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定义标准

  生物入侵者:alien invasive species

  定义入侵物种的标准:

  1)通过有意或无意的人类活动而被引入一个非本源地区域;

  2)在当地的自然或人造生态系统中形成了自我再生能力;

  3)给当地的生态系统或地理结构造成了明显的损害或影响;

引发问题

  入侵物种引起什么问题?

  直接减少物种数量

  间接减少依赖于当地物种生存的物种的数量

  改变当地生态系统和景观

  对火灾和虫害的控制和抵抗能力降低

  土壤保持和营养改善能力降低

  水分保持和水质提高能力降低

  生物多样性保护能力降低

造成损失

  入侵物种使我们造成什么损失?

  生物多样性极其功能的丧失,这包括:

  生态系统效益

  生物资源

  社会效益

  40% 的世界经济和大约80%贫困人口的需求来自生物多样性。

  当地物种和生态景观特有性的丧失,

  生态旅游收入

  当地土特生物产品

  社会效益

  全球化越盛行,当地特有性价值越高

  周围农业和林业收入的减少

  害虫控制花费

  杂草控制花费

  土壤肥力降低

  水资源调节能力下降

  可持续农业和林业依赖于其周围或更远地区良好的生态系统作为害虫和火灾的屏障,并保护土壤、营养和水资源

引入项目

  中国现在正在开展的最危险的大规模有意或无意引入外来物种的项目

  大规模的退耕还林过程中大面积种植外来物种

  包括桉树、外来松树、外来落叶松和在不适宜的海拔和地区种植经济树。

  大规模的水土流失控制和草料栽培中主要依靠从国外(特别是美国)进口草种,有关中国当地草种的培育、研究和利用却十分少。

  保护区绿化

  使用外来物种恢复植被

  城市绿化

  大量外来入侵种都是为观赏植物引进

  使用外来物种恢复植被

  有大量的证据证明淡水和海水养殖业对水域生物多样性和生态系统的破坏是严重的

  五爪金龙 (Ipomoea cairica)

  西番莲 (Passiflora coerulea)

我们能做些什么?

  外来物种的有意引入和传播应在以下几个方面控制:

  什么物种?

  引入到哪里?

  引入多少?

  应用面积多少?

  在保护区极其附近禁止引入外来种

  禁止有意引入,除非证明不会对生态系统和环境造成危害,而且当地物种没有同样的功能,

  在所有的植被恢复项目中禁止使用外来物种。

  水花生

  (Alternanthera philoxeroides)

  水葫芦

  (Eichhornia crassipes)

  提倡使用当地物种

  加强当地物种的可持续利用

  加强当地物种的种源培育研究

  发动民众采集和培育当地物种种子

  建立入侵种预警系统

  建立中国外来物种信息系统

  在共享信息和经验的基础上建立全球信息系统

  建立和更新最危险的入侵物种名录,并建立公约限制这些物种的扩散

入侵种类

  部分外来入侵物种

  哺乳类(Mammals):

  獭狸 Nutria(Myocastor coypus)

  麝鼠 Musk rat(Ondatra zibethicus)

  褐家鼠 Brown rat(Rattus norvegicus)

  鸟类(Birds):

  小葵花凤头鹦鹉Sulphur-crested cockatoo (Cacatua sulpurea)

  虹彩吸蜜鹦鹉Rainbowlorikeet (Trichoglossus haematotus)

  加拿大鹅 Canada goose(Anser canadensis)

  爬行类(Reptiles):

  巴西龟(Trachemysscripta elegans)

  两栖类Amphibians:

  牛蛙Bull frog (Ranacatesbeiana)

  鱼类(Fishes):

   Bighead(Aristichthys nobilis)

  鰕虎鱼 Gobies(Gobiidae)

  麦穗鱼 TopmouthGudgeon (Pseudorasbora parva)

  食蚊鱼Mosquito fish(Gambusia affinis)

  胎鳉 Livebearers(Poeciliidae)

  Perch (Percafluviatilus)

  Silver carp(Hypophthalmichthys molitrix)

  甲壳类(Crustaceans):

  克氏螯虾 Crayfish(Procambius clarkii)

  软体动物Mollusks:

  福寿螺 Amazoniansnail (Ampullaria gigas)

  非洲大蜗牛 Giant Africasnail (Achatina fulica)

  昆虫(Insects):

  白蚁 (Termite)

  松突圆蚧 Pine Scale(Hemiberlesia pitysophila)

  美国白蛾 Fall webworm,American White Moth (Hyphantria cunea)

  蔗扁蛾 Banana moth(Opogona sacchari)

  湿地松粉蚧 Loblolly pinemealybug (Oracella acuta)

  美洲斑潜蝇 VegetableLeaf Miner (Liriomyza sativae)

  稻水象 American rice water weevil (Lissorhoptrus oryzophilus)

  美洲大蠊 AmericanCockroach (Periplaneta americana)

  德国小蠊 GermanCockroach (Blattella germanica)

  苹果棉蚜 Woolly AppleAphid (Eriosoma lanigerum)

  葡萄根虫 Grape Root Louse (Phylloxera vitifolii)

  线虫Nematode:

  松材线虫 North Americanpinewood nematode (Bursaphelenchus xylophilus)

  真菌(Fungi)

  甘薯长喙壳菌 Black Spot(Ceratocystis fimbriata)

  野生动物疾病Wildlife Diseases:

  鲑鱼传染性胰脏坏死病 Infectious Pancreatic Necrosis Virus in trout (IPNV)

  植物(Plants):

  土荆芥 Mexican Tea(Chenopodium ambrosioides)

  水花生 Alligator weed(Alternanthera philoxeroides)

  刺花莲子草 SpingflowerAlternanthera (Alternanthera pungens)

  西番莲 (Passiflora coerulea)

  苋属植物Amaranth (Amaranthus)

  仙人掌 Cacti(Cactaceae)

  假连翘Golden Dewdrop(Duranta repens)

  刺茄 Love Apple(Solanum aculeatissimum)

  美洲车前 Plantaiga (Plantaginaceae)

  异檐花 Venus' Looking-glass (Triodanis)

  藿香蓟Tropic Ageratum (Ageratum conyzoides)

  豚草 Ragweed(Ambrosia)

