外来入侵生物福寿螺与本地生物的互作影响研究进展

福寿螺作为一种恶性的水生入侵动物, 通常进入新生境后, 种群迅速增长, 大量取食本地植物, 与本地物种形成竞争,进而对当地的生物多样性造成全方位影响。在查阅国内外研究成果基础上, 综述了福寿螺在入侵地与所处生境中本地生物(植物、动物和微生物)之间的相互影响与相关效应, 旨在为福寿螺的生态风险评估和防控提供参考。     

福寿螺应对天敌的响应策略与机制研究进展

福寿螺(Pomacea canaliculata)作为一种世界性入侵生物,1981年引入我国大陆,严重危害水生作物生产和生态系统功能。福寿螺在入侵过程中,其表型可塑性可能在增强其环境适应性和耐受性方面扮演着重要角色。猎物对天敌诱导的防御响应是其表型可塑性中的一种表现形式。本文从福寿螺的行为(防御、生长、繁殖、后天性学习)、形态(壳形状、壳强度)和生理生化(卵、抗氧化系统)等3个方面对福寿螺应对天敌胁迫的响应策略与机制进行了总结和归纳,强调了福寿螺应对天敌胁迫的响应多样性和性别差异性,并讨论了天敌诱导下福寿螺的能量分配与权衡机制。在此基础上,对福寿螺与天敌互作机制、生物防治技术开发和效果评估等方面进行了展望。     

松材线虫入侵种群形成与扩张机制——国家重点基础研究发展计划“农林危险生物入侵机理与控制基础研究”进展

从种群遗传学和生态学两个不同角度分析了松材线虫成功入侵的机制,种群遗传多样性研究表明,松材线虫入侵过程中,无明显的奠基者效应和由遗传漂变引起的种群遗传瓶颈,由于不同入侵来源的种群多次大量入侵,导致我国入侵种群具有丰富的遗传多样性,入侵过程中保持有高的种群遗传多样性,是松材线虫成功入侵的遗传学机制之一,种间竞争实验结果表明,松材线虫具有高的繁殖潜能和强的竞争能力,在入侵过程中能对本地近缘种产生种间竞争和生态替代,竞争性替代是松材线虫成功入侵的生态学机制之一,种间杂交和基因渗入,有利于松材线虫的入侵,同时,从功能基因组的角度,研究了与松材线虫适应性相关的一些重要基因的结构、功能及其进化,探讨松材线虫成功入侵的生态适应性分子机制,并从生态系统的抵御性和恢复性角度,探讨了生态系统对松材线虫入侵和扩散的影响,此外,对尚需继续深入研究的科学问题进行了讨论,研究结果为进一步揭示松材线虫成功入侵机理的研究奠定了基础,并为松材线虫病的有效管理和控制提供了科学依据。     

福寿螺的生物防治现状、问题与对策

福寿螺(Pomacea canaliculata)作为一种世界性入侵生物,引入中国已有30余年,现已在中国南方十多个省市大面积分布,造成不可估量的经济损失和生态灾害。本文系统总结了福寿螺生物防治中的天敌资源种类,涵盖了腹足纲、环带纲、昆虫纲、软甲纲、辐鳍鱼纲、爬行纲、鸟纲、哺乳纲等8个类别。并从天敌的引入、研发、利用等方面以及福寿螺应对天敌的防御策略上指出了目前福寿螺生物防治中面临的主要问题。最后对其未来的研究提出了展望,即重点从原产地天敌、寄生性天敌、微生物、生物防治植物和本地经济动物等方面进行筛选,以期为利用中国丰富的生物资源进行福寿螺的生物防治提供参考。     

