《生物入侵者》教案、实录、说课、反思
一、铁证如山
国际自然与自然资源保护联合会出版的一本小册子，确认了世界上100种最具侵略性的物种。其中一些对当地生态环境造成了灾难性的后果。
（1）一种来自亚洲的斑马贻贝已经在美国疯狂蔓延，使当地贻贝和一些鱼类数量急剧下降。受灾地区包括五大湖区和密西西比河东部流域内的密西西比、田纳西、坎伯兰、俄亥俄、阿肯色和伊利诺伊等地区的河流。
（2）维多利亚湖被一种外来的水生风信子覆盖，致使土生动植物大量死亡。该湖的大部分地区也因此而不能通航。虽然在两年前当局出动大量人力物力希望根除这种植物。但是不久风信子卷土重来，再次占据了大部分湖面。
（3）在20世纪70年代初，一种原产于尼罗河的河鲈（一种大型淡水肉食鱼类）在维多利亚湖疯狂繁殖，该湖的原产鱼类几乎绝迹。
（4）20世纪80年代初，一种冠状水母经由海运工人带进黑海海域。现在这种水母在黑海一些海域所占的生物量比例高达95%。它以浮游动物、蛋和一些鱼类为食，导致当地海域主产的凤尾鱼储量急降，当地原先年产高达2.5亿美元的渔业几乎崩溃。
（5）20世纪50年代初，一种棕色的树蛇被引进关岛。从此以后，12种鸟类已经从岛上绝迹，其他一些物种也已经接近灭绝。关岛一些森林地区每平方英里的蛇量高达13000条。自1978年以来，由于蛇爬到电线上而导致的电力中断超过1200次。这些蛇还破坏了不少电力设备，成为关岛一个重要的经济负担。
（6）过去两年中，美国佛罗里达州受到两个物种入侵，但是没有造成大的破坏。2000年，一种性情温和的黑鱼在佛罗里达南部水域被发现，并且已经在那缓慢发展。但是这种黑鱼不能在低于摄氏10度的水域中生存。一种亚洲沼泽鳗鱼也已经在佛罗里达的水道中被发现，并且可能已经传到沼泽地区。
（7）一种原产于加勒比海的巨型粉红色水母已经蔓延到墨西哥湾，并且正在不断捕食当地普通水母。这种粉红色水母最大可达直径3英尺，他们的触须能到达70英尺(21米)。粉红色水母最早在2000年9月被发现，蔓延地区从佛罗里达州西海岸到路易斯安娜州西部。据科学家估算，墨西哥湾一些海区的粉红色水母数量已经高达每平方英里数千个。
二、引入路径
外来物种入侵的引入路径主要有三种：无意引入和有意引入和自然入侵两种情况。
有些生物是无意引入的。比如一些地区为了搞形象工程，不通过海关从国外引进大树。引进来的树看起来很好，但其树干、树叶、土壤中有没有害虫及其幼虫和卵就无从所知了。一个典型的例子是“紫茎泽兰”，一种恶性的杂草，它生长的地方，别的植物就无法生长，它霸占了营养、空间，生长极快，使生长在其下面的生物无法获得阳光。在中国云南一些地区，形成了上面是松树，下面全是紫茎泽兰的情况。
还有一些生物是有意、不科学地引入的。如水葫芦，由于它是一种很好看的观赏植物，且含有少量淀粉。中国为观赏和作为饲料进行了引进。但是，引进后其生长速度非常快。去年，在云南滇池，那里的水变得像绿油漆一样，其主要的原因是水葫芦疯长，长后又腐烂，污染非常严重。没有经过充分论证的引进，是不科学的。就像澳大利亚原本没有兔子，从英国引入十几只兔子后，由于没有天敌，繁殖迅速，已成为祸害的例子一样，对外来生物的引进要慎重。约有一半的入侵物种的迁徙纯属偶然，比如，你从海外度假回来，沾了泥土的鞋子就会把一些昆虫带回来。然而，有时物种入侵并非偶然。有个夏威夷的男孩把一些蜗牛带给他远在迈阿密的祖母。他以为祖母会喜欢它们，但不幸的是，她并不喜欢，把它们扔掉了。一年半之后，科学家发现了这种蜗牛，但那时它们已经快把当地一些物种推向灭绝的边缘。人们花了7年的时间，耗费了大量资金才最终把它们消灭。
人类迁移物种已经有上千年的历史了。在人们迁居到新的地方的同时，也把动植物带到了那里。当时，因为旅行还比较慢，所以比较容易控制它们的危害。可是现在，许多人每天都进行长途旅行，结果导致了许多有害物种的广泛传播。Simberloff说，“澳大利亚和新西兰做了大量工作减缓物种的传播速度。他们通过检查机场的行李来确认有没有夹带海外物种。另一方面，美国等国的检查措施还不是很有力。”