  白酒草属 Fleabance (Conyza)

  一年蓬 Daisy Fleabane (Erigeron annuus)

  紫茎泽兰 Crofton weed(Eupatorium adenophorum)

  薇甘菊 South AmericanClimber (Mikania micrantha)

  北美一枝黄 Tallgoldenrod (Solidago altissma)

  大米草 Commoncordgrass (Spartina anglica)

  毒麦 Darnel ryegrass(Lolium temulentum)

  水葫芦 Water hyacinth(Eichhornia crassipes)

  水花生(Alternanthera philoxeroides)

  五爪金龙Palmate-leavedMorning Glory (Ipomoea cairica)

  红瓜Ivygourd (Coccinia cordifolia)

  马缨丹Common Lantana(Lantana camara)

  五叶地锦Virginia Creeper (Parthenocissus quinquefolia)
三裂蟛蜞菊 花
猫爪藤Common Cat's Claw Vine (Macfadyena unguis-cati)

  三裂蟛蜞菊TrilobeWedelia (Wedelia trilobata)

  蓖麻Castor-oil Plant(Ricinus communis)

  银胶菊CommonParthenium (Parthenium hysterophorus)

  心叶落葵薯 Madeira Vine (Anredera cordifolia)

  黄花草木樨 Yellow Sweetclover (Melilotus officinalis)

  白香草木樨White Sweetclover (Melilotus albus)

  棒叶景天Tubeleaf Kalanchce (Kalanchoe tubifolia)

  蔓马缨丹WeepingLantana (Lantana montevidensis)

  假韭Oleanderleaf Nothoscordum (Nothoscordum gracile)

  苇状羊茅Tall Fescue (Festuca arundinacea)

  大花老鸦嘴 Blue Trumpet Vine (Thunbergia graniflora)

  飞机草 Odor Eupatorium(Eupatorium odoratum)

  单刺仙人掌Prickly Pear (Opuntia monacantha)

  赛葵Coromandel Coast Falsemallow (Malvastrum coromandelianum)

  梯牧草Timothy(Phleum pratense)

  地毯草Carpetgrass(Axonopus compressus)

  节节草Ramose ScouringRush (Equisetum ramosissimum)

  毛花雀稗Caterpillar Grass (Paspalum dilatatum)

  铺地狼尾草West African Pennisetum (Pennisetum clandestinum)

  莠狗尾草KnotrootBristlegrass (Setaria geniculata)

  苏丹草Sudangrass(Sorghum sudanense)

  多花黑麦草Italian Ryegrass (Lolium multiflorum)

  球茎大麦Bulbous Barley (Hordeum bulbosum)

  紫花苜蓿Alfalfa(Medicago sativa)

  熊耳草MexicanAgeratum (Ageratum houstonianum)

  蛇目菊TinctorialCoreopsis (Coreopsis tinctoria)

  大花金鸡菊Lance Coreopsis (Coreopsis lanceolata)

  矢车菊Corntfower(Centaurea cyanus)

  万寿菊Aztec Marigold(Tagetes erecta)

  裂叶牵牛WhiteedgeMorning Glory (Ipomoea nil)

  圆叶牵牛Common MorningGlory (Ipomoea purpurea)

  紫茉莉Four-o'clock(Mirabilis jalapa)

  含羞草Pink Woodsorrel(Mimosa pudica)

  铜锤草Corymb WoodSorrel (Oxalis corymbosa)

  大麻Hemp (Cannabisindica)

  含羞草决明Sensitiveplant-like Senna (Cassia mimosoides)

  决明Sickle Senna(Cassia tora)

  土人参PanicledFameflower (Talinum paniculatum)

  望江南Coffee Senna(Cassia occidentalis)

  美洲商陆Common Pokeweed (Phytolacca americana)

  野茼蒿HawksbeardVelvetplant (Crassocephalum crepidioides)

  菊苣Common Chicory(Cichorium intybus)

词语解释

  外来入侵物种,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(即在其自然分布范围以外或在没有直接或间接引入或人类照顾之下而不能存在)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。外来入侵种是对于一个生态系统而言,在该生态系统中原来并沿有这个物种的存在,它是借助人类活动越过不能自然逾越的空间障碍而进来的。人自然情况下,山脉、河流、海洋等的阻隔以及气候、土壤、温度、湿度等自然地理因素的差异构成了物种迁移的障碍,依靠物种的自然扩散能力进入一个新的生态系统是相当国准的。虽然也有由于气候和地质构造变化,使动物、植物或病原体进入新的系统的情况,但更多的却是由于人类活动而有意或无意地导致了越米越多的物种迁移。

  外来物种的入侵与生态系统的建立、稳定及演化的机制是分不开的。一个外来的物种被引人到一个新的平衡的生态系统中后,可能因不能适应新环境而被排斥在系统之外,必须依靠人类的帮助才能生存;也可能其恰好适合当地的气候和土壤条件,并且新的坏境中没有与之抗衡或制约的生物,此时,这个外来种就成为真正的入侵者,打破生态平衡,改变或破坏当地的生态环境,成为外来入侵种。

  当外来物种在自然或半自然生态系统或生境中建立了种群,改变或威胁本地生物多样性的时候,就成为外来入侵物种。

特点机制

外来物种入侵中的入侵和扩散机制

  一个外来物种进入一个新的生态系统,最后是否形成入侵通常取决于两个因素:进入新环境的外来物种的自身特点,以及这个环境是否容易被这个物种入侵。

1、外来入侵种的特点

  外来物种在新的生态系统中,如果温度、湿度、海拔、土壤、营养等环境条件适宜,就会自行繁衍。许多外来物种虽然可以形成自然种群,但多数种群数量都维持在较低水平,并不会造成危害。造成生物灾害的外来入侵种往往具有以下特点:(1)生态适应能力强;(2)繁殖能力强;(3)传播能力强。

2、被入侵生态系统的特点

  几乎所有的生态系统或多或少都有外来物种的入侵,但其中一些生态系统更容易遭到入侵。和外来入侵种一样,这些容易遭到入侵的生态系统也具有一些共同特点。(1)具有足够的可利用资源;(2)缺乏自然控制机制;(3)人类进入的频率高。

