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第三节 生态系统 五 生态系统的稳定性

作者:未知来源:中央电教馆时间:2006/4/29 8:31:35阅读:nyq
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如何看待“生物外来种”的入侵

  近日来,国内媒体对一种作为观赏鱼引进我国的“食人鲳”进行了连续报道,甚至境外一些媒体对这一事件也做出了相应反应,这不由使笔者想起了前一段时间发生在美国的“蛇头鱼”事件,其情形是何等的相似。2002年上半年的某一段时间,曾有大量国内外媒体对在美国首都华盛顿地区发现的两尾据说是来自中国的鱼类——乌鳢进行了报道,由于该鱼为肉食性鱼类,被担心会对当地鱼类资源带来毁灭性的危害。这些都是针对现在生物多样性保护领域中的一个热门话题——“生物入侵”而引发的新闻事件。从普及有关“生物入侵”的知识,提升公众对保护生物多样性的热情这一角度来看,媒体积极宣传的做法是值得充分肯定的。但是这些报道也反映出,多数人对于“外来种入侵”的问题还缺乏更深层次的了解和认识,因此有必要从科学的角度对此进行更加深入的探讨。

  究竟什么是“食人鲳”?

  “食人鲳”又称“食人鱼”,是公众对一类分布于南美洲亚马逊河流域鱼类的统称,也有翻译作水虎鱼(Piranha)的。实际上这类鱼与我们通常所说的鲳鱼在分类上根本不属同类,亲缘关系也相距甚远,只是从体型上看二者有些相似而已。从动物进化的角度来看,这类鱼与广泛分布于我国的鲤形目鱼类(如鲤鱼)的亲缘关系比较近,但背部多有一个小小的主要由脂肪组织形成的鳍,被叫做“脂鳍”,所以我国鱼类学家通常称其为“脂鲤”;又因为鲑形目鲑科鱼类(如大麻哈鱼或“三文鱼”)也具有类似的脂鳍,两者在这一点上有一定的相似性,所以也有称其为“鲑鲤”的。“食人鲳”其实也并非是指某一种特定的鱼,而是一个类群,可能包括几个种,这一类鱼全部都属于脂鲤目脂鲤科。

  脂鲤科鱼类主要分布在包括美国的得克萨斯、墨西哥在内的北美洲南部,中美,南美和非洲大陆,共有4亚科166属841种。“食人鲳”属于脂鲤科中的锯鲑脂鲤亚科。这一亚科的鱼类按照食性和生活习性的不同,可以分为植食性、肉食性和半寄生性三类。我们通常所说的“食人鲳”,指的是该亚科中肉食性的红腹锯鲑脂鲤(Serrasalmus nattereri)。

  红腹锯鲑脂鲤为一种中小型鱼类,最大体长(不计尾鳍长)可达30余厘米,最大体重可达4千克左右;主要分布于南美洲的亚马逊河流域,从巴拉圭到巴西东北部沿海的诸河流中均有分布。除亚马逊河流域外,南美洲北部的奥里诺科河(Orinoco Basin)和Paraná河也都可见其踪影。红腹锯鲑脂鲤体型侧扁,腹部有锯齿状边缘,背部具脂鳍。体色多样不定,取决于年龄的不同和生活环境条件的不同,体侧和头部的颜色随年龄变化会有所变化。10-15厘米长的健康个体,背部从蓝灰色到棕灰色;体侧淡棕色到微橄榄色,并散布银色具金属光泽的小点;身体下部,包括胸鳍和腹鳍,则呈现淡红色到血红色;背鳍和尾鳍外缘黑色,内侧微白;臀鳍红色具黑缘。体色上的这些特点,也是红腹锯鲑脂鲤作为一种观赏鱼而被引入很多国家的一个主要原因;此外,该鱼为肉食性,主要以捕食其它鱼类为生,又以其捕食行为凶猛而著称,这样的一种生态行为可能在某种程度上满足了部分人对血腥场面的感官刺激要求,这可能也是该鱼成为观赏鱼的原因之一。

  红腹锯鲑脂鲤的成年个体一般在晨昏活动,体长15-24厘米的个体通常选择黄昏时分(即午后到晚上10点左右)出来觅食,而身体小一些的个体(8-11厘米)则整日都在活动。

  我们应该怎么看待引入种的问题?