入侵种小管福寿螺对本土物种 梨形环棱螺的生态挤压作用

在世界范围内,物种入侵正成为一个影响经济发展、公众健康的重大生态事件。为了探究入侵物种小管福寿螺(Pomacea canaliculata)对本土近生态位物种的生态挤压作用,选择了梨形环棱螺(Bellamya purificata)作为受试动物,设置直接生态竞争实验和间接分泌物胁迫实验两类实验。直接生态竞争实验中两种螺直接竞争生存资源,而间接分泌物胁迫实验中则观测两种受试螺分泌物对彼此与自身种群的影响。为了模拟野外不同水体的竞争情况,设置了两种密度,即每组共计6只受试螺(低密度组)及每组共计12只受试螺(高密度组),在两种密度下设两种螺不同比例的个体组合。结果显示,两类实验中,小管福寿螺的体重相对变化与生存率都优于梨形环棱螺。直接竞争实验小管福寿螺体重相对变化率显著优于梨形环棱螺(P 0.05),但二者生存率无显著差异;低密度组中,福寿螺与梨形环棱螺的体重相对变化及生存率均无显著差异,而高密度组中,当梨形环棱螺个体数极多时(8只),其体重相对变化率会显著差于小管福寿螺(P0.05);当梨形环棱螺个体数少时(4只),其体重相对变化率与小管福寿螺无明显差异,但生存率会显著低于小管福寿螺(P 0.05)。间接分泌物干扰实验中,小管福寿螺的体重相对变化率极显著优于梨形环棱螺(P 0.01),且其生存率高于梨形环棱螺;在低密度组中,高比例(4只)的小管福寿螺生存率显著高于高比例(4只)的梨形环棱螺(P 0.05);而在高密度组中,高比例(8只)的梨形环棱螺在28d内全部死亡,由于对照组中即使是高密度的梨形环棱螺也拥有高生存率,说明这种效应不是梨形环棱螺本身所导致的,而是小管福寿螺的间接分泌物胁迫导致了梨形环棱螺的大量死亡。以上结果充分表明,小管福寿螺的间接分泌物干扰效应比直接生态挤压作用具有更严重的生态威胁性,且小管福寿螺的种内竞争调节能力优于梨形环棱螺,这可能是小管福寿螺作为入侵物种的一种有效生活史策略。     

世界性重要害虫B型烟粉虱的入侵机制

B型烟粉虱是近二十年来入侵世界各国并暴发成灾的一种世界性重要害虫。近年来, B型烟粉虱的入侵机制研究表明,其成功定殖、扩散、暴发与其对入侵地区的土著烟粉虱种群和其它昆虫种群的竞争取代有关;竞争取代包括生态位竞争,生殖干涉,其危害寄主对其它昆虫的影响等方面。B型烟粉虱抗药性的形成也是这种生物成功入侵的重要影响因素。同时,生态环境（包括寄主植物、气候因子、越冬场所等）的影响也不容忽视。最后本文还探讨了B型烟粉虱入侵机制研究动态及其意义。     

外来植物紫茎泽兰的入侵机理与控制策略研究进展

为了解析外来恶性杂草紫茎泽兰在中国的入侵扩张机制和控制策略,从其种群形成与扩张的生态适应性及遗传分化特性、对本地植物的竞争替代和可持续控制技术基础3个方面进行了集中研究.对紫茎泽兰的主要研究进展为:(1)入侵中国的紫茎泽兰在核DNA水平上具有丰富的遗传多样性,形成了不同的地理种群,不同环境条件下的隔离是导致遗传分化的主...     

近十年植物入侵生态学重要研究进展

外来植物入侵对本地生物多样性、生态安全、社会经济发展和人类健康造成了严重威胁。因此, 探究植物入侵机制及其生态效应对我国生态可持续发展具有重要意义, 也是植物入侵生态学的主要研究内容。过去10年, 生态学家开展了大量研究, 取得了丰硕成果, 为推动入侵植物防控与生物多样性保护提供了理论指导。为深入解析外来植物入侵机制, 为其防控管理提供依据, 本文从以下3个方面综述了植物入侵生态学重要进展: 首先是外来植物生物学特性、生物和非生物环境对植物入侵的调控作用; 其次是外来植物入侵对本地生态系统的影响; 最后介绍了外来植物入侵的类比研究范式——本地植物入侵, 以及多组学技术在入侵生态学研究中的应用。基于这些研究进展, 本文展望了该领域的未来发展趋势, 包括: (1)研究对象从单一物种扩展到多物种比较; (2)研究地理范围从局域尺度扩大到纬度梯度格局; (3)入侵机制从单一理论验证到综合阐释多个假说。     