3、容易遭受外来物种入侵的区域

  依据外来入侵种的传入途径以及入侵种和生态系统的特点,可以预计在我国外来种容易入侵的区域。(1)重要的港口、口岸附近,铁路、公路两侧。经国际货运传入的外来种往往首先在港口、口岸附近登陆,遇到适宜的环境条件建立小的种群而后开始扩散;轮船的压舱水排放和营附着生活的海洋物种也常常在港口落脚;火车、汽车携带的外来种则容易在铁路、公路两侧定居、扩散。(2)认为干扰严重的森林、草场。人类活动可直接带来外来种。森林、草原等生态系统本来是稳定的,严重的认为干扰如乱砍滥伐、过度放牧使生态系统退化、多样性下降,给外来种的入侵创造了良好的条件。(3)物种多样性较低、生境较为简单的岛屿、水域、牧场。物种多样性低,自然抑制力也低,天敌种类少,外来种容易生存,种群容易扩增。(4)受突发性的自然干扰,如火灾、洪水和干旱等破坏后的生态环境。在这些生态环境中,生态系统短时间内受到严重破坏,物种组成和群落结构变得简单,入侵种极易迅速占据大量的生态位而成为优势物种。(5)温暖湿润、气候条件好的地区。如我国的南方地区,由于的地理和气候条件,常常给外来入侵种的大爆发提供良好的条件。

人为关系

人类活动和外来入侵物种

  生物入侵最根本的原因是人类活动把这些物种带到了它们不应该出现的地方。因此,我们称这些物种是“有害的”,实际上对这些物种而言是不公平的,它们只是待错了地方,而造成这种错误的原因常常是人类的一些对生态环境安全不负责任的活动。外来入侵物种的问题的关键是人为问题。

1、有意引种

  是指人类有意实行的引种,将某个物种有目的地专一到其自然分布范围及扩散潜力以外(这类引种可以是授权地或未经授权地)。如:水葫芦。起初是以净化水源为目的而引进的。但因为环境适宜,繁殖太快等原因,对中国多处水源造成危害。

2、无意引种

  是指某个物种利用人类或人类传送系统为媒介,扩散到其自然分布范围以外地地方,从而形成地非有意地引入。如:红火蚁。在二十世纪初因检防疫上的疏失而入侵了美国南方,这原本不起眼的外来火蚁,却造成美国在农业与环境卫生上非常重要的问题与经济上的损失。

影响危害

  外来生物入侵的危害

(一)对生态的影响

  为什么外来生物在原产地不造成危害,进入新的地区后却可能造成不良影响?某种生物在甲生态系统中由于受到生境、天敌、物种之间竞争和人为干扰等条件的限制,实际上与外界环境已构成协调的生态系统,因此该物种在甲生态系统表现得很“温和”;当人们有意识地把这个种引入(或无意地带入)到乙生态系统这一新的环境中,引入或带入的仅仅是该物种,没有(也不可能)将它在原产地的生境、天敌、竞争和干扰等限制因素也一同引进或同时带入,因此该物种就可能在乙生态系统更适宜的环境中“为所欲为”,暴发性发展,反客为主,对乙生态系统造成不良影响。这就是说,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。当一种生物传入一新的栖境后,如果脱离了人为控制逸为野生,在适宜的气候、土壤、水分及传播条件下,极易大肆扩散蔓延,形成大面积单优群落,破坏本地动植物相,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及其带来的生态学影响如下:

  1.竞争、占据本地物种生态位,使本地种失去生存空间。

  2.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。

  3.分泌释放化学物质,抑制其它物种生长。某些外来生物如豚草可释放酚酸类、聚乙炔、倍半萜内脂及甾醇等化感物质,对禾本科、菊科等一年生草本植物有明显的抑制、排斥作用。薇甘菊也可分泌化感物质影响其它植物生长。

  4.通过形成大面积单优群落,降低物种多样性,使依赖于当地物种多样性生存的其它物种没有适宜的栖息环境。水葫芦在河道、湖泊、池塘中的覆盖率往往可达100%,由于降低了水中的溶解氧,致使水生动物死亡。豚草优势度为0.85~1.0,群落多样性为0~0.62。由于薇甘菊排挤本地植物,广东内伶仃岛上的猕猴缺少适宜的食料,目前只能借助于人工饲喂。飞机草在西双版纳自然保护区的蔓延已使穿叶蓼等本地植物处于灭绝的边缘,依赖于穿叶蓼生存的植食性昆虫同样处于灭绝的边缘。厦门鼓浪屿的猫爪藤攀爬绿化树木,在树冠上形成大片单优群落,影响树木光合作用导致死亡。

  5.过量利用本地土壤水分,不利于水土保持。巨尾桉引自澳大利亚,在海南岛和雷州半岛的很多林场都有种植,在一些地方,由于它大量吸收水分,对水土保持十分不利,造成土壤干燥。在一块土地上连续种植,就会使得土壤肥力愈来愈低,甚至形成荒芜之地。因此引进巨尾桉同样要因地制宜,根据需要,有目的地控制性引进。

  6.破坏景观的自然性和完整性。明朝末期引入的美洲产仙人掌属4个种分别在华南沿海地区和西南干热河谷地段形成优势群落。在那里原有的天然植被景观已很难见到。有的入侵种,特别是藤本植物,如厦门的猫爪藤,可以完全破坏发育良好、层次丰富的森林景观。

  7.影响遗传多样性。随着生境片段化,残存的次生植被常被入侵种分割、包围和渗透,使本土生物种群进一步破碎化,造成一些植被的近亲繁殖和遗传漂变。值得注意的是,与人类对环境的破坏不同,外来入侵物种对环境的破坏及对生态系统的威胁是长期的、持久的。当人类停止对某一环境的污染后,该环境会很快开始并逐渐恢复;而当一种外来物种停止传入一个生态系统后,已传入的该物种个体并不会自动消失,而大多会利用其逃脱了原有的天敌控制的优势在新的环境中大肆繁殖和扩散,对其控制或清除往往十分困难。而由于外来物种的排斥、竞争导致灭绝的本地特有物种则是不可恢复的。因而外来物种对生物多样性的威胁应引起足够的重视。

