田文坦,劉 揚(yáng),王樹彥,韓 冰
(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特010018;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特010018)
外來入侵物種是指出現(xiàn)在其生活的過去或現(xiàn)在的自然環(huán)境分布范圍以外的、在本地的自然或半自然生態(tài)系統(tǒng)中形成了自我再生能力、給本地的生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的威脅,可造成生態(tài)系統(tǒng)破壞、物種多樣性下降,嚴(yán)重的可造成物種滅絕[1-5]。外來物種侵入新的生態(tài)環(huán)境后,與本地物種搶奪生存資源,具有強(qiáng)競爭力的外來物種可以有效利用資源排斥和驅(qū)逐本地種[6]。外來物種的入侵已在世界范圍內(nèi)造成了嚴(yán)重危害,這不僅導(dǎo)致生物多樣性的減少,并且威脅著全球的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展[7]。自20 世紀(jì)70 年代以來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和交通方式的進(jìn)步,越來越頻繁的對外貿(mào)易、旅游和人員往來等,促進(jìn)了外來物種的引入,并加速了其在中國境內(nèi)的擴(kuò)散和蔓延[8]。
內(nèi)蒙古廣袤的草原為當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民提供了生活原料,為畜牧業(yè)生產(chǎn)提供了飼草,為當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的基本生產(chǎn)和生活提供了支持[9]。目前來看,內(nèi)蒙古草原不是我國外來入侵物種造成直接危害的地區(qū),但由于草原生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性以及地域的廣闊性,外來物種一旦通過某種途徑侵入,就能夠很快適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,其防治難度也相對較大。目前,在內(nèi)蒙古草原的放牧區(qū)開始種植牧草、引進(jìn)經(jīng)濟(jì)作物,交通條件也逐漸便利,這為外來物種的入侵,尤其從國內(nèi)其他地區(qū)向內(nèi)蒙古的擴(kuò)散創(chuàng)造了有利條件[10]。因此,進(jìn)行內(nèi)蒙古外來入侵物種的研究工作是很有必要的。
目前,我國外來物種入侵的途徑主要有3 種:有意引進(jìn)、無意傳入、自然飄落。在外來物種入侵的3種途徑中,最值得重視的是有意引進(jìn)。在中國的外來入侵物種中,約有50% 是有意引進(jìn)后擴(kuò)散成災(zāi)[11]。外來入侵物種的入侵原理通過圖1 可以直觀體現(xiàn)出來。在原生地生態(tài)系統(tǒng)中的物種A,受到當(dāng)?shù)厣?、天敵、物種競爭和外界干擾等條件的限制,處于協(xié)調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)中,當(dāng)通過某些途徑將該物種引入到適宜其生存的入侵地生態(tài)系統(tǒng)中,由于缺乏上述因素的限制,快速增殖擴(kuò)散,對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成危害[12]。
圖1 外來入侵物種的入侵原理Fig.1 The invasion theory of alien species
經(jīng)過對近幾年的文獻(xiàn)資料[13-25]整理分析,初步認(rèn)定內(nèi)蒙古地區(qū)外來入侵植物共有24 種,分別隸屬于11 個(gè)科,均為陸生植物(表1)。莧科種數(shù)最多,共有5 種,菊科其次,有4 種。從來源地來說,24 種外來入侵植物中來自美洲的10 種、來自歐洲的9種、來自亞洲的4 種、來自非洲的1 種。所占比例最大的為美洲起源的植物。從整體上看,美洲是內(nèi)蒙古外來入侵植物最主要的來源地[10]。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)內(nèi)蒙古外來入侵動(dòng)物物種及分布數(shù)據(jù)[26-33],認(rèn)定內(nèi)蒙古的外來入侵動(dòng)物共有32 種(表2),所占比例最大的為美洲起源的動(dòng)物,其次是歐洲和亞洲。其中,8 種來自歐洲、12 種來自美洲、8種來自亞洲、4 種來自非洲。