北美水貂和欧亚水獭在东北地区的分布与生态位重叠

作为入侵物种,北美水貂(Neovison vison)在欧洲引起了一系列生态问题,侵占了欧亚水獭(Lutra lutra)的生态空间,其入侵性对当地生物多样性和生态系统构成了严重威胁。水貂引入我国东北地区已有70多年的历史,然而国内对其野外种群却鲜有研究。掌握水貂种群的入侵范围、入侵影响因素以及与本地具有相似生态位的欧亚水獭之间的竞争关系,对水貂的入侵管理和东北地区的生物多样性保护具有重要意义。本研究利用实地调查和文献资料获取的分布信息,通过集合模型识别水貂和水獭的潜在分布区,评估水貂对水獭在地理空间上的入侵风险,并通过主成分分析(principal component analysis,PCA)评估其生态位重叠和影响因素。结果表明:(1)我国东北地区水貂的潜在分布区面积为61,944.57 km²,水獭的潜在分布区面积为83,590.94 km²,两者重叠区域面积为50,544.21 km²,占水獭潜在分布区面积的60.47%;(2)从各省分布情况来看,黑龙江省水獭受水貂入侵的风险最高,潜在分布区重叠的比例达到78.9...     

外来植物入侵的全境性研究进展与展望

由于外来种入侵地一般都远离其自然分布区(原产地), 如果只在其入侵地或者原产地进行研究, 很难真正发现其入侵性形成和成功入侵的根本原因。目前, 许多学者开始关注和倡导对入侵种在原产地和入侵地的表现同时进行研究, 即入侵种的全境性研究(whole-range studies), 为入侵生物现有地理分布格局的形成原因和入侵机制等提供解释。本文结合国内外关于入侵植物全境性研究的进展和成果, 分别针对研究的主要目的、内容、意义等进行了全面的阐述, 探讨了存在的问题与不足, 并对未来相关研究进行了展望。目前已有的全境性研究主要是通过野外直接观测和同质种植园实验来比较入侵种在入侵地和原产地的生长、繁殖和生理生态等表型性状的差异, 以及应用分子标记方法比较入侵地种群和原产地种群遗传多样性的差异, 进行入侵植物的分子系统地理学研究, 从而有效检验生物入侵机制的理论和假说, 深入阐明植物入侵的机制, 为制定入侵植物的防控策略提供指导。值得注意的是, 由于外来植物入侵的全境性研究起步较晚, 现有研究的方法和内容还不够完善, 今后需要在加强国际合作的基础上进一步改善。     

洲际入侵植物生态位稳定性研究进展

人类活动引起的大规模洲际物种交换与生物入侵, 改变了当地生态系统结构与功能, 使生物多样性受到日益严重的威胁。本文通过综合分析主要国家和地区入侵植物的地理起源, 发现洲际入侵主要包括东亚—北美、东亚—南美、欧洲—南非、欧洲—北美、欧洲—东亚、北美—大洋洲等, 这些洲际入侵造成的后果往往比陆内入侵更为严重。利用物种分布模型(SDMs)预测入侵物种潜在分布范围是有效管理和提早预防生物入侵的重要依据, 但这些模型的一个关键假定是: 入侵物种的生态位在空间和时间上是保守的、稳定的。然而, 对于远离原产地种群并能快速适应新生境的洲际入侵植物来说, 生态位可能发生显著的变化。入侵种能否在入侵地保持原有的生态位, 取决于制约其生态分布的限制因素和生态过程在不同地区间是否发生变化。本文中作者总结了洲际入侵与陆内入侵的生态与进化过程的异同点, 认为这些限制物种原产地分布的因素如扩散限制、种间互作、适应性进化、生态可塑性和种群遗传特性等均可能导致入侵物种生态位的改变。建议下一步的研究应该重视: (1)对生态位属性进行多尺度的研究, 包括时间、空间、环境或系统发育等几个方面; (2)对比生态位稳定与发生偏移的物种特性, 确定什么样的入侵物种更容易改变原有的生态位; (3)进行生态位时间动态格局研究, 探讨生态位变化的倾向、历史速率和偏移程度, 以便判定生态位变化趋势。这些研究结果将会进一步提高物种分布模型的预测能力, 有助于更为准确地揭示气候变化和物种入侵对生物多样性的影响。     