(二)对社会和文化的影响

  外来入侵物种通过改变侵入地的自然生态系统、通过降低物种多样性从而对当地社会、文化甚至人们的健康也产生了严重危害。我国是一个多民族国家,各民族特别是傣族、苗族、布依族等民族聚居地区周围都有其特殊的动植物资源和各具特色的生态系统,对当地特殊的民族文化和生活方式的形成具有重要作用。但由于飞机草、紫茎泽兰等外来入侵植物不断竞争、取代本地植物资源,生物入侵正在无声地削弱民族文化的根基。

  外来种对人类健康可构成直接威胁。豚草花粉是人类变态反应症的主要致病原之一,所引起的“枯草热”对全世界很多国家的人类健康带来了极大的危害。一些外来动物如福寿螺等是人畜共患的寄生虫病的中间宿主,麝鼠可传播野兔热,极易给周围居民带来健康问题。疯牛病、口蹄疫、艾滋病更是对人类生存的巨大挑战。

(三)对经济的影响

  外来入侵种可带来直接和间接的经济危害。保守估计,外来种每年给我国的经济带来数千亿元的经济损失。

  1.外来入侵动植物成为直接危害农林业经济发展的重大有害生物

  外来入侵动植物对农田、园艺、草坪、森林、畜牧、水产等可带来直接经济危害。水花生对水稻、小麦、玉米、红苕和莴苣5种作物全生育期引致的产量损失分别达45%、36 %、19 %、63 %和47%。广东、云南、江苏、浙江、福建、上海等省市每年都要人工打捞水葫芦,仅浙江温州市和福建莆田市1999年用于人工打捞水葫芦的费用分别为1000和500万元,全国总的费用有多少,目前没有准确统计,至少超过1亿元,而水葫芦带来的农业灌溉、粮食运输、水产养殖、旅游等方面的经济损失更大。美洲斑潜蝇最早于1993年在海南发现,到1998年已在全国21个省市区发生面积达130万公顷以上,它寄生22个科的110种植物,尤其是蔬菜瓜果类受害严重,包括黄瓜、甜瓜、西瓜、西葫芦、丝瓜、番茄、辣椒、茄子、豇豆、菜豆、豌豆和扁豆等,目前在我国,每年防治斑潜蝇的成本高达4亿元。被称为“松树癌症”的松材线虫病在短短十年间,疫区已扩至江浙六省,发生面积约6.6万公顷,对黄山、张家界等风景名胜区构成了巨大威胁。

  在国际贸易活动中,外来种常常引起国与国之间的贸易摩擦,成为贸易制裁的重要借口或手段。近年来我国出口美国的木制包装品因光肩星天牛问题给我国的对外贸易带来了数以千万计的经济损失。

  2.外来有害生物通过影响生态系统而给旅游业带来损失

  如在云南昆明市,20世纪70-80年代建成了大观河的理想的水上旅游线路,游人可以从昆明市内开始乘船游滇池和西山。但自20世纪90年代初,大观河和滇池中的水葫芦“疯长”成灾,覆盖了整个大观河以及部分滇池水面,致使这条旅游线路被迫取消,原来在大观河两侧的配套的旅游设施只好报废或改作他用。

  3.外来生物通过改变生态系统所带来的一系列水土、气候等不良影响从而产生间接经济损失。与直接经济损失相比,计算间接损失往往十分困难。但并不意味着间接损失不大。比如,大量的水葫芦植株死亡后与泥沙混合沉积水底,抬高河床,使很多河道、池塘、湖泊逐渐出现了沼泽化,有的因此而被废弃使用,由此对周围气候和自然景观产生不利变化,并加剧了旱灾、水灾的危害程度;而且水葫芦植株大量吸附重金属等有毒物质,死亡后沉入水地,构成对水质的二次污染,又加剧了污染程度,尽管这些损失难以准确计算,但却不容忽视。

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原文

  作者:梅涛

  当你在路边草地或自家庭院里发现一两只从未见过的甲虫时,你肯定不会感到惊讶。但在生物学家和生态学家们看来,这或许不是件寻常小事。专家们把这种原本生活在异国他乡、通过非自然途径迁移到新的生态环境中的“移民”称为“生物入侵者”它们不仅会破坏某个地区原有的生态系统,而且还可能给人类社会造成难以估量的经济损失。

  在人类文明的早期,陆路和航海技术尚不发达,自然界中的生态平衡并没有受到太大破坏。在自然条件下,一颗蒲公英的种子可能随风飘荡几十千米后才会落地,如果各种条件适合,它会在那里生根、发芽、成长;山间溪水中的鱼虾可能随着水流游到大江大河中安家落户……凡此种种,都是在没有人为干预的条件下缓慢进行的,时间和空间跨度都非常有限,因此不会造成生态系统的严重失衡。

  如果一个物种在新的生存环境中不受同类的食物竞争以及天敌伤害等诸多因素制约,它很可能会无节制地繁衍。1988年,几只原本生活在欧洲大陆的斑贝(一种类似河蚌的软体动物)被一艘货船带到北美大陆。当时,这些混杂在仓底货物中的“偷渡者”并没有引起当地人的注意,它们被随便丢弃在五大湖附近的水域中。然而令人始料不及的是,这里竟成了斑贝的“天堂”。由于没有天敌的制约,斑贝的数量便急剧增加,五大湖内的疏水管道几乎全被它们“占领”了。到目前为止,人们为了清理和更换管道已耗资数十亿美元。来自亚洲的天牛和南美的红蚂蚁是另外两种困扰美国人的“入侵者”,前者疯狂破坏芝加哥和纽约的树木,后者则专门叮咬人畜,传播疾病。

  “生物入侵者”在给人类造成难以估量的经济损失的同时,也对被入侵地的其他物种以及物种的多样性构成极大威胁。二战期间,棕树蛇随一艘军用货船落户关岛,这种栖息在树上的爬行动物专门捕食鸟类,偷袭鸟巢,吞食鸟蛋。从二战至今,关岛本地的11种鸟类中已有9种被棕树蛇赶尽杀绝,仅存的两种鸟类的数量也在与日俱减,随时有绝种的危险。一些生物学家在乘坐由关岛飞往夏威夷的飞机上曾先后6次看到棕树蛇的身影。他们警告说,夏威夷岛上没有任何可以扼制棕树蛇繁衍的天敌,一旦棕树蛇在夏威夷安家落户,该岛的鸟类将在劫难逃。