依據(jù)目前資料[34-38],入侵微生物種類共有11種(表3),主要分布于內(nèi)蒙古農(nóng)牧區(qū),且大部分為植物致病菌類,目前研究尚未發(fā)現(xiàn)直接影響內(nèi)蒙古地區(qū)草原生態(tài)環(huán)境的有害微生物,即直接作用于牧區(qū)草地及草原動(dòng)物的微生物。所占比例最大的為美洲起源的致病菌。
通過對以上內(nèi)容的分析,內(nèi)蒙古各外來入侵物種來源地域不同,物種的多樣性不存在特定的空間分布格局,各個(gè)物種在不同來源地所占的數(shù)量比重也不盡相同(圖2、圖3)。在各外來入侵物種中,占比重最大的為動(dòng)物,其次為植物,微生物所占比重最小。就來源地來說,美洲在各外來入侵物種的來源地中所占比重最大,歐洲其次。
從內(nèi)蒙古外來入侵植物的入侵途徑來看,有些種類是作為目的性植物有意引進(jìn),例如:紫花苜蓿(Medicago sativa)、白花草木樨(Melilotus albus)等作為優(yōu)良牧草引進(jìn);而有些種類則是通過自然擴(kuò)散和其他人為因素傳入的,例如:白莧(Amaranthus albus)、北美莧(A. blitoides)、王不留行(Vaccar iasegetalis)等主要是隨進(jìn)口貨物、農(nóng)作物或自然擴(kuò)散傳入的。根據(jù)目前統(tǒng)計(jì),內(nèi)蒙古地區(qū)的外來入侵植物均來自國內(nèi)其他地區(qū),因此,內(nèi)蒙古地區(qū)不是外來入侵植物的直接入侵地,而屬于在中國的擴(kuò)散地之一。外來入侵植物的各種傳入途徑有可能相互交叉,同一種入侵植物可能通過1 種以上的途徑傳入[1]。
就內(nèi)蒙古外來入侵動(dòng)物的入侵途徑來說,魚類及鼠類是作為經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目有意引進(jìn)的。而昆蟲類則是通過自然擴(kuò)散和其他人為因素(貨物運(yùn)輸,進(jìn)出口貿(mào)易等)傳入的。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的種類來看,除剪股穎粒線蟲是由外國直接傳入內(nèi)蒙古境內(nèi)[39],其他外來入侵動(dòng)物都是從國內(nèi)其他地區(qū)傳入的。因此,應(yīng)大力加強(qiáng)內(nèi)蒙古地區(qū)進(jìn)出口貿(mào)易的檢驗(yàn)檢疫工作。
表1 內(nèi)蒙古地區(qū)主要外來入侵植物Table 1 The main alien invasive plants in Inner Mongolia
表2 內(nèi)蒙古地區(qū)外來入侵動(dòng)物種類Table 2 The main alien invasive animals in Inner Mongolia
內(nèi)蒙古地區(qū)的入侵微生物主要入侵途徑為進(jìn)口蔬菜、水果或經(jīng)濟(jì)作物引進(jìn)過程中,隨病害植株傳入內(nèi)蒙古境內(nèi),除此是否有其他傳入途徑,目前尚不可知。由于在檢疫方面存在很多薄弱環(huán)節(jié),目前已知的外來入侵微生物均是隨引進(jìn)的植株及其攜帶的土壤而無意傳入的[40]。
表3 內(nèi)蒙古地區(qū)外來入侵微生物種類Table 3 The main alien invasive microorganisms in Inner Mongolia
圖2 內(nèi)蒙古地區(qū)各外來入侵物種所占比重Fig.2 The proportion of alien invasive species in Inner Mongolia
圖3 內(nèi)蒙古地區(qū)各外來入侵物種的來源地及所占比重Fig.3 The source area of alien invasive specie
引入任何一個(gè)外源基因并得到表達(dá)的生物體均可稱為轉(zhuǎn)基因生物體(Transgenetic Living Organisms,TLO)[41]。TLO 包括轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因微生物3 種主要類別。轉(zhuǎn)基因生物作為入侵物種的一種形式是通過基因逃逸(Gene Escape)對環(huán)境造成威脅,其中轉(zhuǎn)基因植物基因逃逸主要集中于轉(zhuǎn)基因作物與其野生親緣種間的基因流動(dòng)(Gene Flow);轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在放牧飼養(yǎng)或逃逸條件下,與同類野生動(dòng)物交配后,將轉(zhuǎn)入基因通過后代遺傳擴(kuò)散到自然環(huán)境中,從而影響當(dāng)?shù)匚锓N多樣性[42]。根據(jù)報(bào)道[43],昆蟲在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中逃逸可能性最高,魚類其次,逃逸可能性相對小的為轉(zhuǎn)基因家畜;大多數(shù)轉(zhuǎn)基因微生物是被設(shè)計(jì)成在人類的管理和控制下生存和繁殖,所以目前主要集中于植物與動(dòng)物的轉(zhuǎn)基因生物安全性研究。