  人们为了精神(观赏)或物质(食用)的需求,从某一地区引进某些生物物种到另一地区,这一过程实际上古已有之。只是在当今社会,这一过程所涉及的物种数量、波及的范围、影响的程度,都是以往所不及的。由于某些引入种在新地区的自然增殖有时候又是不为人所能控制的,往往会给局部地区的生态系统带来较大影响甚至生态灾难,所以关于生物入侵的问题,无论是对普通公众,还是对于相关的科学工作者,目前都是一个热点话题。那么我们究竟应该以一种什么样的态度,来看待引入种和生物入侵的问题呢?

  1.全方位、多角度地考虑引入种的问题

  从生物多样性保护的角度来看,多样性的保护不应仅仅停留在生物学层面上。从生物多样性公约的深刻内涵出发,生物多样性的保护和生物资源的可持续利用还包括社会学、经济学、政治学、法律学甚至历史学等人文学科,绝不仅仅简单为生物学方面的内容。因此对待生物入侵的问题,也应该从更多角度考虑,从而才能正确评价一个引入物种的作用。实际上,早在1985年我国就曾从巴西引入过一种“食人鲳”的近亲——短盖巨脂鲤(Colossoma brachypomus,又称淡水白鲳),据我们在室内的饲养观察,尽管这种鱼被定义为“植食性”鱼类,但它们更偏好捕食其它鱼,该鱼作为水产养殖业上一种重要的养殖品种,现在仍然在我国南方有比较广泛的饲养,在一定程度上解决了当地水产品市场上品种单一化的问题;又由于其容易饲养,产量较高,使某些地区吃鱼难的问题有所缓解。如果单从对地方土著种的威胁上看,短盖巨脂鲤恐怕比红腹锯鲑脂鲤更具危险性。像这样引入种的例子在我国水产养殖业并不少见。据不完全统计,出于发展水产养殖业和丰富人民餐桌的目的,我国已从国外引进了65种以上的鱼类,分别隶属于12目26科,这其中还不包括作为观赏鱼引进的大量物种。其中我们比较熟悉的有罗非鱼(Sarotherodon和Tilapia)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)等等,这些引入的鱼类对我国水产养殖业的发展发挥了积极的作用。不仅仅是中国,世界上其它国家包括美国和欧洲发达国家,出于同样的考虑,至今仍然在积极地、有组织地进行生物种的引进。我们不能一提到引入种就有失公允地夸大其可能造成的生态危机,而忽略其积极的一面,这样的做法不符合唯物辩证法。从对生态系统的影响上看,这些引入种可能都会有一定的负面作用,但是不能因此而否定了它们在经济发展中的作用,更不能谈“鱼”色变,视一切引入种为魔孽。

  2.应以科学为指导,正确评价引入种的危害

  当然,无论出于什么目的,对于外来物种的引进一定要持慎重的态度,外来种的引入对生态环境造成的危害也不乏其例,在一个物种被引入前首先需要了解和掌握的就是目标物种的相关生物学知识。判定我国市场上所见的“食人鲳”的危害性,首要的问题是物种的鉴定问题。由于该类鱼是作为观赏鱼引进的,原产地并非中国,所以目前在分类上能否准确鉴定到种还存在一定的疑问。比如说,由于形态上的相似,目前已经有人将我国广泛移殖的经济种类短盖巨脂鲤误认为“食人鲳”,这对正常的生产工作多少会产生影响。另外即便可以准确鉴定到种,对于该类鱼的生物学习性我们了解得还不多,这为我们准确和公正地评估其危害性带来了困难。尽管围绕“食人鲳”有着不少传说,但是根据我们所掌握的材料,实际上“食人鲳”并没有我们大多数人所想象的那样可怕甚至恐怖;至于“食人鲳”袭击人畜,由于它们彼此间生活环境完全不同(水中和陆地),少有直接接触的机会,有关“食人鲳”直接攻击人畜的报道,多数局限于传说和人为夸大。即便是最为凶猛剽悍的红腹锯鲑脂鲤对人畜造成直接威胁的可能性也不大,作为一种肉食性的鱼类,其主要的食物仍然是其他一些小型鱼类、两栖类和水生 无脊椎动物。不能因为它是一种肉食性鱼类,性情凶猛,在没有详细调查研究的基础上,就武断地判定它会对土著鱼类造成毁灭性的打击,甚至严重威胁当地居民的生命安全,显然这种说法缺乏足够的科学依据。即便有部分个体能够成功逃逸到自然水体,因为新的生态环境(包括水文条件和气候条件)和生物群落(物种构成)与原先该类鱼的分布区极为不同,所以这种鱼能否成功建立野外种群并且大量繁殖还是个疑问,还需要进一步的调查研究。据有关资料,“食人鲳”为热带暖水性鱼类,在我国长江以北甚至南岭以北的广大地区,如果没有人工条件的控制(诸如温度),便不能顺利越冬,所以该鱼在我国中部以北的广大地区(特别是长江以北地区)很难在野外长期生存,更难以形成自然种群,自然也就很难说它一定会给土著鱼类造成严重影响。同样原因,在我国北方各省,不一定非要耗费大量人力物力,在缺乏充分论证的基础上对这些原先分布于热带地区的鱼类进行捕杀。我们在制定引种政策和控制手段时,应充分考虑到科学性的问题。但愿我们以前所发生的全国上下消灭麻雀的事件不要再发生了。

