科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步極大地推動(dòng)了人類(lèi)的物質(zhì)和精神文明建設(shè)。但隨著經(jīng)濟(jì)全球化,交通運(yùn)輸、國(guó)際貿(mào)易和技術(shù)進(jìn)步的快速發(fā)展,與食物和農(nóng)業(yè)有關(guān)的生物和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)明顯增大,生物多樣性保護(hù)和生態(tài)安全已成為當(dāng)今國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),生物入侵就是其中的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。
一、生物入侵的概念和定義
生物入侵是指生物由原生存地經(jīng)自然的或人為的途徑,侵入到另一個(gè)新環(huán)境,對(duì)入侵地的生物多樣性、農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)健康造成經(jīng)濟(jì)損失或生態(tài)災(zāi)難的過(guò)程。對(duì)于一個(gè)特定的生態(tài)系統(tǒng)或者棲境來(lái)說(shuō),任何非本地的生物都叫做外來(lái)物種,是指物種出現(xiàn)在它正常的自然分布范圍之外的一個(gè)相對(duì)概念。
外來(lái)物種有其有益的方面,在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中,物種引進(jìn)在早期極大地推進(jìn)了人類(lèi)物質(zhì)文明的前進(jìn)。如玉米、小麥、馬鈴薯、番茄等作物,豬、牛、羊等家畜種類(lèi)或品種,園林園藝種類(lèi)或品種,很多原本只分布于局部地區(qū),通過(guò)引種對(duì)世界農(nóng)業(yè)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。例如:馬鈴薯(俗稱(chēng)土豆),原產(chǎn)于南美洲,19世紀(jì)初傳遍歐洲,目前栽培范圍遍布全世界,為世界及我國(guó)第四大農(nóng)作物。近年來(lái),我國(guó)馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量躍居世界第一,2010年種植面積7808萬(wàn)畝,產(chǎn)量8154萬(wàn)噸。
而外來(lái)入侵物種是指對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、棲境、物種、人類(lèi)健康帶來(lái)威脅的外來(lái)物種,包括植物、動(dòng)物和微生物。因此,生物入侵的過(guò)程包含三層含義:第一,物種是外來(lái)的、不是本國(guó)或本區(qū)域的;第二,這個(gè)外來(lái)物種能夠在入侵地的自然或人工生態(tài)系統(tǒng)中定居、自行繁殖和擴(kuò)散;第三,導(dǎo)致危害,明顯影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,損害當(dāng)?shù)厣锒鄻有?、農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)或人類(lèi)健康。對(duì)外來(lái)入侵物種的界定,在空間尺度上,通常以國(guó)土為疆界,起源于國(guó)外的物種才算做入侵物種;在時(shí)間尺度上,則通常指最近數(shù)十年內(nèi)傳入的有害生物。
在自然界中,生物入侵是一種普遍存在的現(xiàn)象。生物入侵的種類(lèi)幾乎包括所有的生物類(lèi)群。它們的入侵已影響到每一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)和各地的生物區(qū)系,使成百上千的本地物種陷入滅絕境地,特別是在島嶼和生態(tài)島嶼中最為明顯。因此,在地質(zhì)學(xué)時(shí)間尺度上,它深遠(yuǎn)地影響著地球上生物的分布。今天,科技的發(fā)展和交通的便利使得人為影響造成的生物入侵,在數(shù)量上與范圍上都大大增加。盡管大多數(shù)外來(lái)物種入侵某地后無(wú)所作為,但有些外來(lái)生物可以對(duì)入侵地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。在我國(guó),近年來(lái)大家在媒體中接觸比較多的紫莖澤蘭、豚草、水花生、黃頂菊、煙粉虱、紅火蟻、扶桑綿粉蚧、椰心葉甲、松材線(xiàn)蟲(chóng)、克氏原螯蝦、福壽螺、巴西龜?shù)龋际且恍┻h(yuǎn)渡重洋入侵我國(guó)并爆發(fā)成災(zāi)的重要外來(lái)入侵物種。