外來物種從多層次、多方面對內(nèi)蒙古草原造成危害,外來生物一旦入侵成功,要徹底根除極為困難,而且用于控制其危害、擴(kuò)散、蔓延需要付出極大的人力、物力、財(cái)力。目前來說,外來入侵物種造成的危害主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。
由于內(nèi)蒙古地區(qū)獨(dú)特的地理位置(東西經(jīng)度跨度大),農(nóng)區(qū)和牧區(qū)交替存在以及農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)面積很大,因而當(dāng)?shù)刂脖灰妆蝗肭址N分割、包圍和滲透,使本土生物種群進(jìn)一步破碎化。目前已經(jīng)定植并發(fā)現(xiàn)的外來入侵植物光梗蒺藜草和牛膝菊已經(jīng)逐漸蔓延且分布面積越來越大。光梗蒺藜草在內(nèi)蒙古通遼市庫倫旗已能夠自然繁殖,并開始大面積蔓延[44]。光梗蒺藜草的嫩草為牛等牲畜喜食,但到了果實(shí)成熟期,刺狀總苞變得堅(jiān)硬鋒利,易傷害牲畜,嚴(yán)重影響天然草地的放牧和利用。牛膝菊分布于呼倫貝爾市扎蘭屯,主要危害秋收作物、蔬菜、果樹[10]。這些外來入侵植物改變當(dāng)?shù)氐姆N群結(jié)構(gòu),使草地生產(chǎn)能力和牧草品質(zhì)下降,草原嚴(yán)重退化[45-46]。外來物種成功入侵后,適應(yīng)當(dāng)?shù)夭莸丨h(huán)境,又沒有天敵控制,大量繁殖后與本地生物種類爭奪生存的空間、營養(yǎng)物質(zhì)等,給畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的破壞作用,使生物種類迅速減少,破壞食物鏈,影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將會(huì)加速生物種類多樣性和基因多樣性的喪失,還可能造成一些物種的近親繁殖和遺傳變異,從而導(dǎo)致后代性狀改變,不利于本地種的存活。
雖然有害的外來入侵物種只占外來物種的很小一部分,但他們造成的負(fù)面影響卻是驚人的。我國僅因煙粉虱、紫莖澤蘭(Eupatorium adenophora)、松材線蟲(Bursaphelenchus xylophilus)等11 種入侵物種,每年給農(nóng)林牧漁業(yè)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約365.3 億元,加上防治費(fèi)用14.83 億元,每年的總直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)380.13 億[47]。對內(nèi)蒙古草原造成危害的動(dòng)物中,最具有典型代表性的為麝鼠,麝鼠以其特有的構(gòu)造從傳統(tǒng)的田鼠類群中分離出來,并遠(yuǎn)離其他種群[48],以至于該種鼠害爆發(fā)是難以預(yù)計(jì)的。根據(jù)報(bào)道,每年草地受鼠害面積達(dá)3 733 萬hm2,占可利用面積的14%,每年牧草損失近2 000 萬t,草原破壞一般在20% ~30%,嚴(yán)重地區(qū)達(dá)60%,牧草損失一般在35% ~50%[49]。其中,麝鼠對草地的破壞占有很大比重,麝鼠一年的增長量可達(dá)到8 萬~12 萬只,一只麝鼠可打20 多m 長的地洞,嚴(yán)重破壞了草原植被[50]。除此之外,在天然牧草地、多年生栽培草地及草籽基地,麝鼠還能夠啃食優(yōu)良牧草、取食草籽。針對外來入侵物種給內(nèi)蒙古草原造成的經(jīng)濟(jì)損失,目前未做出完整的系統(tǒng)評估,但由于內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重,入侵物種更為猖獗,加上本土物種的基數(shù)較大,估計(jì)受損程度較大。因此,外來物種入侵已嚴(yán)重影響著內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境及生物多樣性保護(hù)。