  许多生物学家和生态学家将“生物入侵者”的增多归咎于日益繁荣的国际贸易,事实上许多“生物入侵者”正是搭乘跨国贸易的“便车”达到“偷渡”目的的。以目前全球新鲜水果和蔬菜贸易为例,许多昆虫和昆虫的卵附着在这些货物上,其中包括危害性极大的害虫,如地中海果蝇等。尽管各国海关动植物检疫中心对这些害虫严加防范,但由于进出口货物数量极大,很难保证没有漏网之“虫”。此外,跨国宠物贸易也为“生物入侵者”提供了方便。近年来,由于引进五彩斑斓的观赏鱼而给某些地区带来霍乱病源的消息时常见诸报端。一些产自他乡的宠物,如蛇、蜥蜴、山猫等,往往会因主人的疏忽或被遗弃而逃出藩篱,啸聚山林,为害一方。

  一些生物学家们指出,一旦某种“生物入侵者”在新的环境中站稳脚跟并大规模繁衍,其数量将很难控制。即使在科学技术高度发达的今天,面对那些适应能力和繁殖能力极强的动植物,人们仍将束手无策。

  生物学和生态学界的一些学者主张人类不应该过多地干预生物物种的迁移过程,因为失衡是暂时的,一个物种在新的环境中必然遵循物竞天择的法则。“生物入侵者”并不是都能够生存下来,能够生存下来的就是强者,即使生态系统中的强者也同样受到该系统中各种因素的制约,不可能为所欲为,因此,自然界的平衡最终会得以实现。然而更多的学者则持反对意见,他们认为自然调节的过程是非常漫长的,如果听任“生物入侵者”自由发展,许多本土物种将难逃绝种厄运,自然界的物种多样性将受到严重破坏。另外,“生物入侵者”给人类社会造成的经济损失是惊人的。仅在美国,每年由“生物入侵者”造成的经济损失就高达两千多亿美元,面对这样的天文数字,人们岂能无动于衷?

  目前,世界上许多国家已开始认识到这一问题的严重性,并采取了相应措施。例如,美国众议院已于1996年通过了一项议案,要求各有关机构加强对有可能夹带外来物种的交通工具的监控,为此,美国政府正在酝酿一个跨部门的监控计划。

教学教案

  教学目标

  阅读课文,了解本文说明的主要内容。

  学习本文所使用的说明顺序和说明方法。

  提高学生的环保意识。

  课时安排:一课时。

  教学重点

  学习本文所使用的说明顺序和说明方法。

  课前准备

  搜集生物人侵的相关资料,要求写出生物入侵者的名称、原产地、入侵地及

  危害。(至少搜集一种生物入侵者的资料)

  借助工具书,扫除字词障碍。

  将预习中发现的问题记在卡片上。

  教学设计

  导入新课

  教师讲述一则生物入侵的消息(也可用多媒体播放生物入侵的相关资料)。

  教师讲完后,请学生用一两句话概括这则消息的主要内容。

  明确:科技高度发达的21世纪,我们共同的家园——地球正面临着越来越严峻的挑战,环境问题已成了摆在人类面前的亟待解决的问题,而生态问题则又是当今世界环境问题的中心议题。下面我们来共同学习《生物入侵者》,希望学习此文能促使我们提高保护生态环境的意识。(教师板书课题)

  题解

  要求学生合上书,用自己的话说一说“入侵”和“生物入侵者”的含义。

  要求学生从文中勾画出揭示“生物入侵者”含义的语句。

  自主阅读、整体感知

  教师用多媒体(或幻灯)展示以下问题,学生阅读思考。

  a.本文除了告诉我们什么叫生物入侵者,它还讲了哪些内容?

  b.你觉得学习本文应从哪些方面人手?试拟出本文的学习目标。

  质疑问难、交流互动。

  a.小组内交流:

  学生在自主阅读的基础上通过交流弄清文章内容,并共同拟定学习目标。

  将预习中发现的问题在小组内提出并共同解决。

  b.班上交流:明确本文学习目标及主要内容。

  明确学习目标(见前面的教学目标)

  主要内容:本文还讲了生物入侵带来的巨大危害、造成生物入侵增多的原因和途径、生物学和生态学界对“生物入侵者’’的不同态度以及目前世界各国对“生物入侵”采取的相应措施。

  编写提纲

  教师用多媒体展示结构图示,要求学生在空缺处填上相关内容。

  引出话题:介绍什么是生物入侵者(1段)

  摆出现象:——(段)

  《生物人侵者》探究原因:——(段)

  揭示态度:——(段)

  采取措施:——(段)

  写法探究

  O探究学习本文所采用的说明顺序

  a.常见的说明顺序有哪些?本文采用了什么说明顺序?

  b.探究本文这样安排说明顺序的好处。

  学生讨论后明确:运用逻辑顺序符合人们的认知规律,且使文章结构严谨、层次分明。

  探究学习本文所采用的说明方法

  a.本文主要采用了哪些说明方法。

  学生讨论后教师板书:列数字、举例子、打比方

  b.找出文中运用上述说明方法的相关语句。

  (将学生分成三大组,每一组找一种说明方法的相关语句,看哪一组找得又快又好)

  C.说说列数字、举例子、打比方的说明方法的作用,并从文中各举一例加以说明。

  可安排学生先在小组内交流再在班上交流。

  小结

  要求学生从主要内容与写作方法两方面对全文作一个小结。

  教师在学生发言的基础上总结全文。

  明确:这是一篇关于生态问题的说明文。它向我们说明了什么是生物入侵以及生物入侵带来的巨大危害,促使我们对这一特殊的生态现象高度警觉。我们学习这篇课文不仅能获得一定的生态知识,还能培养我们对社会的责任感。另外,这篇课文结构严谨,层次分明,运用了列数字、举例子、打比方等说明方法,为我们写作说明文提供了借鉴。

  延伸拓展

  教师出示一只彩色粉笔,要求学生从列数字、举例子、打比方这三种说明方法中至少选两种方法对其作简要说明。(每一小组推荐一个同学,看哪一组的同学说得最好。)

  自然界还有哪些生物入侵者?怎样才能有效扼制生物入侵的现象?现实生活中如果发现生物入侵者我们该怎么做?