克氏原螯虾的入侵生态学研究进展

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)原产于美国南部和墨西哥北部,是一个著名入侵物种,作为一种水产经济资源物种在世界各地扩散。克氏原螯虾抗逆性强,所具有的广泛生境适应性、生长迅速、高生殖率等特点使它们迅速建立野生种群。近10余年的研究认为,克氏原螯虾通过捕食和资源竞争等机制严重威胁引入地的水生植物、无脊椎动物、两栖类等的生存,显著降低引入地的生物多样性。当前,由于克氏原螯虾的经济价值高,它会借助于人力的作用而继续扩散。为认清和减少克氏原螯虾对引入地的生态影响,应加强以下方面的研究:1)在中国开展克氏原螯虾的生态危害的调查和研究;2)克氏原螯虾种群调节和控制对策研究;3)被入侵地的生态恢复工作。     

缙云山不同生境蝴蝶花(Iris japonica Thumb.)分株种群格局及对草本多样性的影响

运用空间格局、生态位及多样性分析,探讨了重庆缙云山自然保护区林缘旷地(OAFE)、竹林(BF)及常绿阔叶林(EBF)3类生境蝴蝶花(Iris japonica Thumb.)自然种群分株格局特征及对草本多样性的影响机制.结果表明:方差均值比(V/m)和Moristia指数(Iδ)的格局判别分析表明,3类生境中蝴蝶花分株种群从0.5 m×0.5 m至2 m×2 m尺度均为聚集分布;从林缘旷地-竹林-常绿阔叶林,种群分株密度逐渐降低,总体格局规模与格局强度(PI)在各尺度均呈下降趋势.林缘旷地与竹林生境中,蝴蝶花的分布,降低了原优势种的优势度,并显著降低草本层物种多样性(p<0.05),但在常绿阔叶林生境中对原优势种的优势度及草本物种多样性的影响很小.不同生境中蝴蝶花种群格局对草本多样性的影响机制各不相同:林缘旷地生境,通过强的更新生态位(地上空间与根生态位)与营养生态位(获取水分与养分资源)竞争,降低草本物种丰富度尤其是偶见种丰富度;竹林生境,通过更新生态位(根生态位)与营养生态位(获取光与养分资源)竞争,降低了草本偶见种丰富度;常绿阔叶林生境,物种间生态位重叠较低,表现一定的资源竞争,但对草本多样性影响很小.林冠决定蝴蝶花分株种群格局强度、克隆生长的强弱及林下土壤状况,从而影响蝴蝶花与草本层其它物种之间生态位竞争的强弱是决定蝴蝶花种群对草本层物种多样性影响机制的重要因素.     