许多简单易行的方法可以帮助人们解决这个难题。从海外归国前，洗洗鞋子和衣服，清除掉沾在上面的虫子。夏令营结束前拍打一下自己的行囊，让林中的虫子呆在它们的林子里。科学家还忠告人们，旅行的时候不要随身携带动植物。旅客有时把蜥蜴、鹦鹉、小虫子以及其他一些异国生物藏在行李里带回家当宠物或礼品。它们的初衷是好的，但结果却是灾难性的。
三、危害表现
生物入侵的危害主要表现在三个方面：破坏生态环境、威胁人类健康、危害经济发展。
首先，外来入侵物种会造成严重的生态破坏和生物污染。大部分外来物种成功入侵后大爆发，生长难以控制，造成严重的生物污染，对生态系统造成不可逆转的破坏。比如，原产南美洲的水葫芦现已遍布华北、华东、华中、华南的河湖水塘。连绵1000公顷的滇池，水葫芦疯长成灾，布满水面，严重破坏水生生态系统的结构和功能，已导致大量水生动植物死亡。外来入侵物种通过压制或排挤本地物种，形成单优势种群，危及本地物种的生存，最终导致生物多样性的丧失。比如，原产美洲的紫茎泽兰现已遍布我国西南大部分地区，在其发生区总是以满山遍野密集成片的单优植物群落出现，已导致原有植物群落出现衰退、消失现象。
其次，威胁人类健康。外来入侵物种不仅对生态环境和国民经济带来巨大的损失，而且直接威胁人类健康。豚草和三裂叶豚草现分布在东北、华北、华东、华中地区的15个省市。豚草所产生的花粉是引起人类花粉过敏症的主要病原物，可导致“枯草热”症。除了疯牛病、口蹄疫，古今中外由于有害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十分沉痛的。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；1993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，仅赔偿鸡农鸡贩的损失即达1.4亿港币。
另外，生物入侵导致生态灾害频繁爆发，对农林业造成严重损害，危害经济发展。近年来，松材线虫、湿地松粉蚧、松突圆蚧、美国白蛾等森林入侵害虫严重发生与危害的面积逐年增加；豚草、紫茎泽兰、飞机草、薇甘菊、空心莲子草、水葫芦、大米草等肆意蔓延，已到了难以控制的局面。据专家估算，全国每年因生物灾害给农业带来的损失占粮食产量的10%—15%，棉花产量的15%—20%，水果蔬菜的20%—30%。
四、产生原因
目前，学术界对外来种入侵发生的原因并不清楚，大致可以分两个方面来讨论。一是从入侵者的角度分析，二是从被入侵的生态系统去考察。生物入侵要经历传播、定居、生长繁衍几个阶段。外来物种通过人们的活动，被有意或无意地带到以前没有生存过的地方。一部分成功地扎下了根开始生长，而有些就因“水土不服”等原因落得个“出师未捷身先死”。建立了根据地的物种渐渐适应了当地的环境，慢慢地开始利用其自身的优势不断扩大占领区，有效利用资源，排斥和驱逐本地物种。
一般说来入侵性强的物种都具有一些相应的特征，例如：繁殖能力强，植物能产生大量的种子，动物则产卵量大或产仔量大，这样不仅提高其后代存活的绝对数量，也提高了其传播的几率，在入侵的第一个阶段就占有了优势。为了解释这些现象，科学家们提出了以下几点假说：生态位空缺假说、生物因子失控假说、群落物种丰富度假说、以及迁入前后干扰假说。
生态位空缺假说的意思是说，在一个稳定的生态系统中，每一个岗位上都已经有了一个物种，就像俗话说的“一个萝卜一个坑”，这样外来的“萝卜”就没有地方去了，因此入侵也就不会发生了。如果某个地方少了一个“萝卜”，而恰好外来的萝卜正好适合这个坑，那么入侵也就发生了。