  无论在哪一个国家,引进物种对于促进国民经济建设,丰富人民文娱生活都有着重要的作用,对于评价一个引入物种可能造成的生态危机,首先要有一个公正客观的态度,其次还要始终坚持科学的精神,即不隐瞒科学事实,也不刻意夸大客观实在,这不但是对从事相关研究的科学工作者的要求,也是对热心报道相关事件的媒体的一种希望。

(张春光:鱼类学研究员;赵亚辉:硕博连读研究生)



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生态系统的发育、进化和平衡

  生态系统不是固定不变的,而是不断地变化和发展的,因此,生态系统是一个动态的系统,它的动态包括发育、进化和平衡几个方面。

  1 生态系统的发育

  任何生态系统都有一个发生、发展和成熟的过程,这个过程就是生态系统的发育,群落生态学中所讲的生态演替,实际上就是生态系统的发育过程。生态系统的发育是一个定向而有序改变的过程,即一个生态系统类型替代另一个生态系统类型的过程。发育的最终阶段,就是建立一种稳定的生态系统或顶极稳定状态。在生态系统发育过程中所涉及到的生物种类的组成,所需要的时间以及达到稳定性程度,取决于地理位置、气候、水文、地质以及其它物理因素。但生态系统的发育本身是一个生物学过程,而不是一个单纯的物理过程。虽然物理环境决定发育类型、速度以及可能达到的状态,但发育是受生物群落本身所控制的。强大的物理干扰以及人为的严重干扰会抑制或中止发育过程。根据生态系统的发育状态,将其分为三类:1)正过度状态:又称增长系统,即能量的输入超过输出,总生产量超过总呼吸量,多余的能量参与系统内部结构的改变,系统增长。2)负过度状态:又称衰老系统,即该系统能量输出比输入多。导致系统内库存量的消耗超过被补充的速度,结果是系统变小或较不活跃。3)稳定状态:又称平衡系统,即能量的输入和输出相等,系统的净生产量等于零。生物量没有净增加, 这就是顶极稳定状态,但是稳定状态并不意味着它是不活动的、静止的,而是在一定的范围内作波动。

  2 生态系统的进化

  生态系统的进化是长期的地质和气候的变化与生态系统中生物成员的活动所引起的生态系统内部过程相互作用的结果。一般说来,长期的进化发展的总趋势是:增加对物理环境的控制,或与物理环境保持内稳定,以便对外界扰乱达到最大的防护,生物就是在漫长的地质年代中进化,与非生物环境形成越来越复杂和多样化的生态系统,并且改变着环境,同时也改变着生物本身,产生更多的、较大结构和较复杂的多细胞生物。

