景观各级水平。 生物入侵应被看作是当代主要全球环境改变之一，也是造成局部和全球本土生物多样性丧失祸首之一。 生物入侵成功原因，即与入侵者本身生物学、生态学特征相关，也与本土群落脆弱性相关。 31第31页 硕士物入侵原因之一，是因为许多入侵种已变成了严重有害生物； 外来有害生物为何能够广泛

14、传输？ 入侵造成危害会到达何程度？ 当前研究还停留在就事论事阶段，只有少数初步规律总结； 需要人们对可能发生生物入侵做出预测： 哪一个外来种会变成入侵种？ 那些生态系统或区域会被入侵？ 生物入侵影响程度？ 入侵种扩散态势？ 32第32页八、侵入中国外来生物及危害 终究有多少外来种侵入中国，到当前为止，尚无确切统计。 1、松线虫 原产于北美，是松材线虫寄生于松树体内而造成树木快速死亡一个毁灭性灾害，被称为“松树癌症”，松树一旦感染，患病后没有任何拯救办法，当年得病当年死亡。1982年首次发觉于南京中山陵，现已扩散到江苏、安徽、广东等省，受害松林面积达4万hm2，死亡数目超出100万株。33第33

15、页2、一枝黄花： 来自加拿大，花店作为花卉销售，品名“黄莺”，又叫“幸福草”，是植物杀手。含有极强繁殖能力，一株植株可形成2万多粒种子，与其它植物争夺阳光、肥料，直至其它植物死亡，严重破坏入侵地植被生态平衡。34第34页3、水葫芦： 我国引进水葫芦，原被作为动物饲料广为种植。水葫芦引入滇池以后，疯长成灾，以至于滇池内连绵1000公顷水面上全部生长着水葫芦，其它大部分水生植物种类相继消失。广东、江苏、浙江、福建、上海等省市每年打捞水葫芦，就要花费掉一亿多元。 35第35页4、紫荆泽兰： 公认世界性害草，被国家环境保护总局列为最危险外来入侵物种。高一至两米，茎部为紫色，白色小花，种子能像蒲公英一样随风飘散，适应力和繁殖能力极强。有它在地方，其它植物难以生长，像一个“绿色杀手”，使所到之处成为一片 “ 绿色沙漠”。36第36页争夺空间、养分： 紫荆泽兰挤占其它植物养分和空间，抑制庄稼和其它植物生长。 能沿着公路、河流、农田顺风飞长，对生态平衡破坏很大。 入侵120天后，土壤中速效氮、磷、钾分别下降56%-96%、46%-53%、6%-33%，造成土壤肥力严重下降，土地严重退化。 天然草场被入侵三年后覆盖程度可达90%以上，牧草几乎消失。 37第37页引发疾病： 紫茎泽兰带冠毛种子和花粉能引发