  学生在小组内交流自己搜集的关于生物入侵的资料,然后各小组推荐1~2份到班上展览。(展览安排在课后)

  要求学生先在小组内讨论,然后班上交流。

课文研讨

  一、整体把握

  这篇文章介绍的是关于生物通过非自然途径迁移可能对人类造成危害的知识,是一篇事理说明文。

  文章开头,作者假设一种情景,通过普通人与科学家的不同反应,自然引出话题──生物入侵者,并对什么是“生物入侵者”进行解释。

  第2、3、4段具体写什么是生物入侵者及其危害。作者先写生物在自然条件下迁移、繁衍,“不会造成生态系统的严重失衡”。这样写,是对生物入侵者作明确的界定,生物入侵者是指“原本生活在异国他乡、通过非自然途径迁移到新的生态环境中的‘移民’”。那么,为什么生物通过非自然途径迁移到新的生态环境中会造成生物入侵现象呢?文章3、4两段以斑贝、天牛、红蚂蚁、棕树蛇为例做了具体说明。

  第5段分析造成生物入侵者增多的原因和途径。由于日益繁荣的国际贸易,生物入侵者搭乘跨国贸易的“便车”,“偷渡”入境。

  第6、7段写生物学和生态学界对“生物入侵者”的不同态度。一部分人认为,经过“物竞天择”,可以制约“生物入侵者”的危害,达到新的生态平衡。另一部分人认为听任“生物入侵者”自由发展会给当地生态和人类生活造成严重危害。

  第8段写目前世界各国对“生物入侵者”都在采取相应的措施。

  由以上分析不难看出,本文是按照逻辑顺序进行说明的。首先引出话题(议题),接着摆出现象,再探讨因果,最后讨论对策。基本上是按照提出问题、分析问题、解决问题的逻辑思路展开的。

  二、问题研究

  1.为什么对发现一两只从未见过的甲虫这种普通人不会感到惊讶的事情,生物学家和生态学家会认为这“不是件寻常小事”?

  普通人发现一两只从未见过的甲虫,只会感到新奇,不会考虑更多的问题;生物学家和生态学家对此就会考虑许多问题:甲虫是从哪里来的?甲虫是如何到这里来的?甲虫的生态是怎样的?甲虫是否会对当地生态和人类生活带来影响?等等。他们是不会视而不见的。

  2.如何理解在物种迁移过程中的“人为干预”?

  文章第2段已经写到,生物种类的自然繁衍和迁移,由于进行缓慢,并受到时间和空间跨度的限制,不会造成生态环境的失衡。如果这种迁移是由于人类的跨地域活动造成的,那么它们的迁移速度就会极大地加快,也会很容易地突破时间和空间跨度的限制,后果就不堪设想了。所以在防止“生物入侵者”时,应充分考虑“人为干预”。

  3.为什么在形成“生物入侵者”的过程中,强调“不受同类的食物竞争”和“不受天敌伤害”这两个条件?

  生物的自然存在和发展,是有一定规律的,这种规律就是英国生物学家达尔文所总结的“物竞天择”和“适者生存”。某一地区的物种都是当地生物链的一环,经历相当长的历史时期形成一种平衡状态。如果由于人为的干预打破了这种平衡,等于破坏了生物链的平衡状态,就可能产生两种后果:一种是经过一个较长时期达到新的平衡状态;另一种就是产生“生物入侵者”,给当地生态和人类生活带来危害。

  练习说明

  一、阅读课文,说说本文是按照什么顺序来写的。

  本题通过对说明顺序的认识,整体把握文章内容。

  这是一篇事理说明文,是按照逻辑顺序进行说明的。文章从解释“生物入侵者”这个概念入手,介绍了“生物入侵者”给人类带来的危害、对生态环境的破坏作用、形成“生物入侵者”的原因、科学界对待“生物入侵者”的不同见解和目前世界各国对“生物入侵者”所采取的措施。

  二、文中运用了列数字、举例子、打比方等说明方法,试从课文中找出来,说说它们的表达效果。

  1.列数字实际上也是一种用事实进行说明的方法。数字化的事实也能引发读者的想象。例如:“从二战至今,关岛本地的11种鸟类中已有9种被棕树蛇赶尽杀绝,仅存的两种鸟类的数量也在与日俱减,随时有绝种的危险。”仅仅在20世纪40年代至今的60年间,关岛鸟类就由11种减少到两种,这个数字的变化清楚说明“生物入侵者”对自然生态的危害;“到目前为止,人们为了清理和更换管道已耗资数十亿美元。”“仅在美国,每年由‘生物入侵者’造成的经济损失就高达两千多亿美元……”这两句话中的数字,自然使人想到“生物入侵者”对人类危害之大。

  2.举例子是为了支撑观点,使之更具说服力。例如:举出蒲公英和山间溪水中的鱼虾的繁殖时间和空间跨度非常有限的例子,是为了证明“在人类文明的早期,陆路和航海技术尚不发达,自然界中的生态平衡并没有受到太大破坏”这种说法;举出欧洲斑贝、亚洲天牛和南美红蚂蚁对北美洲的入侵,有力地说明“生物入侵者”给人类带来的巨大危害;举出棕树蛇几乎灭绝关岛鸟类的例子,说明“生物入侵者”对自然生态的破坏,举出新鲜水果和蔬菜、跨国宠物的例子,是为了说明形成“生物入侵者”的人为的原因;举出美国众议院通过加强对可能夹带外来物种的交通工具的跨部门监控议案的例子,说明目前世界各国对待“生物入侵者”都采取了相应的措施。

  3.打比方是为了使说明更形象。例如:“生物入侵者”这个概念本身就具有比喻意义,它告诉读者这一类“入侵者”的“移民”行为,是会对人类和自然造成危害的;把登陆北美的欧洲斑贝比成“偷渡者”,它们在不知不觉中登上北美大陆,并悄悄地给人类造成危害;把害虫随贸易途径传遍全世界比喻为“搭乘跨国贸易的‘便车’”,十分形象。