生物因子失控假说的中心思想是，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具有的特性所致，而是由于它们偶然到达了不具备天敌或其它生物限制的新环境，因而快速扩散造成灾害。也就是说外来生物之所以在其原产地没有什么危害，是因为在原产地有天敌或其它的生物因素限制了它的灾难性爆发，而在被入侵地恰恰少了这些讨厌的克星，于是这些外来者不失时机地为所欲为了。该假说是解释外来种成功入侵最直接的假说，并促使人们在入侵种原产地去寻找其天敌以进行生物控制。
此外，在外来生物入侵中还有一个重要的现象，那就是“时滞”。就是指入侵性外来生物从开始在新的环境里定居到种群开始快速增长和迅速扩大“占领区”之间的时间延迟期（潜伏期）。就是入侵者在最初的时间不会大量繁殖、扩展领域，它们安安静静地在新到达的地方生长。如巴西胡椒在19世纪被引入美国的佛罗里达，但是直到20世纪60年代早期，它们并不为人所知。现在，在佛罗里达它们已经占据了280，000英亩的面积，并且群落密集，没有别的植物能与之竞争。
还有一种叫千里光的植物，它原先在十八世纪末仅生长在牛津植物园，但到十九世纪中叶很快蔓延到英国许多地方。外来生物入侵过程中的时间延滞，或有或无，或短或长，从短短的几年到几十年或上百年，更有甚者可以持续几个世纪。这样就使得外来生物入侵更加难以琢磨，说不定在我们周围默默无闻存在了很长时间的某种什么外来生物会突然爆发性生长，给人类带来许多麻烦。
至于“时滞”产生的原因，至今还不清楚。其可能的原因有以下几点：①由于外来种最初定植的生境并不适于其生存，需要时间扩散到适于其生长的环境；②由于道路、河流、山谷等天然屏障的阻挡，或人为的限制，使之不能扩散到其它有利于生长的地区；③因为种群太小没有引起人们的注意，但种群却是一直在增长的。这与人们对外来种的认识程度、重视程度有关；④潜在入侵者的数量和分布状况。一个种群要想快速繁殖，需要达到一定的种群大小，在突破这个临界点以前，入侵者不会大规模的爆发；⑤产生适应新环境的新基因型的遗传变异所需的时间；⑥等待生境的变化。有的外来种在不利的生存条件下可以维持自身的生存，但不能爆发，一旦生长条件适宜将迅速扩增，伺机爆发。
（来源：生物报2006年4月14日）
6．英国称大闸蟹破坏生态视之为“生物入侵”
英国纽卡斯尔大学的研究人员近日发出警告，一种来自中国的毛蟹在英国大量繁殖，对其河岸生态平衡构成严重威胁。
这种毛蟹称为“中华绒鳌蟹”，俗名“大闸蟹”，由于其爪子上有密集的绒毛而得名。
英国广播公司（BBC）的报道称，有关毛蟹入侵的研究结果已在荷兰学术期刊《生物入侵》的最新一期上发表。
远洋轮带去蟹卵
BBC的报道称，这种蟹的卵子存在于船只的压载水仓里面。
那些来自中国的远洋轮船到达英国，排出压载水，让毛蟹得以在英国扎根。
研究显示，在英国，毛蟹最早于1935年在泰晤士河出现。然后在1949年，在约克郡的萨斯菲尔德水库又发现这种怪物。在英国人看来，毛蟹的螯上长满了绒毛，就像小手套一样，所以他们称之为“中国手套蟹”。
自从1970年代以来，这种蟹在英国境内的水道和海岸大量繁殖。专家说，毛蟹在英国的繁殖情况与上世纪毛蟹在欧洲大陆的水道大量繁殖的情况相类似。这种蟹在中国和日本等地被认为是美食珍品，极受欢迎。
在自然环境中，成年的毛蟹体长达20厘米，可以在淡水和海水中生活，而且在陆地上的活动范围大，迁徙距离可达1000公里。
破坏环境
英国的自然环境专家发出警告是因为这种毛蟹喜欢在河岸钻挖洞居住，从而破坏河岸环境，而且这种蟹也以一些在英国受保护的动物为食物，因此，对自然生态平衡构成威胁。
研究发现，在英国不少河道已经有这种毛蟹的踪影，其中包括英国南部的泰晤士河（RiverThames）、中部的亨伯河（RiverHumber）和英格兰中部流经苏格兰的泰恩河（RiverTyne）。与此同时，英国在北海地区和英格兰海峡的沿岸地区也曾发现过毛蟹的踪影。