二、生物入侵的重要性和危害性
生物入侵是一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)。入侵物種在適宜的生態(tài)氣候條件下,往往是爆發(fā)性的,一旦爆發(fā),難于控制。外來(lái)生物的入侵可以危及一個(gè)國(guó)家的生態(tài)安全,危害一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)安全,威脅一個(gè)國(guó)家的生物安全,損害一個(gè)國(guó)家的人民利益,甚至動(dòng)搖一個(gè)社會(huì)的穩(wěn)定根基。這樣說(shuō)決不是危言聳聽(tīng)。下面將從農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、本地生物資源、人類(lèi)健康、基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)際貿(mào)易等方面,介紹一下生物入侵的危害性和影響。
第一個(gè)方面:生物入侵對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
很多外來(lái)入侵物種是農(nóng)田和果園的有害生物,能取食危害作物或與作物爭(zhēng)奪養(yǎng)分、陽(yáng)光和水分等。如:原產(chǎn)于美國(guó)的棉花黃萎病菌,于20世紀(jì)30年代隨棉種傳入我國(guó),造成的后患一直延續(xù)至今,成為我國(guó)棉花種植史上最重要的病害。據(jù)估計(jì),我國(guó)棉花黃萎病每年發(fā)生面積大約占全國(guó)棉花種植面積的一半,每年皮棉損失約為10萬(wàn)噸。棉花感染黃萎病后,生長(zhǎng)受阻,通常造成減產(chǎn)20%~30%;嚴(yán)重時(shí)果枝減少甚至沒(méi)有果枝。
起源于美洲的大豆疫霉菌,現(xiàn)已在我國(guó)東北各省、安徽、北京等地陸續(xù)分離到這一病原菌。在一般田塊發(fā)生可造成大豆減產(chǎn)30%~50%,在感病品種上減產(chǎn)幅度達(dá)到50%~70%,甚至絕產(chǎn)絕收,大豆籽粒的蛋白質(zhì)含量也明顯下降。
原產(chǎn)巴西的美洲斑潛蠅,1993年在海南首次發(fā)現(xiàn),至2003年已廣泛分布于我國(guó)大陸。它的寄主范圍廣,為害隱蔽,繁殖力強(qiáng),發(fā)生量大,容易對(duì)化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生抗藥性,防治困難。蔬菜受害一般減產(chǎn)30%~50%,并造成瓜果品質(zhì)下降,嚴(yán)重者絕產(chǎn)。目前我國(guó)每年防治美洲斑潛蠅的成本高達(dá)4億元。
第二個(gè)方面:生物入侵對(duì)林業(yè)生產(chǎn)的影響
截至2008年,入侵我國(guó)并對(duì)林業(yè)造成較大危害的外來(lái)有害生物達(dá)34種,年均發(fā)生面積1850萬(wàn)畝,其中,松材線(xiàn)蟲(chóng)、美國(guó)白蛾、紅脂大小蠹、松突圓蚧、椰心葉甲等主要外來(lái)入侵物種造成的損失,大約占林業(yè)有害生物造成損失總量的30%。
松材線(xiàn)蟲(chóng)病具有發(fā)病致死速度快、傳播蔓延迅速、防治難度大的特點(diǎn),因而被稱(chēng)為松樹(shù)上的癌癥。我國(guó)于1982年首次在江蘇南京中山陵的枯死黑松上發(fā)現(xiàn)松材線(xiàn)蟲(chóng)病,其后,在短短的十幾年中,此病在我國(guó)迅速擴(kuò)展蔓延,現(xiàn)已擴(kuò)散到江蘇、浙江、安徽、山東、廣東、湖北、上海、貴州、重慶等9省市及臺(tái)灣和香港地區(qū),病死樹(shù)的數(shù)量逐年上升,造成我國(guó)松林資源的嚴(yán)重破壞和不良的生態(tài)后果,經(jīng)濟(jì)損失巨大。據(jù)推算,松材線(xiàn)蟲(chóng)病造成的直接經(jīng)濟(jì)損失25億元,間接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)250億元。由于松材線(xiàn)蟲(chóng)病的疫區(qū)距離黃山的直線(xiàn)距離只有68公里,距離張家界的直線(xiàn)距離不到100公里,因此疫情的發(fā)展,已直接威脅到我國(guó)世界自然文化遺產(chǎn)——黃山和張家界等地理景觀的生態(tài)安全。
