全 文 ：第 14卷第 3期
2 0 0 6年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．14 NO．3
July， 2006
生物入侵对城镇生态系统稳定性影响及防治对策*
王丽红 周 青
(江南大学工业生物技术教育部重点实验室 无锡 214036)
摘 要 阐述了生物入侵对城镇生物多样性、居民健康、园林绿地、土壤、河流湖泊和能量平衡的影响。并提出建
立生物入侵数据库，健全法律法规，实现依法管理，提高边境检控能力及开展生态评估研究，加强生态学知识的普
及与宣传教育是防御生物入侵的有效对策；实施人工或机械防治、化学防治和生物控制以及利用植物化感作用是
治理生物入侵 的有效手段。
关 键词 生物入侵 城镇生态 系统 防治对策
Effects of biological invasion on the stabilization of urban ecosystem and strategies of its prevention and contro1．WANG
Li‘Hong，ZHOU Qing(Key Lab of Industrial Biotechnology，Ministry of Education and Southern Yangze University，
Wuxi 214036，China)，CJEA，2006，14(3)：151～153
Abstract The effects of biological invasion on the biodiversity，health of human being，land，soil，rivers and lakes，energy
balance of urban ecosystem are stated in this paper．Seting up the database of biological invasion，perfecting the law and
rule，realizing the lawful management，increasing the ability of inspection on the border，developing the study of ecological
evaluation，spreading the propaganda of ecology knowledge are the valid strategies of preventing biological invasion．Manual
or mechanical，chemical and biological controls，alelopathy are suggested methods of curing biological invasion．
Key words Biological invasion，Urban ecosystem，Prevention and control strategies
(Received OCt．14，2004；revised Dec．19，2004)
被视为人类历史上重大生态事件的生物入侵正威胁着社会、经济与环境协调发展。数据显示，我国3万
余种高等植物中，已知有害入侵植物近百种，分布在草原、林地、水域、湿地、农田、铁路、公路两侧，与本土植
物竞争土壤、水分和生存空间，使本土生物种类下降或灭绝。据统计，入侵物种对中国经济造成 1198．76
亿元／年损失，为国内生产总值的 1．36％。生物入侵对农林牧渔生产的危害为人们熟知，国内外也已有很多
相关报道，但对城镇生态系统影响的报道尚不多见。
l 生物入侵对城镇生态系统的影响
城镇生态系统是居民与其周围环境组成的特殊人工生态系统，是自然生态系统与社会、经济系统的集
合。城镇生态系统与自然生态系统的最大区别是：人是系统的中心而非生产者；能量金字塔倒置；维持系统
运转的物流与能流巨大且来 自外部；系统平衡缺乏自我调控能力及对外力冲击的缓冲能力；生物多样性贫
乏。因此，城镇生态系统更易遭受外来生物入侵，稳定性也更易为生物入侵所动摇。其影响主要表现在以
下 6方面。
