外来种入侵的生物学与生态学基础的若干问题

外来物种的入侵及其所造成的危害已越来越为人们所认识。一个外来物种入侵一个新的生境无疑要具备一定的条件 ,尽管目前对这种条件的研究还只是初步的。首先从其自身来说 ,需要有足够的入侵性 ,这可以认为是入侵种的生物学基础 ,可能表现为具有多倍性、一定的遗传变异、杂合性或表型可塑性 ,以及不同的交配系统等 ;其次一个物种的入侵成功还取决于入侵生境的可入侵性 ,这可以认为是入侵种的生态学基础 ,而新的种间关系的形成 ,尤其是入侵种与其他种类的互惠共生关系的建成是关键。本文主要介绍了有关入侵种的生物学和生态学基础中的一些最新进展 ,希望有助于我国学者对相关研究内容的开展以及对有害外来种入侵的防治     

外来种入侵的不确定性动态模拟

外来种的入侵性和生境的可入侵性是研究生物入侵机制的两个关键因素。总结多数学者的研究成果,认为外来种的拓殖率(迁移率或繁殖率)、死亡率及在新生境中的竞争力是衡量外来种能否入侵成功的内在实质。从全新的角度出发,将引入的外来种看作是对原有生态系统的一种干扰,并在此基础上结合Tilman的多物种共存模型提出了外来种干扰模型。模拟发现外来种在入侵时具有明显的不确定性。拓殖率小的外来种在新的生态系统中由于不能适应环境无法成功定殖,被排斥在系统之外;相反,拓殖率足够大的话,外来种由于自身优势具有很强的入侵性,在几年或几十年的时间内就会成功地在新的环境中建立种群并拓殖入侵,影响了当地物种的生存及原有生态系统的稳定。研究还发现,物种入侵也存在一定的不确定性,入侵不一定会一直持续下去,或许在百年或几百年的时间内入侵种会突然灭绝,原生态系统又恢复到原来的水平。     

外来入侵物种管理中的排序体系研究进展

外来物种入侵是继生境破坏之后的第二大世界性的环境问题, 如何实现外来入侵物种分级, 对其进行有效管理是一个世界性的难题。研究总结了国内外外来入侵物种的排序体系, 从三个方面归纳了目前的排序系统: 1)针对所有入侵以及潜在入侵物种开展综合风险评估, 以此为基础提出防控管理清单; 2)针对已建群的外来入侵物种, 围绕不同管理目标进行入侵物种的排序, 包括以降低外来入侵物种对生物多样性影响为目的的外来植物排序、以生物防治为控制手段的外来物种排序、基于土地利用的种群管理排序; 3)针对区域管理提出外来入侵物种分区管理。认为外来入侵物种的入侵性、生态危害、分布范围、潜在分布和控制技术是实现排序的关键因素, 指标的选择与确定依赖于管理目标的设定。我国亟需确定外来入侵物种的优先控制区域, 并针对不同优先控制区域内外来入侵物种开展排序工作。     

美国大陆外来入侵物种斑马纹贻贝(Dreissena polymorpha)潜在生境预测模型

防止外来生物入侵造成危害的重要手段是阻止可能造成入侵的物种进入适合其生存的地区.论文以1864个美国外来入侵物种斑马纹贻贝定点发生数据和开放式基础地理信息数据库Daymet的34个环境变量为主要信息源,采用逻辑斯蒂回归(LR)、分类与回归树模型(CART)、基于规则的遗传算法(GARP)、最大熵法(Maxent)4种途径,建立美国大陆部分潜在生境预测模型,从接受者运行特征曲线下面积(AUC)、Pearson相关系数、Kappa值3个方面来检验模型预测精度,在此基础上分析斑马纹贻贝的空间分布规律及其环境影响因素.研究结果表明:在3个评价指标中,4个生态位模型预测精度均达到优良水平,其中Maxent在物种现实生境模拟、主要生态环境因子筛选、环境因子对物种生境影响的定量描述方面都表现出了优越的性能;距水源距离、海拔高度、降水频率、太阳辐射是影响物种空间分布的主要环境因子.论文提出的研究方法对中国外来入侵物种生境预测具有较强的借鉴意义,研究结果对中国海洋外来入侵物种沙筛贝的预测与防治,具有一定的指导作用.     

生境持续和瞬间部分毁坏下外来种入侵动态模拟

生境毁坏与生物入侵是造成生物多样性降低的两大重要原因, 二者结合研究是当前生物入侵研究的前沿和热点。通过外来种入侵干扰模型分析了外来种在生境完好、生境瞬间部分毁坏和生境持续部分毁坏下的入侵动态及其对土著种群的影响, 得出如下结论: 1)生境完好的情况下, 不同迁移能力的外来种会出现四种不同的入侵结果: 入侵失 败、归化、震荡共存和入侵成功; 2)无论生境瞬间部分毁坏或是生境持续部分毁坏, 当外来种的迁移率较弱时, 生境毁坏抑制入侵; 反之, 生境毁坏促进入侵成功; 3)生境毁坏从无-慢-快的变化过程中, 外来种的时滞时间表现出长-短-长的变化动态。当生境完好时, 外来种本身特征及种间竞争决定了时滞时间的长短, 当生境毁坏时, 干扰程度越强, 时滞时间越长, 外来种越需要较长的时间稳定种群。     