第三個(gè)方面:生物入侵對(duì)畜牧業(yè)生產(chǎn)的影響
一些外來(lái)入侵物種可與牧草競(jìng)爭(zhēng)或直接危害牲畜。如:原產(chǎn)于中美洲的紫莖澤蘭入侵我國(guó)后,常侵占草場(chǎng),形成單一優(yōu)勢(shì)群落,使草場(chǎng)退化,牧草產(chǎn)量降低,造成牲畜飼草料缺乏。經(jīng)測(cè)定,紫莖澤蘭入侵天然草地3年后,蓋度就可以達(dá)到85%~95%,牧草減產(chǎn)70%~90%。紫莖澤蘭的莖葉內(nèi)含有毒素,牲畜誤食后可引起氣喘病或腹瀉,其花粉和瘦果進(jìn)入牲畜的眼睛和鼻腔后,引起糜爛流膿,乃至死亡。
少花蒺藜草原產(chǎn)美國(guó)南部,2008年僅在內(nèi)蒙古赤峰市的發(fā)生面積就達(dá)82.6萬(wàn)公頃,其中耕地發(fā)生面積13.1萬(wàn)公頃,林地發(fā)生面積25.1萬(wàn)公頃,草原發(fā)生面積33.4萬(wàn)公頃,其他生境發(fā)生面積11萬(wàn)公頃。在草場(chǎng),少花蒺藜草嚴(yán)重影響牧草的產(chǎn)量,它的果實(shí)呈刺苞狀,黏在羊群上影響羊毛品質(zhì),堅(jiān)硬的刺苞還能刺傷動(dòng)物皮膚,使羊發(fā)生乳房炎、陰囊炎等。刺苞混在飼料或牧草里能刺傷動(dòng)物的眼睛、口和舌頭,羊采食后容易刺傷口腔,形成潰瘍,或者刺破腸胃黏膜,嚴(yán)重者導(dǎo)致羊的死亡。
黃花刺茄原產(chǎn)于北美洲,近年來(lái)已入侵我國(guó)新疆和內(nèi)蒙古等地。常形成大面積單一群落,一旦入侵牧場(chǎng)則降低牧場(chǎng)質(zhì)量。黃花刺茄植株有毒,一旦誤食可引起嚴(yán)重的腸炎和出血。它的葉片、心皮、漿果和根部含有茄堿,是一種神經(jīng)毒素,可導(dǎo)致身體虛弱、呼吸困難、全身顫抖等癥狀。黃花刺茄除了花冠以外,全株密被刺毛,能傷害牲畜,影響放牧和人類(lèi)活動(dòng),果實(shí)對(duì)羊毛產(chǎn)量具有破壞性的影響。
第四個(gè)方面:生物入侵對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)的影響
一些外來(lái)入侵物種是漁業(yè)生物的病原。如:中腸腺壞死桿狀病毒主要感染日本對(duì)蝦,也可感染褐對(duì)蝦、桃紅對(duì)蝦、南美白對(duì)蝦等。感染成蝦通常僅僅引起蝦體的抵抗力降低,不會(huì)引起成蝦發(fā)病死亡。但感染日本對(duì)蝦的糠蝦、仔蝦和幼蝦,發(fā)病迅速,累積死亡率高達(dá)100%。目前,該病毒已在我國(guó)很多地區(qū)定殖。由于日本對(duì)蝦是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)品種,近年來(lái)該病毒的流行,造成養(yǎng)殖的日本對(duì)蝦大面積死亡,養(yǎng)殖業(yè)損失慘重。
另外一種對(duì)蝦病毒病是桃拉綜合征病毒,導(dǎo)致養(yǎng)殖的南美白對(duì)蝦的死亡率達(dá)40%~90%,使南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)損失嚴(yán)重。
淋巴囊腫病毒是一種侵染魚(yú)類(lèi)的病毒,可以感染野生和養(yǎng)殖的淡水和海水魚(yú)類(lèi)100多種,傳染性強(qiáng),潛伏期長(zhǎng),是一種危害嚴(yán)重的慢性病毒病。在養(yǎng)殖條件下,病魚(yú)較難自愈。發(fā)病輕時(shí)導(dǎo)致病魚(yú)生長(zhǎng)緩慢,發(fā)病重時(shí),病魚(yú)不攝食,部分死亡。
還有一些入侵植物,可以破壞漁業(yè)生物的生境,對(duì)漁業(yè)造成危害。如:空心蓮子草在魚(yú)塘等水生環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖迅速,覆蓋在水面時(shí),會(huì)影響沉水植物的光合作用,導(dǎo)致水中溶解氧含量降低。空心蓮子草腐敗后污染水質(zhì),大量消耗水中的溶解氧,魚(yú)蝦等水產(chǎn)生物會(huì)因缺氧而窒息;空心蓮子草腐敗,還導(dǎo)致水中有機(jī)質(zhì)含量增加,促進(jìn)微生物的滋生,從而導(dǎo)致魚(yú)病的發(fā)生,或者產(chǎn)生有毒物質(zhì),毒害水產(chǎn)生物。