生物入侵与城镇生物多样性。城镇生物多样性是城镇生存和发展的需要，是维持城镇生态系统平衡的
基础。城镇生态系统中，生物之间、生物与环境间已建立起互赖互制的动态平衡。鉴于城镇生物多样性贫
乏的现实，在城镇绿化建设中人们有意引入一些外来种增加城镇生物多样性。遗憾的是由于缺乏预见，在
物种引入的同时诱发生物入侵。此时入侵种或竞争占据本土种生态位，使城镇生态系统中的本土种失去生
存空间；或直接杀死本土种；或分泌释放化感物质抑制本土种生长，使自身获得更多的资源和空间；或通过
与本土种的杂交和基因渗入等进行遗传侵蚀；或通过形成单优群落，使原有的食物网崩溃，最终导致物种多
* 江南大学工业生物技术教育部重点实验室基金(20040110)资助
**通讯作者
收稿日期 ：2004—10—14 改回日期：2004—12—19
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152 中 国 生 态 农 业 学 报 第 14卷
样性降低，这有违城镇引种的初衷。
生物入侵与城镇居民。人是城镇生态系统的核心，人作为城镇生态系统消费者，通过对物质、能量、空
间需求和消费来维持人类种群的持续繁衍。人类经济、社会活动和自身再生产强度使城镇生态系统负荷增
高，平衡调节脆弱，生物入侵极易发生。如 1942～1943年，按蚊从苏丹将疟疾传入埃及尼罗河谷地区，死亡
人数超过 13万 。2003年上半年 ，SARS在我国城乡肆虐，同样给居 民健康造成极大威胁。原因与系统缺
乏对新病毒调控机制相关。
生物入侵与城镇园林绿地系统。城镇绿地作为城镇自然生产力主体，以植物光合作用和土地营养为条
件，以太阳能为动力，通过植物、动物、微生物食物链(网)实现城镇自然物流循环与能流传递 。入侵种通
过竞争、落叶贫养或难分解、积累盐分、改变土壤 pH值等降低土壤营养水平；以化感作用使相邻生物死亡等
致使本土优势种群难适新环境，破坏当地绿地系统。Canary岛杨梅(Myricn faya)入侵夏威夷国家火山公园
后，因该树固N能力是本土种 90倍，迅速抢占贫瘠的火山岩土空间，使很多本土种退居土壤营养稍好地区，
造成了分布区拓展_3 J。南京市公园和一些景区同样面临豚草(Arabr0sia art mis ifoli口)、北美车前(Plant口go
virginica)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、钻形紫菀(Aster subulatus)、一年蓬(Erigero annu—
us)、野塘蒿(Conyza bonariensis)和小白酒草(Conyza canadensis)外来入侵，严重干扰本土种生长[ 。外来
种薇甘菊(Mikania micrantha)对深圳人工林、果园、风景林造成严重危害_5]。
生物入侵与城镇土壤。土壤是城镇生态系统重要组分，是植物摄取营养和残体分解的场所。一些入侵
植物在营养代谢或死亡分解过程中分泌、释放某些化学物质，改变了生境土壤化学成分，阻碍了其内生物地
球化学循环正常进行，使本土植物难以生长，城镇生态系统的物流和能流受抑。如作为观赏植物引入的美
国柽柳(Tarnarix spp．)有泌盐特性，在干旱地区泌盐能力更强，枯枝落叶引起土壤盐渍化，使本土植物杨树
(Pulus spp．)和柳树( ix spp．)等难以生存 J。
生物入侵和城镇河流、湖泊。城镇湖泊与河流是城镇仅有的水生态系统，为人类提供水源与水产品。
生物入侵改变了系统结构与功能，如原产南美的水葫芦(Eichhornia crasipes)，20世纪 30年代作为观赏和
净化水质植物引入我国，今天在河流湖泊形成单优群落。60年代前，滇池有水生植物 16种，水生动物 68
种，到80年代因其入侵，使大部分植物相继死亡，水生动物仅存 30余种_7 J。水葫芦大量繁殖，堵塞航道，污
染水质，水体净化功能下降，危害人类健康与城镇生态系统稳定性。
生物入侵与城镇能量平衡。与自然生态系统相比，城镇生态系统的能量消耗巨大。城镇绿地植被系统
自产生物能在城镇能量构成中所占份额较小，然而其附加的生态作用不可小觑。城镇水泥、沥青路面和建