福寿螺卵抗逆性研究进展

福寿螺(Pomacea canaliculata)是唯一一种被列为全球100种恶性外来物种的淡水螺,也是首批农业部认定的入侵中国16种危害最大的外来物种之一。福寿螺成功入侵与其能够在广泛的条件下完成生活史、建立种群并定殖密切相关。福寿螺卵作为其生活史中的重要阶段,成功孵化是建立种群的基础。自然条件下,福寿螺卵孵化期间伴随着环境干燥、阳光直射、高温、细菌、寄生虫和陆生捕食者等不利因素。本文概述了福寿螺繁殖生物学特性及其赋予卵抗逆性的作用,探讨了螺卵通过卵壳、类胡萝卜素蛋白、热休克蛋白、酶类和非酶类抗氧化物质应对太阳光辐射、高温、氧化和干燥环境的适应策略,介绍了螺卵通过编码免疫防御蛋白、抗营养、抗消化物质以及神经毒素抵御细菌和捕食者的防御机制,并分析了螺卵的能量分配问题。最后指出,对福寿螺卵蛋白质的进化与功能分析、抑制螺卵孵化方式以及对卵的利用是今后需要研究的主要方向。     

分子标记技术在昆虫入侵研究中的应用

遗传变异与种群持续性及其进化潜力密切相关,而生物入侵导致种群遗传变异或遗传多样性的改变为研究自然界中各种生态和进化问题提供了理想模式。分子标记技术是调查种群遗传变异的重要工具,揭示了入侵种的入侵过程和结果,并预测未来的发生情况。本综述归纳了分子标记技术在昆虫入侵机制研究中的应用,以典型的研究个案为例,分别综述了分子标记技术在隐蔽入侵的监测应用,分子标记技术在重构入侵历史研究中的推算方式,分子标记技术在探索种群遗传变异与成功入侵机制方面取得的重要进展,并进一步介绍了高分辨率熔解曲线（high-resolution melting, HRM）分析在昆虫入侵研究中的应用前景。     

生物入侵对鸟类的生态影响

生物入侵是全球生物多样性面临的最主要威胁之一, 入侵种在改变入侵地环境的同时也使当地的生物受到极大影响。鸟类在生态系统中处于较高的营养级, 生态系统中任何一个环节的变化都可能对鸟类造成一定的影响。本文回顾了哺乳动物、鸟类、无脊椎动物和植物等不同生物类群的入侵对本地鸟类生态影响方面的研究进展。外来生物对鸟类的影响主要表现在以下几方面: (1)外来哺乳动物对成鸟、幼鸟或鸟卵的捕食作用; (2)外来鸟类与本地鸟类竞争栖息地和食物资源, 与当地的近缘种杂交而造成基因流失; (3)外来无脊椎动物改变本地鸟类的栖息环境和食物状况, 甚至直接捕食本地鸟类; (4)外来植物入侵改变入侵地的植物群落组成和结构, 造成本地鸟类的栖息地丧失或破碎化, 并通过改变入侵地生态系统的食物链结构而对高营养级的鸟类产生影响。最后, 作者还提出了该领域有待解决的问题和今后可能的研究方向。     

入侵生物福寿螺抗逆性的研究进展

福寿螺因具有较强的环境适应能力,在热带、亚热带地区大量繁殖,造成生态危害,被定义为恶性外来入侵物种。世界遭入侵的地区均采取了各种措施消灭福寿螺,但防治成效不大,因为其具有很强的抗逆性,如福寿螺能适应39℃的极端高温,能够忍受长达14d的干旱,抵抗pH4.5～9.4的酸碱侵蚀,并能抵抗化学药剂、细菌、寄生虫的威胁。因此,研究其抗逆性及其机制将有助于找到更有效的防治方法。本文综述了国内外有关福寿螺抗物理(低温、高温、干旱)、化学(酸碱性、药物)、生物(细菌和寄生虫、捕食者)因素的研究成果,旨在为防治福寿螺提供理论基础,也为进一步研究福寿螺的抗逆性提供参考。目前的研究表明,福寿螺的抗逆性由外界环境因子诱发,环境因子促成其生理状态,如代谢途径、糖类和氨基酸积累等的改变,这些变化由基因调控,可遗传给后代;外界环境因子还能引起福寿螺对逆境的行为适应性、调节产卵量等。     