英国纽卡斯尔大学的研究人员比较了毛蟹在英国的繁殖情况，以及它们在欧洲大陆的传播模式。专家的结论是，这种蟹的繁殖有可能导致一些本地生物绝迹，其情况就好像当年从美国引进灰松鼠导致英国本地的红松鼠几乎绝迹一样。
研究小组的马特•本特利博士说，好像其他的“入侵”物种的情况一样，有关方面发现问题是，问题已经根深蒂固，除非动用“极端的”环境保护方法，否则不能铲除。
7．青岛发现不明“植物杀手”绿化带有“灭顶之灾”
一种不同于“薇甘菊”的未名“植物杀手”近日在此间被发现并迅速蔓延。
该“植物杀手”最早出现在此间四方区的北岭山坡上，大片大片的这种未名“植物杀手”宛如一张巨网，黑压压地笼罩在灌木丛上，使原先的植被花椒树看上去踪影全无，有的已经死亡。另外，许多松树亦遭其袭击，树叶开始枯黄。时隔一日，此间其他市区的一些地方亦相继发现了同种“植物杀手”，使当地的绿化带面临“灭顶之灾”。
这种“植物杀手”的出现，引起了青岛市园林环卫部门和林业局的高度重视，他们采集了标本请有关方面的权威人士进行鉴定。经认定其并非原产中、南美洲的“植物杀手”薇甘菊。但就其蔓延之迅速，以覆盖扼杀原有植被植物的“作案手段”来看，与薇甘菊极为相似，该市林业局的专家为此正在与有关部门通力合作，以尽快确定治理办法。
( 中国新闻社王宏源)
8．秦岭野生大熊猫竹林遭外来树种落叶松“蚕食”
秦岭南麓是中国野生大熊猫种群分布数量最多、密度最高的地区，原始的生态环境被称为秦岭大熊猫的“天然庇护所”。但近年来，一些县乡盲目引进外来树种落叶松，导致竹林面积不断减少，大熊猫栖息地日益破碎化、岛屿化，使大熊猫生存和繁衍受到严重威胁。
据陕西省的林业专家介绍，落叶松成林后，树冠冠幅大，遮荫性强，使树下其它植物因失去光照、不能有效吸收养分和水分而逐渐灭绝。加之落叶松自身繁殖能力较强，树种会随着风、鸟食等多种渠道迅速传播，会严重破坏周围环境的生物、基因多样性。但落叶松深得秦岭南麓一些地方的喜爱，主要是树苗成本低、成活率高、成材快。
秦岭地区的落叶松是从上世纪８０年代开始引入的，品种主要是日本落叶松和华北落叶松。近几年，当地政府由于缺乏生态意识而盲目栽植，目前落叶松在秦岭一些地段已逐渐成林。地处佛坪县北部的陕西省龙草坪林业局引入和栽植的落叶松林目前达２万多亩，使已遭破坏的竹林难以恢复；长青、佛坪等国家自然保护区内的落叶松目前也日渐成林，破坏作用开始显现。
落叶松的成林对秦岭大熊猫的生存和繁衍造成严重威胁。陕西佛坪国家级自然保护区大熊猫研究中心主任雍严格说，连接宁陕和佛坪大熊猫种群的走廊带，过去曾因采伐和公路建设等人为活动造成隔离，现在又遭到落叶松的破坏，出现了新隔离。长青保护区内大熊猫的栖息地已经严重破碎化和岛屿化，大熊猫的活动范围正在快速缩小并且相互隔离。佛坪、洋县、城固三个保护区目前已经相互隔断，其中上世纪70年代有过大熊猫的城固保护区现在已没有大熊猫出现。
专家指出，成片的落叶松林加快了秦岭原有生物被“蚕食”的速度，如果不及时制止这种违背自然规律的行为，秦岭逐渐会被“落叶松”侵占，大熊猫将面临丧失家园的厄运。
（新华网王利梁娟）
9．水葫芦
据了解，水葫芦1901年作为一种花卉引入我国，50—60年代作为猪饲料推广种植，后逸为野生，最终出现今天几乎不可收拾的局面。如今，除了水口电站，水葫芦在珠江水系、太湖水系等全国多个水域都已经泛滥成灾。不久前上海市政府还发出了剿杀水葫芦的军令状，发誓要消灭水葫芦，但花了近2亿元资金，结果同样是以失败告终。
实际上，水葫芦仅仅是外来生物入侵造成灾难的一个例子。
除水葫芦外，疯狂肆虐霸占了福建2／3黄金海岸线的大米草，对水产养殖和沿海滩涂生态造成不可估量的影响。据福建农科院刘建介绍，滩涂地区原本存在的生物物种少则三四十种，多则上百种。但大米草入侵后，滩涂的平均物种都在10种以下。据福建海洋渔业局的资料，大米草单单在宁德市就造成近3亿元的水产养殖损失。同时大米草不断挤压红树林的生存空间，许多地方红树林濒临灭绝。如今，福建及世界各地的科研人员正在苦苦寻觅控制大米草的良方。