第五個(gè)方面:生物入侵對(duì)本土生物資源的影響
外來(lái)入侵物種是生態(tài)系統(tǒng)最大的生物威脅。很多外來(lái)入侵物種會(huì)通過(guò)壓制或排擠本地物種的方式,改變食物鏈或食物網(wǎng)絡(luò)的組成和結(jié)構(gòu),對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾與危害,破壞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,甚至導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)不可逆轉(zhuǎn)的破壞。外來(lái)有害生物的入侵,還會(huì)危及本地物種的生存,引起本地物種的消失與滅絕,加速生物多樣化的喪失。某些外來(lái)植物在營(yíng)養(yǎng)代謝過(guò)程中分泌化感物質(zhì),改變周?chē)寥阑蛩w的化學(xué)成分,使得周?chē)谋镜厣镫y以正常生長(zhǎng)而失去競(jìng)爭(zhēng)能力。如,紫莖澤蘭侵入草場(chǎng)、林地和撂荒地,很快形成單種優(yōu)勢(shì)群落,導(dǎo)致原有植物群落的衰退和消失。由于紫莖澤蘭對(duì)土壤肥力的吸收力強(qiáng),因此能極大地耗盡土壤養(yǎng)分,造成土壤肥力下降,對(duì)土壤可耕性的破壞極為嚴(yán)重。
1996年入侵我國(guó)廣東深圳內(nèi)伶仃島的薇甘菊,具有有性繁殖和無(wú)性繁殖兩種繁殖方式,遇到灌木或小喬木就攀援纏繞而上,迅速形成整株覆蓋之勢(shì),破壞覆蓋層下攀附植物的光合作用,阻止攀附植物的生長(zhǎng),最終導(dǎo)致攀附植物的死亡。
水生植物由于生長(zhǎng)迅速,也會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似陸生植物的危害。如,水葫蘆生長(zhǎng)繁殖迅速,能在短時(shí)間內(nèi)覆蓋水面,導(dǎo)致其他水生生物缺氧。在云南昆明滇池1000公頃的水面上,布滿(mǎn)水葫蘆,使得滇池內(nèi)很多水生生物處于滅絕邊緣。20世紀(jì)60年代以前,滇池主要的水生植物有16種,水生動(dòng)物68種,但到了80年代,大部分水生植物相繼消亡,魚(yú)類(lèi)也從68種下降到30種。
微小亞歷山大藻是一種能形成沿海赤潮的單細(xì)胞藻。生長(zhǎng)在熱帶和溫帶的沿岸和河口海域。1988年前,僅知微小亞歷山大藻在埃及存在, 此后逐漸在澳大利亞、意大利、愛(ài)爾蘭、法國(guó)、西班牙、葡萄牙、土耳其、泰國(guó)、新西蘭、日本、中國(guó)及北美部分地區(qū)導(dǎo)致毒赤潮。這種單細(xì)胞藻產(chǎn)生高濃度的毒素,這種毒素能夠影響生態(tài)系統(tǒng)中的其他生物,如浮游動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物。毒素在浮游動(dòng)物、貝類(lèi)和蟹類(lèi)中具有蓄積性,人或其他哺乳動(dòng)物食用后會(huì)引起麻痹性中毒,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。
第六個(gè)方面:生物入侵對(duì)人類(lèi)健康和生活的影響
豚草在花期能產(chǎn)生大量的花粉,花粉的致敏性很強(qiáng),每立方米5~10粒豚草花粉就可以導(dǎo)致易感人群出現(xiàn)過(guò)敏癥狀。感病人群吸入豚草花粉后,會(huì)出現(xiàn)咳嗽、流鼻涕、眼睛和鼻子奇癢等癥狀,誘發(fā)過(guò)敏性哮喘、過(guò)敏性鼻炎、過(guò)敏性皮炎、蕁麻疹等疾病,嚴(yán)重的甚至并發(fā)肺氣腫、肺心病乃至死亡。發(fā)病年齡以中青年為主。因此,豚草花粉給世界各國(guó)人民的生活造成極大的麻煩。