外来植物入侵对生物多样性的影响及本地生物的进化响应

越来越多的证据表明,入侵植物能通过杂交和基冈渐渗等对本地种造成遗传侵蚀,甚至产生新的"基因型"来影响本地种的遗传多样性;通过生境片断化,改变本地种种群内和种群间的基因交流,造成近亲繁殖和遗传漂变,间接影响本地种的遗传多样性.另一方面,本地种能对入侵植物做出适应性进化响应,以减小或消除入侵植物的危害.本地种在与入侵植物的互作过程中产生了一系列的适应进化、物种形成以及灭绝事件,且这些事件不仅局限于地上生态系统,土壤牛物多样性同样受到影响,甚至也能发生进化响应.为更全面地了解外来植物入侵的生态后果和本地生物的适应潜力,本文综述了外来植物入侵对本地(地上和地下)生物(遗传)多样性的影响以及本地生物的进化响应.讨论了外来植物入侵导致的遗传和进化变化与其入侵性的关系,并提出了一些值得研究的课题.如土著种与外来种的协同进化、植物一土壤反馈调节途径和全球变化其他组分与生物入侵的关系等.     

互花米草入侵对鸟类的生态影响

生物入侵威胁本地物种生存,破坏生态系统的结构和功能,是导致全球生物多样性丧失的重要原因之一。外来植物是入侵生物中的重要一类,可以显著改变本地植被群落,并影响其他生物类群。鸟类作为生态系统中的较高营养级,对由入侵植物引起的栖息地变化十分敏感。互花米草自引入中国沿海以来,其分布区域不断扩散,多数研究认为互花米草入侵造成本地生物多样性降低和生态系统退化。系统梳理了互花米草入侵对鸟类栖息地、食物资源、繁殖、群落等方面的生态影响。主要负面影响有:(1)植被群落结构不利于鸟类栖息、筑巢、觅食;(2)鸟类食物资源丰度和多样性下降;(3)本地鸟类种群数量和物种多样性显著下降。在我国东部沿海湿地,互花米草入侵已经显著改变了植被与鸟类分布格局。但随着入侵历史的增长,少数小型雀形目鸟类却可以逐渐适应互花米草生境。互花米草入侵为某些非本地鸟类提供了空白生态位,在一定程度上丰富了本地物种多样性,对互花米草的快速清除反而可能不利于已适应并依赖互花米草生境的鸟类。综上,认为互花米草入侵对鸟类群落甚至整个生态系统的影响可能需要更多研究进行综合评价,应开展长期、大尺度、多因子的监测研究和多物种比较研究,建立生态评价模型并制定科学有效的互花米草管理对策。     

养分影响入侵种喜旱莲子草对专食性天敌的防御

竞争力增强进化假说(Evolution of Increased Competitive Ability,EICA)认为入侵植物在入侵地由于天敌逃逸导致对天敌防御投入降低而增加生长和繁殖等投入。然而,EICA假说所预测防御能力的进化主要集中在防御的组成抗性方面,而从诱导抗性和耐受性的角度进行的验证还很有限,并且忽视了生境资源可利用性对植物防御策略的影响。本研究采用同质园实验比较了喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)原产地(阿根廷)和入侵地(美国)各9个种群,在高、低养分和有、无专食性天敌取食处理下的防御相关功能性状(比茎长、根冠比)及其对天敌取食的诱导反应,以及它们与植物适合度相关指标的关系。结果表明:入侵地种群具有较高的总生物量(+14.7%)、较低的比茎长(防御钻茎化蛹天敌的重要指标,-27.5%),暗示其个体大小增加而防御投入降低,符合EICA假说的预测。入侵地种群耐受性与原产地种群没有显著差异。在高养分下,入侵地种群的比茎长对专食性天敌取食的诱导反应显著增加,且与总生物量呈显著正相关。这些结果表明,相比原产地种群,入侵地种群具有更高的生物量,对专食性天敌的组成抗性降低,且在高养分下对专食性天敌的诱导抗性增加,推测生境的养分富集可能会降低喜旱莲子草的生物防治效果。