  三、你知道还有哪些“生物入侵者”吗?你在生活中发现过生物入侵的现象吗?如果有,说给同学们听听。

  本题启发学生把学过的知识运用到实际生活中去,提高防范“生物入侵者”的意识。下面就是一则关于“生物入侵者”的最新报道。这则报道告诉我们:①时至今日,“生物入侵者”仍随时都有入侵的可能;②我国对“生物入侵者”采取了严格的防范措施。

  我国暂停从菲进口凤梨香蕉种苗

  据新华社北京2月20日电(记者齐中熙)国家质检总局、农业部、国家林业局日前联合发布公告,宣布暂停从菲律宾进口凤梨、香蕉种苗等香蕉穿孔线虫寄生植物,一经发现,一律作退回或销毁处理。

  据悉,今年1月,我国出入境检验检疫部门在对菲律宾进口的凤梨种苗实施检疫时,截获一类危险性有害生物──香蕉穿孔线虫。为防止疫情传入,保护我国农林业生产安全,根据《中华人民共和国进出境动植物检疫法》及其实施条例的有关规定,决定对菲律宾凤梨、香蕉种苗等香蕉穿孔线虫寄生植物进口采取临时紧急检疫措施。

  (摘自2002年2月21日《每日新报》)

  教学建议

  一、要引导学生学会筛选信息。

  阅读科技类文章的目的之一,是筛选信息。一篇科技文所提供的信息是多方面的:有科学知识信息,有社会历史信息,有关于作者生活与创作方面的信息,这些都是显性信息;阅读文章还可以学到一些相关的写作技巧,这是隐性信息,需要读者去感悟。

  二、可以由举实例导入新课。

  学生对外敌入侵比较熟悉,而没有“生物入侵”的概念。可以从熟悉的外敌入侵导入对不熟悉的“生物入侵”的思考,引发学生的学习兴趣。

作者简介

  梅涛,男,中国科学院合肥智能机械研究所常务副所长、研究员、博士,中国科学技术大学博士生导师,中国科学院青年联合会副主席。1962年出生于江西省南城县,1982年获浙江大学精密机械专业学士学位,2001年获中国科学技术大学力学博士学位。1982年起在中国科学院合肥智能机械研究所从事研究工作,历任研究实习员、助理研究员、副研究员、研究员,曾担任传感技术研究室副主任、主任,于1999年6月起担任常务副所长。曾担任国家“八六三”计划自动化领域特种机器人专业组成员、国家“八六三”计划航天领域空间机器人专题组成员。现任中国自动化学会理事、中国自动化学会机器人专业委员会常务委员、中国电子学会高级会员、中国电子学会敏感技术分会委员、中国仪器仪表学会精密机械分会理事、《国际信息获取学报》主编、《模式识别与人工智能》和《机器人》杂志编委。获得国务院政府特殊津贴、安徽省政府特殊津贴、安徽省优秀青年科技基金资助。1986年至1987年英国Middlesex大学电子工程系机器人与自动化中心访问学者,从事机器人传感器和机器人柔性制造系统研究。1996年美国卡内基梅隆大学计算机系机器人研究所高级访问学者,从事机器人多传感器手爪和人机交互技术研究。1998年至1999年赴香港中文大学机械与自动化系从事微电子机械系统和智能材料系统的合作研究,并协助该校建立了先进微系统实验室和智能材料实验室。研究领域为信息获取科学与技术、特种机器人、微机电系统。负责完成了多项国家“863”计划课题、国家重点科技攻关课题和国家自然科学基金课题,包括“多功能类皮肤型传感器”、“空间机器人多传感器手爪”、“新型谐振力敏传感器”、“智能气体传感器”、“主动式触觉信息获取与解释”、“混合集成力敏传感器”、“半导体力敏传感器”、“基于微机械加工的微型三维力传感器”等课题。采用MEMS、CMOS集成电路和信息融合技术,研制成功具有接触觉、力觉、滑觉和分布压觉的集成化触觉传感器,获发明专利。研制成功具有多维力觉、接近觉、距离觉、触觉等多种传感功能的智能手爪,为中国空间机器人实验系统的建立作出了贡献。已发表论文八十九篇,获专利六项。目前正在研究的项目有国家自然科学基金课题“体内微机器人外场驱动与控制方法研究”、“空间机器人形状自适应抓取机构研究”、“一种新的柔性指面触觉传感器的原理及实验研究”和国家863计划课题“舱外移动机器人手眼系统”、“多用途可更换夹持器研究”、“无线肠胃检查机器人关键技术研究”、“爆炸微粒探测阵列研究”,以及中国科学院知识创新工程领域前沿项目“信息获取科学与技术的基本科学问题和关键技术研究”。

有关资料

  生物污染的全球化(胡定金)

  深圳西南海面上的内伶仃岛,“植物杀手”薇甘菊在迅速蔓延,已成不可阻挡之势。往日浓阴蔽日、绿树摇曳的岛上,长满了薇甘菊。它们宛如一张张巨网,黑压压地笼罩在美丽的荔枝树、芭蕉树、相思树上。树木因为沐浴不到阳光而无声无息地死去,鲜花和绿草因为呼吸不到新鲜的空气而枯萎,岛上的土地正蜕变成荒原,素有“植物天堂”美誉的内伶仃岛,可能会被薇甘菊毁于一旦。

  这个令人恐怖的“植物杀手”原产于中、南美洲。80年代,薇甘菊传到东南亚,给种植香蕉、茶叶、可可、水稻等经济作物的农民造成了不可估量的损失。90年代初,薇甘菊的魔脚踏上了我国海南岛的土地。几年后到达了深圳,在深圳宝安一片4000亩的人工山林里,几乎80%的山林遭到了薇甘菊的蹂躏。一些杉树林已被薇甘菊封杀,一些山顶已被薇甘菊完全覆盖。

  科学家把这种类似薇甘菊的事件,称为“生物污染”。它指某种有害的外来生物侵入并造成原有生态的破坏。与化学污染不同,外来生物可以不断地增殖并扩散到新的地方,还能逐步适应新的环境并占据优势,从而危及本土物种。

  人们对这些有害外来生物的侵入往往简单地当作偶发事件,对它的威胁的认识也很不够。其实地球上这种侵入时时刻刻都在发生,而且随着交通的全球化,世界贸易的不断增加,这种侵入的频率和范围还在不断扩大,且有全球化发展的趋势。