  现在认为原始生命起源于约35亿年前的原始地球上,原始生命的主要成分是核酸和蛋白质,刚形成的原始生命是很脆弱的,不能承受强烈的紫外线,只能生活在12米深的水体中。因为缺氧,它们只通过酵解作用分解原始海洋中的现有的有机物(在生命起源过程中积累起来的有机物)获得能量,但它们的食物是有限的,有机物的贫乏可能成为选择力使自养型的原核生物获得发展。光合细菌以硫化氢等物质为原料,利用其中的氢来还原二氧化碳,形成新的有机物。大气中的硫化氢因此而逐渐消耗,于是又出现新的原料危机。后来出现的含有叶绿素的蓝藻类,不再依赖天然合成的有机物和硫化氢,它以地球上大量存在的水和二氧化碳为原料,通过光合作用制造有机营养物,同时释放游离氧气到水中或扩散到大气中,这就使地球自然界的面貌发生新变化,约在二十七亿年前形成了由蓝藻和细菌共同组织成的地球上原始的生态系统。由于生物生命活动所产生的氧在水中逐渐增加并扩散到大气中,随着大气中氧的增加,在高层大气中形成了臭氧层,对紫外线的强烈辐射有所阻挡,地球表面得到了保护,真核细胞大约在23~10亿年前出现。细胞结构的巨大变化,动植物的开始分化,促使生态系统中逐渐分化出 生产者、消费者和分解者。

  据研究,当大气中含氧量达到现在含氧量的1%时,高层大气中的臭氧层加厚并吸收一定数量的紫外线,所以,30厘米的水深就足以阻滞少量紫外线,这样,海洋的表层以及浅水地区也能有生物繁衍,并出现了许多好气性细菌,原有的厌氧性细菌只能在缺氧的环境中活动。当大气含氧量达到现代水平的3%时,开始出现最早的多细胞生物,这大约是在6亿年以前的寒武纪开始。在漫长的寒武纪中,发生了新生命类型的大型化、除多细胞藻类植物外,多细胞动物如海绵、珊瑚、软体动物等也出现了。当地面上的含氧量达到现代水平的10%时,臭氧层更加发达,大部分紫外线被阻隔,为生物的登陆创造了条件。在4.2~3.7亿年前的志留纪和泥盆纪中后期逐步形成了地球上最早的陆生生态系统,其中主要是裸蕨类植物和古代石松类植物,形成灌木林,林中杂有种子蕨,林下开始有苔藓植物出现;至距今3.5亿年的石炭纪,地球上温暖湿润,巨大的乔木状蕨类植物,主要是石松类和楔叶蕨类植物构成了森林植被,取代了裸蕨灌木林并获得发展。古生代末期的二迭纪,地球上开始分化出气候带,一些地域的旱化,促使裸子植物森林获得发展;到中生代的白垩纪中期,被子植物大量出现,阔叶林占了优势。新 生代以来,被子植物的森林在世界各地大范围地出现,第三纪至第四纪的几次大冰川,使耐寒的裸子植物和被子植物有所发展,并以草本的被子植物为主的群落也日益扩大,形成了与现代相似的在冷热、干湿、水陆等各类环境相适应的各种生态系统。

  3 生态平衡

  一个系统的平衡,必须从能量和物质的角度来理解,即生态系统的能量的输入与输出相等,它的生产量与消费量相等,生态系统的生物种类与数量保持相对的稳定,生产者、消费者和分解者构成完整的营养结构,并且有典型的食物链关系和符合能量流动规律的金字塔型营养级,生态系统内有机体的数目最多、生物量最大、生产力最高,与环境的适应就最好。因此,生态平衡是描述了自然生态系统发育达到了顶极的状态。生态平衡的特点是:1)生态平衡是动态的平衡,不是静止的平衡,因为生态系统本身不断地接受能量的输入,同时也有不断的能量输出。组成生态系统的生物本身有生有死,尽管生物的种类可以在较长时间内保持相对的稳定,但是,作为个体来说,不断地有新的个体出生和老的个体死亡。2)生态平衡是有条件的平衡,一个生态系统维持它的平衡的先决条件是必须不断地从系统外获得能量的补充,一旦能量输入中断,平衡也就无法维持。其次,生态系统在受到外界干扰时,具有回复到平衡状态的能力,也就是说,生态系统是有自我调节、自我修复、自我维持和自我发展的特性,即具有稳定性,但是一旦外界的干扰程度超过了生态系统能承受的范围,生态平衡就将被破坏甚至 导致整个系统的崩溃。