紅火蟻原產(chǎn)于南美洲的巴西、巴拉圭、阿根廷等國(guó),后來(lái)不斷擴(kuò)散傳播,發(fā)生區(qū)域逐漸擴(kuò)大。2004年5月在我國(guó)臺(tái)灣桃園縣、臺(tái)北縣、嘉義縣和臺(tái)北市等地區(qū)公布了紅火蟻疫情,發(fā)生總面積超過(guò)7000公頃,據(jù)估計(jì),2001年以前紅火蟻已侵入臺(tái)灣。2004年9月在我國(guó)大陸廣東省吳川市發(fā)現(xiàn)紅火蟻發(fā)生危害。紅火蟻具有很強(qiáng)的攻擊性,當(dāng)受到外界干擾時(shí)便會(huì)攻擊入侵者。由于紅火蟻毒液中含有酸性毒素物質(zhì),可產(chǎn)生局部組織壞死及溶血的癥狀。被紅火蟻叮蟄后大多數(shù)人僅感覺(jué)疼痛、不舒服,少數(shù)人群對(duì)紅火蟻的毒素特別敏感,被叮咬可能產(chǎn)生過(guò)敏性休克甚至死亡。因此,紅火蟻對(duì)人體健康危害的嚴(yán)重性不容忽視。
第七個(gè)方面:生物入侵對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的影響
還以紅火蟻為例。紅火蟻常把蟻巢筑在戶(hù)外與居家附近,或室內(nèi)電器設(shè)備中,造成電線(xiàn)短路或設(shè)施故障。據(jù)統(tǒng)計(jì),在美國(guó),紅火蟻對(duì)相關(guān)電器設(shè)施的危害損失每年達(dá)1120萬(wàn)美元。在廣東一些居民區(qū),也出現(xiàn)電路設(shè)施遭紅火蟻破壞的現(xiàn)象。
第八個(gè)方面:生物入侵對(duì)國(guó)際貿(mào)易的影響
在國(guó)際貿(mào)易活動(dòng)中,對(duì)外來(lái)生物入侵的防范和對(duì)其威脅的恐懼,常常引起國(guó)與國(guó)之間的貿(mào)易摩擦,成為貿(mào)易制裁的重要借口和手段,常導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失。
近年來(lái),外來(lái)生物入侵嚴(yán)重阻礙了我國(guó)一些農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng),給我國(guó)的出口貿(mào)易帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。日本就曾以水稻疫情為由,禁止我國(guó)北方稻草及稻草制品出口日本;美國(guó)也曾以我國(guó)發(fā)生桔小實(shí)蠅為借口,禁止我國(guó)鴨梨出口美國(guó);一些國(guó)家懷疑我國(guó)有某些動(dòng)物疫?。ㄈ缈谔阋撸┑陌l(fā)生,部分畜產(chǎn)品不能正常進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。
多年來(lái)小麥矮腥黑穗病一直是國(guó)際農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易,特別是中美小麥貿(mào)易中爭(zhēng)論的焦點(diǎn)問(wèn)題。小麥矮腥黑穗?。═CK)是重要國(guó)際檢疫性病害,對(duì)小麥生產(chǎn)具有毀滅性的危害。我國(guó)從20世紀(jì)60年代就把小麥矮腥黑穗病菌列為檢疫對(duì)象。由于1972年從美國(guó)進(jìn)口的小麥中檢出TCK,從1974年起,我國(guó)一直禁止從美國(guó)小麥矮腥黑穗病疫區(qū)進(jìn)口小麥。為了使美國(guó)小麥進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),美國(guó)農(nóng)業(yè)部組織了一個(gè)多國(guó)工作組,歷時(shí)5年于1998年完成了一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)分析,認(rèn)為中國(guó)從美國(guó)進(jìn)口帶菌小麥傳入矮腥黑穗病的風(fēng)險(xiǎn)是不存在的。近年來(lái),我國(guó)對(duì)小麥矮腥黑穗病的檢疫監(jiān)測(cè)措施、生物學(xué)、流行學(xué)、風(fēng)險(xiǎn)分析等進(jìn)行的深入研究表明,小麥矮腥黑穗病不僅在我國(guó)的積雪地區(qū)存在較高的風(fēng)險(xiǎn),在非積雪地區(qū)的小麥主產(chǎn)區(qū)黃淮海冬麥區(qū),甚至長(zhǎng)江流域的部分麥區(qū),也存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。因此,進(jìn)口含有TCK孢子的美國(guó)小麥,對(duì)我國(guó)的小麥生產(chǎn)存在著巨大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。 (未完待續(xù))