  目前,外来生物在地球上大部分湖泊和河流系统中、大部分海岸和主要岛屿上都可发现,并扩散到所有大陆,有的已经形成了污染。

  在西欧,一种北美虾病正在侵袭当地虾,造成当地虾在许多河流中消失。在地中海和亚得里亚海,一种太平洋海藻覆盖了3000公顷的海底。在南欧、尼日利亚、南非、新西兰、澳大利亚、巴西和美国东南部,ASIAN TIGERMOSQUITO蚊可能会增加传播许多种危险疾病的风险。这种进攻型叮咬蚊子能携带至少17种病毒,包括登革热、黄热病和其他多种脑炎。从东部非洲到印度太平洋地区,一种来源于南亚的ALANG草侵入了数百万公顷的热带森林,严重地影响了当地树木的自然更新。澳大利亚的一种可能来自巴布亚新几内亚地区的致病真菌自1920年侵入以来,导致了数千公顷的森林被毁。这种真菌对四分之三的植物有害,包括高大的树种和矮小的灌木。在新西兰,一种来源于澳大利亚的夜间活动的袋鼠,估计每晚可吃掉21吨当地的森林(树皮、树芽、树叶等)。来源于巴布亚新几内亚地区的棕色树蛇,使太平洋关岛上11种鸟和一些蜥蜴、蝙蝠在野外绝迹。科学家担心这种蛇会扩散到整个太平洋地区。在我国,一种南美水生植物(水葫芦)极大地减少了昆明滇池的水面积。当地的气候明显变得比较干燥,湖中的68种鱼有38种已不复存在。

  除了主动蔓延之外,人为的盲目引进物种也是造成生物污染的原因之一。在非洲维多利亚湖,尼罗河鲈鱼的引进导致200多种地方鱼种的灭绝,是有记录以来最大的一次脊椎动物的灭绝。水松树和金合欢属树种的引进本来是用于植树造林,现在却消耗了用于供应开普敦的地下水。

  尽管人类对生物污染进行了长达40年的研究,但生态学家仍未发现生物污染过程的自然规律。

  首先,对“入侵者”知之甚少。杂草可以说是最通常的入侵者,但也有很特别的入侵者。我们对入侵者的“家族”了解甚少,不知道何种生物将是成功的“入侵者”。

  其次,对入侵的地点、时间无法预测。一般来说,失衡的生态系统通常要比完整的生态系统更易受到影响。EURASIAN CHEATGRASS能在美国西北部2500万公顷的土地上占居优势,其原因之一就是当地牧民过度放牧所致。但也有很多例外的情况。例如在现存的未受干扰的夏威夷雨林中,占优势的昆虫常常是外来的。在五大湖中,水质的改善可能帮助了SEALAMPREY,因为这种食肉鱼种幼体对污染相当敏感。一种外来生物侵入后,可以潜伏几十年,生态平衡的改变可导致爆发性侵入。植物侵入的这种潜伏期更为普遍,几乎可以肯定许多外来生物的存在,只不过我们没有觉察到,根据美国一名研究杂草侵入的专家的看法,外来杂草通常在侵入30年或扩散到4000公顷后才被发现。

  此外,我们对生物侵入的危害程度无法估计。因为外来生物侵入的危害不仅是取代当地物种,而且会有惊人的后果。让我们来看看蒙大拿FLATHEAD河流中细小糠虾引进事件。野生动物保护人员为了增加另一种引进的KOKANEE鲑的饵料数量,在1970年前后引进了糠虾。然而鲑鱼的习性是在表面捕食,糠虾只在晚上升到表面,鲑在晚上又看不见糠虾,反过来糠虾还吃掉了鲑鱼鱼苗依赖的浮游生物。结果鲑鱼数量下降,导致熊、捕食鸟和其他依赖鲑鱼的动物的灭绝,致使许多鹰饿死。

  生物污染的危害远非如此,它对整个生态系统的平衡、人类社会的发展都潜藏着巨大的威胁。

  威胁生物的多样性。山脉、沙漠和海流等作为自然边界将不同生态系统分隔开来。人类贸易、旅行和其他活动造成的生物污染破坏了这些自然边界的作用。外来生物威胁着本土物种,造成本土物种数量减少乃至灭绝。生物污染极大地威胁着生物的多样性。美国一项试验表明,新的基因工程植物将所含耐除草剂的基因传给杂草的速度比人们预期的要快得多。Bt植物不仅会杀死目标害虫,还会杀死一些益虫,而且威胁到这些昆虫的天敌。因此,对基因植物在批准进行大田种植前,必须进行大量的试验和严格的审定。

  威胁人类的健康。各种途径造成外来病菌在全球的传播和流行。全球的艾滋病、英国的疯牛病、日本的“0157细菌”、香港的禽流感、台湾地区的肠病毒等都极大地威胁着人类的健康。美国近年来就采取了一系列措施来强化食品卫生管理,实施“危险分析和关键控制点”(HACCP)计划,1998年更投入4300万美元用于食品安全的监测、研究与教育。

  威胁经济的发展。外来病虫害的侵入会造成巨大的经济损失。在美国,外来害虫对森林的损失每年高达40亿美元。最近,美国发现光肩星天牛(AsianLonghornedBeetle)对一些树木造成破坏。美方认为是通过木质包装材料从中国传入的,拟对中国实施更严厉的措施,包括要求中方出口商提供有关部门出具的木质包装材料处理(加热、熏蒸等)证明。美方的新规定估计将影响到30%-50%的中国对美出口,对我国的经济也会产生不利影响。

  尽管许多科学家和土地管理者对生物污染忧心忡忡,但却很少引起政策制定者的重视。最近,美国政府正在着手制定一项战略,以协调三十多个联邦机构应付外来生物的入侵。西欧一些发达国家也在积极寻求应对措施,这些措施主要包括以下几个方面:完善国际植物保护公约等相关国际条约,减少漏洞;切断外来生物的侵入通道;建立国际生物监控体系和数据库,克服侵害物种信息的零散;结束自然资源管理者对外来物种的引进,如牧区外来饲料植物、用作土壤保护的外来草种;提高人口整体生态意识,使人们了解当地自然风景的价值,抵抗外来生物的侵入。

  (选自2000年6月12日《光明日报》)

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