  4 生态平衡破坏的主要途径

  生态平衡破坏的主要途径有自然因素和人为因素两个方面。自然因素是自然界中本来就有的对人类和生物有害的因素,如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、台风、流行病等自然灾害。这是人类所不可抗拒的自然现象,具有极大的破坏性,但对生态平衡的破坏是局部的,非经常性的。从某种意义上讲,这些自然因素还提高了选择压力,促进了生物的进化和生态系统的演替。人为因素是造成生态平衡破坏的主要的,也是最直接的因素。人类的百分之九十以上的活动都对生态系统产生不利的影响。千百年来,人类不断地向大自然索取,人类的活动日益强烈地干扰着自然界生态系统的面貌。尽管人类常常获得征服自然的胜利,但在生态平衡遭到破坏的情况下,我们在取得胜利后,紧接着就要付出昂贵的代价,黄河流域的情况就是一例,长江流域如不加整治也将步黄河的后尘。

  当今世界上,人类主要从以下三个方面破坏着生态系统的平衡:即①对巨大工程建设缺乏生态论证,不考虑生态后果②对自然资源的不合理开发和利用③对自然环境的污染。

  5 生态平衡的调节机制

  生态系统具有趋向于达到一种稳态或平衡态的特点,使系统内的所有成员彼此相互协调,这种平衡状态是靠一种自我调节过程来实现的,借助于这种调节过程,各成分都能使自己适应于物质和能量输入和输出的任何变化。如:某一生境中的动物数量是决定于这个生境中的食物数量,最终这两种成分将会达到一种平衡。如果因为某种原因(如雨量减少)使食物产量下降,因而只能维持比较少的动物存在,那么这两种成分之间的平衡就被打破了,这时动物种群就不得不借助于饥饿和迁移加以调整,以便使两者达到新的平衡。

  生态系统平衡的另一种调节方式是一种反馈调节机制。所谓反馈,是指当系统中某一成份发生变化的时候,它必然会引起其它成分出现一系列的相应变化。这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分,这种现象称为反馈,反馈有两种,正反馈和负反馈。生态系统达到和保持平衡或稳态,反馈的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。如草原上的食草动物因为迁入而增加,植物就会因过度啃食而减少,植物数量下降后,反过来就会抑制动物数量的增加。

  正反馈比较少见,它的作用刚好与负反馈相反,即生态系统中某一种成分的变化所引起的其它一系列的变化,反过来不是抑制,而是加速最初发生变化的成分所发生的变化,正反馈的作用常常使生态系统远离平衡状态。在自然界中正反馈的实例不多,下面举一例加以说明,如果一个湖泊生态系统受到污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼体死亡腐烂后又进一步加重污染,并引起更多的鱼类死亡,因此,由于正反馈的作用,污染会越来越严重,鱼类死亡速度越来越快。所以正反馈常具有破坏作用,但它是爆发性的,所经历的时间也很短,从长远看,生态系统中的负反馈和自我调节将起主要作用。

  当生态系统通过发育和调节达到最稳定的状态时,它能够自我调节和维持自己的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外来的干扰,保持自身的稳定性,但这种自我调节能力是有一定限度的,当外来的干扰因素如火山爆发、地震、泥石流、雷击火烧、人类修建大型工程、排放有毒物质、喷撒农药等,还有人为引入或消灭某些生物等超过一定的限度时,生态系统自我调节本身就会受到损害,从而引起生态失调,甚至引发生态危机。生态危机是指由于人类盲目活动而导致局部地区,甚至全球整个生物圈结构和功能的失调,从而威胁到人类的生存。生态平衡失调的初期往往不易被人所察觉。如果一旦发展到出现生态危机就很难在短期内恢复平衡,为了正确处理人和自然的关系,我们必须认识到整个人类赖以生存的自然界和生物圈是一个高度复杂的具有自我调节功能的生态系统,保持这个系统结构和功能的稳定是人类生存和发展的基础。因此,人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外,还必须特别注意生态效益和生态后果,以便在改造自然的同时,能基本保持生物圈的稳定平衡。

陈允飞,中学生物学,1999年第6期



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生态系统的自动调节能力

  任何生态系统都具有一定程度的自动调节能力,由于这种能力的存在,才使得生态系统在一定的范围内,可以承受一定的压力,即体现出一定的“弹性”,从而维持着自身的动态平衡——生态平衡。那么,什么是生态系统的自动调节能力呢?下面举例说明。