目前,外來物種入侵這一全球性問題已引起世界各國和國際組織的廣泛關(guān)注,美國、澳大利亞、新西蘭等許多國家針對本國外來入侵物種現(xiàn)狀,已制定了相關(guān)管理策略,包括各種防控指南、技術(shù)準(zhǔn)則并進(jìn)行了相應(yīng)的立法。例如:澳大利亞于1996 年制定了《澳大利亞國家生物多樣性保護(hù)策略》,同時(shí)針對外來雜草和通過壓艙水載入的海洋外來入侵物種制定了《國家雜草策略》、《壓艙水指南》和《雜草風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)》等法規(guī)和技術(shù)性文件[51]。這些手段為內(nèi)蒙古草原防控外來入侵物種提供了借鑒,主要從以下3 個(gè)方面出發(fā):
從科研保障來說,依靠多種控制方法的綜合使用具有較高可行性,包括以非入侵性物種代替入侵性物種,降低入侵物種密度甚至全面清除入侵物種;完善阻止和預(yù)防外來入侵生物的監(jiān)測和清除技術(shù),針對不同生物制訂配套的監(jiān)測和應(yīng)急控制規(guī)程,清除以各種形式尤其是被進(jìn)口牧草攜帶進(jìn)入的外來物種;開展入侵破壞的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和替代技術(shù)研究;創(chuàng)建針對內(nèi)蒙古草原生態(tài)環(huán)境的外來入侵生物管理示范區(qū),通過例證示范研究,對內(nèi)蒙古外來入侵生物建立有效的監(jiān)測、管理與控制體系。
從法制保障來說,應(yīng)建立健全法律法規(guī),目前我國已建立多種涉及到外來入侵物種的法律法規(guī)與管理?xiàng)l例,例如:《中華人民共和國進(jìn)出境動(dòng)植物檢疫法》、《出入境檢驗(yàn)檢疫風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及快速反應(yīng)管理規(guī)定》、《植物檢疫條例》、農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)重大有害生物及外來生物入侵突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案》及有關(guān)法律法規(guī)。其中不乏一些專門針對外來物種入侵的條例、規(guī)定,但由于立法目的不具有專一性、調(diào)整范圍小、具體制度缺失等問題,使得這些法律、法規(guī)在防治外來物種入侵方面并未達(dá)到理想效果[52],建議對外來入侵物種進(jìn)行有效防控、清除、責(zé)任認(rèn)定、賠償、生態(tài)恢復(fù)等做出明確規(guī)定[53]。
從預(yù)警與信息報(bào)告來說:一方面,應(yīng)建立入侵物種風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫,對內(nèi)蒙古外來入侵物種的可能性來源地、檢疫檢測及管理難度、具體防控措施等進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。在對外來入侵物種傳入、定殖、擴(kuò)散的可能性及其對農(nóng)牧業(yè)潛在危害性評估的基礎(chǔ)上,對其類別進(jìn)行劃分,以確定是否符合檢疫檢測標(biāo)準(zhǔn),并以此為根據(jù)確定重點(diǎn)檢測對象并制定相應(yīng)的防控措施。另一方面,各級檢疫及農(nóng)牧業(yè)病害防治機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對監(jiān)測信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總,并在各級農(nóng)牧業(yè)行政主管部門的領(lǐng)導(dǎo)下,組織建立相應(yīng)的預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)評估體系,負(fù)責(zé)對監(jiān)測信息進(jìn)行定期綜合性分析與評估。
外來物種入侵所帶來的危害已逐漸為人們所認(rèn)識,并受到越來越廣泛的關(guān)注。積極開展對外來入侵物種的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究,并結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境實(shí)際,采取相應(yīng)的防控措施。隨著內(nèi)蒙古地區(qū)的經(jīng)濟(jì)與交通越來越發(fā)達(dá),外來物種入侵的可能性以及對內(nèi)蒙古草原的危害也就越來越大,因此,在內(nèi)蒙古地區(qū)建立一整套完整的外來物種檢測與防治體系是很有必要的。
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