此外，据福州市农业局统计，小小的美洲斑潜蝇每年对福州蔬菜、花卉种植造成的损失高达6000万。
据中科院统计，我国几种主要外来入侵物种造成的经济损失平均每年达574亿元人民币。其中，松材线虫、湿地松粉蚧、松突圆蚧、美国白蛾、松干蚧等森林入侵害虫每年严重发生与危害的面积约为1.5万平方公里。稻水象甲、美洲斑潜蝇、马铃薯甲虫、非洲大蜗牛等入侵的害虫，近年来每年严重发生的面积达到1.4万～1.6万平方公里。豚草、紫茎泽兰、飞机草、薇甘菊、空心莲子草、水葫芦、大米草等肆意蔓延，已经到了难以控制的局面。外来生物一旦入侵成功，要彻底根除极为困难，而且用于控制其危害、扩散蔓延的代价极大，费用极为昂贵。1994年入侵我国的美洲斑潜蝇，目前发生面积1万多平方公里，每年的防治费用就需4.5亿元。
分析：
向肆虐的外来物种宣战
面对一而再、再而三的生物入侵灾难，我们也在同样思考这样一个问题：是什么导致了灾难的发生？
厦门大学生物工程学院刘厚鸣博士说，引进大米草是为了保护海堤，引进水葫芦是为了养猪。这些物种的引进，都在一段时间内给我们带来经济和社会效益上的快感，但很快，伴随快感产生了生态灾难。造成这个后果的关键，是我们在物种引进的当初，根本就没有考虑过这些物种会给我们的生态带来这样的影响。引进物种，只考虑经济效益，缺乏对生态环境的论证，目光短浅，是造成这些问题的根本所在。
福建检验检疫局一位姓周的相关负责人说，目前我国引进物种，一般也只有对物种的病理检疫，而没有相关的生态论证，这些工作上的“大意”，直接导致了我们后来的灾难。
福建师大陈必东教授则说，水葫芦其实只是一个引子。水葫芦肆虐的事实启示我们，不论是发展经济还是生态建设，都要尊重科学，尊重自然。生态系统是一个复杂的过程，生物一旦入侵，造成的后果往往难以补救。如果我们的头脑中多一根“生态弦”，也许一切的结果就不是这样。
立法构筑“生态国防”
究竟如何处理水葫芦？是采用物理的打捞办法，还是生物防治或者化学防治，或者兼而有之？据厦门大学生物工程学院刘华民博士说，在绝大部分人对生物入侵、生态安全缺乏基本概念时，这些防治办法的讨论与研究都已经变得并不重要。目前最让人担心的，不是如何防治现有入侵生物，而是意识缺乏导致预防和防治无从谈起，“引狼入室”的故事仍在一天天发生。近期关于“食人鱼”的事件正说明了这一点。
中国科学院华南植物研究所研究员、博士生导师叶万辉博士接受采访时说，几十年来，美国有很多控制外来生物入侵的法案，如植物检疫法、动物损害控制法、联邦植物害虫法、国家环境政策法、濒危物种保护法和联邦杂草防治法等等。1999年，美国总统克林顿签署了总统令，要求联邦政府对外来入侵性生物进行控制。命令产生了一个由内务部部长、农业部部长、贸易部部长为主的入侵生物委员会，其中还包括了州政府、财政部、国防部以及运输和环境保护机构。美国的做法，可以给我们构筑“生态国防”提供借鉴。
叶万辉博士建议说，首先，高度重视入侵种问题，召集农业害虫、人类健康、渔业、林业、旅游业、交通、贸易和其他行业的专家来共同研究该问题。其次，修订国内立法，确保与所有相关的国际公约和项目保持一致。例如立法禁止在自然保护区内和邻近地区种植外来种；禁止有意引入，除非证明引入对人类健康和环境是安全的，并仅进入到经证明与当地物种没有相同作用的地方。第三，在水土流失控制过程中强调使用当地种，所有植树造林项目都必须使用当地种，而非引进的外来种。
据报道，国家渔政部门已经提出，我国要建外来物种预警机制，对外来物种进行具体分析，将其不利环境、不利其他物种生存的一面公布出来，以引起各方面的注意。
（兰灿阳《海峡都市报》2003年1月16日）