  例如森林生态系统,如果林木受天然灾害或人为采伐的影响,原有树木消失或变稀疏,其中一部分变成空地,于是当地变得阳光充足,风力和温差加大,温度降低,土壤变干,水土流失增加。同时动物和微生物的种类组成和数量受到严重影响。森林生态系统原有的各种动态平衡的关系被打破,这样就产生了生态失调。以后,若任其自然恢复发展,将在空地上长起草类、灌木和一些喜光、速生的树种。原有的林木主要树种的幼苗一般不能适应空地环境,也不能与杂草灌丛竞争。但当喜光树种长大而郁闭的时候,林下环境又变成比较荫蔽、湿润、使不耐荫的草类灌木受到抑制,从而减弱了外来干扰所产生的影响。最后耐荫的树种幼苗趁机滋生发展,在喜光树木的庇护之下超过后者,重新占有优势。同时动物和微生物的组成,土壤肥力等也出现变化,新的与原来性质相近的森林重新恢复起来。又如,在一个草原生态系统中,每逢旅鼠大量繁殖时,草原中的狐也会继而大量繁殖,随着狐的大量捕食旅鼠,旅鼠的数量减少了,狐的数量随着也减少了。这就是生态系统的自动调节能力。森林生态系统的恢复过程大约要几十年到几百年,草原生态系统则只需十几年到几十年,因破坏程度和本身特征而异。

  生态系统的自动调节能力是有限度的,当外来干扰超出了这个限度,生态系统就会遭到严重破坏,生态平衡严重失调,甚至失去恢复原来正常状况的基本条件,出现恶性循环,导致原有生态系统的崩溃或变性。

吴展华,中学生物学,1991年第2期




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外来植物与生态平衡

  植物是生态系统中的生产者,是动物的最终食物来源。没有植物分布的地区,生态条件极其恶劣,人类和动物无法生存。人们常有意识地引进某些植物以改变本国的植物地理结构,促进农业生产的发展。例如中国的茶树和大豆;拉美的玉米、番茄、番薯、橡胶;澳大利亚的桉树;非洲的咖啡等,移植到各国后均为当地的农业做出了贡献。也有些植物的种子随进口粮食、交换种子、移民的行李衣着或粘在车船之上传到异国。这些植物都可称为外来植物。

  一般认为外来动物可引起生态平衡的破坏。例如随木材进口来到我国的榆花虫,使我国的榆树在短短的几年间几乎绝迹。但有时一些外来植物由于缺乏天敌,也会造成生态平衡的破坏。

  一般认为外来动物可引起生态平衡的破坏。例如随木材进口来到我国的榆花虫,使我国的榆树在短短的几年间几乎绝迹。但有时一些外来植物由于缺乏天敌,也会造成生态平衡的破坏。

  1840年,有人从阿根廷带到澳大利亚一个仙人掌盆景,这在当时的澳大利亚是个稀罕物,它那绿宝石般的颜色,10cm左右的个头,卵形的茎片以及密生的白色毫针,显得小巧玲珑,令人喜爱不已,人们纷纷索要竞相栽培。澳大利亚的半干旱草原气候比阿根廷更适合于仙人掌的生长发育,它可以长到一人多高。有人将仙人掌从花盆中移栽到花园里,没想到它生长极快,越过围篱奔向了无边无际的大草原,疯狂地繁殖起来。到了1925年,仙人掌已经占据了24×1010m2的土地。农作物和牧草都竞争不过这个遍体生刺的绿色怪物,大片大片的农牧场被废弃。眼看着这“外来户”反客为主称王称霸,澳大利亚人用车压、刀砍、火烧、喷药,以图消灭它,但收效甚微。因为它的生命力很顽强,只要有一丁点儿肉质块屑拣不干净,很快就会长成一个又高又大的仙人掌。至于喷药,开始还见效,后来产生了抗药性,再喷药就相当于给它浇水。无奈,许多农场主只得背井离乡移居他处。直到在仙人掌的故乡找到了它的天敌(一种蛾类的幼虫,吃仙人掌)来对付它,用了10年时间才控制住局面。

  无独有偶,中国的葛浑身是宝,茎和叶可做牧草,块根可制淀粉,茎皮可制葛布、造纸,花可解酒毒,燃烧干叶可驱蚊虫,葛根可以入药。这种豆科多年生藤本植物还是贫瘠地区的绿化先锋,1株生长5年的葛,其茎蔓可覆盖20—30m2的土地。日本人将葛引种到全国各地,收益匪浅。