表型可塑性与外来植物的入侵能力

外来植物的入侵能力与其性状之间的关系是入侵生态学中的基本问题之一。成功的入侵种常常能占据多样化的生境,并以广幅的环境耐受性为特征。遗传分化(包括生态型分化)和表型可塑性是广布性物种适应变化、异质性生境的两种不同但并不矛盾和排斥的策略。越来越多的实验证据表明,表型可塑性具有确定的遗传基础,本身是一种可以独立进化的性状。许多入侵种遗传多样性比较低,但同时又占据了广阔的地理分布区和多样化的生境,表型可塑性可能在这些物种的入侵成功和随后的扩散中起到了关键作用。本文首先介绍表型可塑性的含义,简述表型可塑性和生物适应的关系,然后从理论分析和实验证据两个方面论述了表型可塑性与外来植物入侵能力的相关性,最后针对进一步的研究工作进行了讨论。当然,并非所有入侵种的成功都能归因于表型可塑性,作者认为对于那些遗传多样性比较低同时又占据多样化生境的入侵种,表型可塑性和入侵能力的正相关可能是一条普遍法则,而非特例。     

火与外来植物相互关系的研究进展

入侵种对本地的生态系统和生物多样性均有不良的影响,严重的会造成物种的灭绝和生态系统的崩溃,这已在全球范围引起广泛关注.在植物外来种与火生态因子的作用研究中发现,火与外来种的关系随物种生物学特性、火作用的时间、频度、强度不同而不同,火有时会有效地抑制外来种的生长和入侵,有时会促进一些外来种的生长和入侵.反之,一些外来种会对火的产生起到积极的作用,一些外来种又会抑制火的发生.火作为控制入侵种的一种方法,经科学地运用,可对某些入侵种起到有效的控制作用.     

赤水河中游地区外来植物入侵现状及风险评价

根据野外调查及相关文献资料, 探讨了赤水河中游地区外来入侵植物的种类组成、生长特性、分布区类型、分布生境以及来源。结合前人在生物入侵风险评价方面的研究成果及赤水河中游地区外来植物的入侵状况, 建立该区外来物种风险评价指标体系, 进行风险评价与风险等级划分。结果表明: 赤水河中游地区现有外来入侵植物22 种, 隶属于12 科20 属。生活型分析发现, 22 种外来入侵植物全部为草本, 陆生草本最多(19 种), 水生草本2 种, 水陆两栖草本1 种。它们主要侵入林缘、荒地、河边、溪流、农田等生境。从分布区类型来看, 无论是科的分布还是属的分布均以世界分布和热带分布为主。从原产地分析来看, 原产美洲的种类有14 种, 占总种数的63.64%。有11 种入侵植物风险是不可接受的, 10 种需进一步研究, 1 种可接受, 评价结果与其危害现状基本相符。相关部门应高度重视和有效管理,以防对当地生态环境造成更严重的危害。     

中国公布的3 批外来入侵植物种类特征与入侵现状分析

生物入侵是当今世界各国发展的一大挑战。外来入侵物种已对各国经济造成了不同程度的影响, 中国也未能幸免。为了防止外来物种入侵, 减轻其对我国造成的影响, 国家环保总局先后于2003 年、2010 年及2014 年公布了3 批中国外来入侵物种名单。据统计, 中国公布的3 批外来物种名单中的外来入侵植物共29 种, 占半数以上, 其中菊科和禾本科植物合计20 种, 约占3 批外来入侵植物总种数的68.96%; 生活型为草本的植物最多, 占96.55%; 原产地为美洲的占93.10%。3 批外来入侵植物中62.07%的植物是非有意引入的, 现今已全部建立种群, 且在全国各地大范围扩散。     

海洋外来物种入侵生态学研究

海洋外来物种入侵已成为最为严重的全球性环境问题之一。海洋生态系统类型多样、环境复杂,其生物入侵的监测、控制与管理难度相对较大。我国对陆地外来生物的入侵已开展了较为深入的研究,但对于海洋外来生物的入侵研究仍处于起步阶段,对其入侵监测、入侵机制、入侵危害的程度以及防治等问题缺乏基础数据。本文在分析国内外海洋外来生物入侵现状的基础上,概述其入侵生态学研究形势及相关成果,包括海洋外来物种的入侵途径、入侵过程、入侵生态效应以及全球变化对入侵的影响等。海洋外来生物的入侵可能对海洋生态系统造成直接或间接的影响,如种间竞争破坏生态环境、与土著种杂交造成遗传污染、病原生物及有毒藻类导致海洋生态灾害加剧等。此外,从政策和法规、入侵风险评估、监测和公共宣传教育、生物信息系统和有效管理机制等方面提出对我国海洋外来物种入侵的防治策略。本研究为我国海洋外来物种的进一步研究提供了参考。     

THE ORIGIN OF THE ACETYLCHOLINE RELEASED FROM THE SURFACE OF THE CORTEX

—The specific radioactivity of acetylcholine liberated from the surface of the rabbit occipital cortex has been compared with that of the underlying cortical synaptosomal and vesicular acetylcholine at varying times after the administration of [N-Me-³H]choline. Choline was administered by diffusion from solutions placed in cups formed by Perspex cylinders applied to the surface of the cortex. Acetylcholine was collected by diffusion into these cups. The specific radioactivity of the acetylcholine declined progressively. The effect of stimulation of afferent cholinergic pathways was to cause a fall in the specific radioactivity of the released acetylcholine. However this was always higher than that of the synaptosomal or vesicular acetylcholine as represented by fractions P₂ and D of the authors’fractionation scheme. It is concluded that acetylcholine released from the cortex must come from a store or stores more recently synthesized than the endogenous acetylcholine of these subcellular fractions.