  1930年,美国从日本引进葛,栽种于南方亚热带地区。由于气温较高,葛可以越冬而茎蔓不死,所以比在日本和中国生长得更为壮观,几乎每天都能生长几厘米,一个季度可长30m之多,叶子长得又大又薄,犹如一座座太阳能化工厂,绿化了贫瘠的沙地,提供了大量饲料,防止了水土的流失。可好景不长,葛逐渐将当地植物挤死挤光,使植被单调化,许多植物濒于灭绝,283×108m2的土地由林地、农牧场变成葛的天下。农场主用推土机、拖拉机等将其连根拔除,但铲得速度比不上生长的速度,而且只要有一小块未碾碎的茎或根留在土中,没多久就会繁生出一大片葛藤。没办法的美国人只好宣布种植葛藤是非法行为。

  外来植物在我国同样也造成了危害。近些年来沈阳、武汉、南京等地出现了大量的枯草热患者,病人眼、耳、鼻奇痒难忍,阵发喷嚏,可并发肺气肿、肺心病,严重者呼吸困难甚至有生命危险。这种病是由豚草的花粉引起的,每立方米空气中有40—50粒花粉即可诱发。豚草的花期是6月至10月,在花粉病流行期间患者须远离流行区,甚至永远迁居他乡。在美国每年有146×105人患病,占患病区人口的15%,日本每年也有大批居民外出避病。

  豚草的原产地是北美洲,自30年代传入我国。它是一年生菊科草本植物,也叫北美艾,株高可达2m。它根系发达,吸水吸肥能力极强,生长旺盛,再生能力很强,切割、践踏都不能消灭它。与菊科其他植物不同的是,豚草是风媒花而不是虫媒花,这就使它的繁殖与传播更为方便。并且生殖力很强大,每株可产种子3000—5000粒,果实上有刺,极易附着在动物体表随动物活动而四处传播。一旦侵入就可成为优势种,与农作物争水争肥,使农业严重减产甚至颗粒无收,就连牛吃了这种草之后奶的品质都会受到严重影响。目前,豚草已经由边境开放口岸和长江港口蔓延到东北、华北、华东、华南十几个省市,正向广大农田辐射且速度很快。所幸的是我国已经引进了豚草的天敌——条纹叶甲虫,它食性单一,专吃豚草,繁殖和投放试验均已获得成功。

  综上所述,植物虽是生态系统中最积极的因素,但由于外来植物缺乏天敌的制约,极易失去控制而疯狂生长,破坏植物的多样性,从而造成生态平衡的破坏。因此,对植物的引进须综合考虑审慎行事,边境口岸须严格把关,以防有害植物的种子混入境内,宣传媒介应积极行动,使人们识别有害植物以利铲除。否则,必将给人民的经济生活和生命健康带来巨大损失。 

刘宝臣,中学生物教学,1995年第1期



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引进生物新品种的利与弊

  由于地理,地貌,气候等原因,世界上动植物种类的分布有明显的区域性,此地盛产之物,彼地就成为罕见之物。因此,古今中外的科学家们,为各国各地区引进生物新品种做了大量的工作,但这里有成功的喜悦,有失败的教训;有得到收益的兴奋,也有引起祸害的辛酸……。

  我国从西汉张骞出使西域时开始,陆续从国外引进苜蓿、葡萄、蚕豆、核桃、大蒜、石榴、马铃薯、玉米、辣椒、花生、红薯、南瓜、棉花、西瓜、菠菜、茄子、姜、芝麻、豌豆、西红柿、荞麦等农作物,以及沉香、菩提树、贝叶树、悬铃木、油橄榄、白杨、黑松、冷杉、橡胶树、桉树、银合欢、相思树、南洋杉等树种。同时,我国的水稻、大豆、茶、油桐、桃、杏、柑桔,以及多种名贵花卉,特产珍树也在异国的土壤中开花结果。我国的四不象(麋鹿)还是首先由我国传入英国,后在我国绝迹,到本世纪50年代再由欧洲返回家园繁衍后代的。由此可见,生物引进的意义重大,它不但丰富了各国人民的生活,而且使世界上的动植物家族更加繁荣兴旺起来。

  然而,在几千年的引进史上也不乏失败的例子,更有甚者,由于盲目引进而引起无穷的祸害。

  在生物引进史上造成危害最大的恐怕要数烟草的引种了。1492年,哥伦布发现美洲新大陆,当他们看到当地人口中叼着一卷燃着的干草棒时,初时惊叹不己,继而羡慕之极,后耒竞相效尤。1558年,烟草在哥伦布的家乡西班牙试种,随后迅速蔓延欧洲各地,并逐步走向世界。明朝时,烟草经菲律宾传入我国。烟草对人类的危害可谓罄竹难书,要是当初人们将它拒之门外,也就不会有无数的瘾君子死于它的魔掌之下了。

  对我国恐怕最令人辛酸的是英帝国主义强迫我国引种鸦片(罂粟植物)。1840年以来,英国殖民主义者强迫我国人民种植鸦片,结果有许多人成为吸毒者,害得家破人亡,同时中国的几亿两白银和大量财富随之流入英国侵略者的腰包。

  在作物的引种上,古今中外也出现过不少失败的事例。汉武帝刘彻曾因荔枝“味道好极了”于公元111年便下令在长安建造一座“扶荔宫”,从当时的“蛮夷之地”引种了100株荔枝,结果竟全部冻死,虽一再补种,仍无一幸存。尽管武帝“怒发冲冠”杀了几十个无辜的养护人,也无法使荔枝在长安生存,最后只能“偃旗息鼓”。解放后的50年代,我国曾在东北引种南方良种水稻,结果苗株茂盛但不抽穗扬花,而南方引种东北水稻也同样颗粒无收。

  不顾植物本身对特定环境的适应性,盲目引进失败固然可笑,而不顾本地实际情况盲目引种“成功”却十分可怕。有一种生长在南美洲的仙人掌,在当地虽然生长快,但因为有的动物以它为食,所以没有造成任何危害。但自从被引种到澳大利亚,由于它飞快繁殖,把大片大片的牧草地全部“占领”。人们慌了,用铲子铲,用锄头锄,用拖拉机深翻,都奈何不了它,后来多亏生物学家想了一种办法,从它的老家带回一种大蝴蝶,它的幼虫专吃仙人掌,才使仙人掌的生长得到控制,保住了牧场。无独有偶,一种生长在巴西的鳄鱼草,被北美和非洲一些国家引种后,肆无忌惮地狂长,长满了海湾,湖泊,池塘;长满了各个角落,怎么也消灭不了。后来只好到巴西搬来“救兵——一种专吃鳄鱼草的跳甲虫,才控制了它的灾害。

  大米草既可护堤,喂牛,又可用作燃料。1983年福建省把它当作宝贝从美国引进,在东吾洋海滩推广种植。过去面积14万亩的东吾洋,不仅是多种鱼类的天然鱼库,而且是全国对虾、贝类的养殖基地,滩涂生物达200多种。但是自从大米草在此“安家落户”后,不到几年它们盘根错节,生长茂盛,布满整个水区。海水涨潮时滩涂生物被冲进草丛无法逃生,以致许多水产品,如蛏、蛤、章鱼、跳鱼等,濒临绝迹;海水退潮时,浮游生物附着滞留在草丛中,致使人工养殖的海带,紫菜,牡蛎、对虾等,因海水缺乏营养而产量锐减,造成了巨大损失。时至今日,仍无法清除。

  在生物引进史中,动物引进的数量相对植物而言可谓“九牛一毛”。然而,引进不当,危害比植物毫不逊色。最著名的恐怕是澳大利亚的“兔害”和“癞蛤蟆事件”了。

  1859年,澳大利亚一位庄园主托马斯·奥斯金在英国游玩时,看到本国没有的小动物——兔子十分可爱,于是带回24只放养在自己的庄园里。想不到,兔子在澳大利亚迅速繁殖生长,在不长的时间里便遍布全国各地。它们破坏植被,引起土壤侵蚀,啃光大片牧草和庄稼。据统计,因兔子造成的经济损失每年高达1亿美元以上。生物学家曾多次设法对付兔害,但均未成功。本世纪50年代,曾培育出一种能使兔子不育的跳蚤,一度使兔子死亡90%以上;然而到80年代初,这里的兔子已对跳蚤病毒产生了免疫力,于是兔子家族又迅速兴旺发达。目前,澳大利亚至少有兔子4亿只以上,灾害日益严重。

刘德明,生物学教学,1994年第6期

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