筑墙幕使到达地面的太阳辐射与大气逆辐射增强，加之工业、商业与居民生活的大量能量溢散，致使“热岛
效应”凸现。植物既直接吸收与反射太阳辐射，又间接减弱大气逆辐射，从而削弱“热岛效应”。生物入侵使
城镇绿地系统的本土植物大量死亡，区系与结构趋向单一，终致系统能量代谢失衡。
2 生物入侵的防御对策
大量事例表明，生物入侵易，根除难。国际生物多样性公约组织“临时指导原则”指出，控制外来入侵最
具成本效益的总体原则是：预防为主、及早发现、消灭和控制。其具体实施途径一是建立生物入侵数据库及
预警系统_8]。生物入侵是个极复杂链式过程，涉及远距离地域间迁移、与人类活动交叉等因素，要揭示入侵
种群爆发机理相当困难。目前最紧迫任务就是研究入侵生物的生态特征与生理机制，调查收集资料，各国
间相互交流信息，尽快建立生物入侵数据库。内容包括入侵种的地理分布、寄主范围、生物学特性、种类鉴
定依据及检测鉴定方法、处理措施、应急处理预案、外来有害生物档案及个案分析、标本物质收集和保存、国
内外有关法规等，为生物入侵的预防和治理提供基础。Cynthia等_1 2_提出了预测生物入侵的方法，徐汝梅_8
等提供了国内外生物入侵数据库，这将大幅提高我国对生物入侵的预警能力。二是建立健全法律法规，实
现依法管理。中国尚无外来种引进、控制专项法规，要尽早出台生物安全法，对外来种风险评估、预警、引
进、消除、控制、生态恢复、赔偿责任等做出明确规定，特别要加强农业、林业、养殖业等外来种管理，建立入
侵物种名录制度、风险评估制度，在环境影响评价体系中增加生物入侵风险分析内容。三是提高边境检控
能力及生态评估研究。我国《进出境动植物检疫法》明文规定，禁止从境外携带水果、动物性产品入境，种
子、苗木、花卉等入境需申报，经严格检疫确认不存在携带病虫危害后方可入境。除严格执法外，提高边境
检验检疫效果关键是确认与阻断一切人为或自然传输外来种的途径，建立灵敏的疫情处理机制与规范操作
程序，尽最大可能杜绝有害生物入境。此外，对引入生物要进行长时间、受控条件下的生态评估和监测，确
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第 3期 王丽红等：生物入侵对城镇生态系统稳定性影响及防治对策 153
保引种安全性。四是加强生态学知识的普及与宣传教育。生态意识淡薄是造成生物人侵的主要原因。防
止生物入侵的软环境要求是增强忧患意识、责任意识与法律意识。利用媒体普及生态知识，加强生态安全
宣传，使忧患 、责任、守法和执法四者有机结合，培养广大民众的生态安全意识和对生物入侵的警觉，建立防
范生物入侵的有效行为屏障。
3 生物入侵的治理对策
生物入侵的治理对策一是人工或机械防治，可依靠人力或利用专门设计制造的机械设备来防治有害生
物。鉴于我国人力资源丰富，人工或机械防除可在短时间内迅速清除有害生物，缺点是耗资巨大，且受 自然
条件限制。另外，对有害动植物残体、残株处理不当，有可能成为新的传播源，客观上加速了外来生物的扩
散。二是化学防治。化学农药具有效果迅速、使用方便、易于大面积推广应用等特点。不足是防治费用较
高，污染环境，在杀灭入侵生物的同时，也毒杀了生境中许多非目标物种。入侵生物一旦产生抗药性 ，就会
造成再猖獗。所以把握化学防治的剂量与时间非常关键。三是生物控制。Ryan等ll0 J探讨在入侵种肆虐区
引入原产地天敌，压制入侵种群增长，建立新平衡的可能性。在原产地外界环境尤其是捕食性天敌抑制有
害种群爆发，将其种群数量控制在适当水平。当外来种侵入新领地时，系统中原有的调控机制丧失，种群数
量逃脱控制蔓延成灾。因此，在入侵环境中引入天敌，重建生态调节机制是遏止入侵种群增长的有效手段。
如 1909年美国加里福尼亚和夏威夷引入两批澳洲瓢虫(Rodolia cardinalis)，防治危害柑桔的入侵种吹绵蚧
虫(Icerya purchasi)效果甚好 J。我国 1970～1985年，引进天敌 182种(次)，在控制生物入侵，特别是水葫
芦生防上取得良好效果。引入天敌也有风险，需作严格生态学评估。联合国粮农组织(FAO)于1993年颁布
了“生物防治引种与释放法”(草案)，可供参照执行Il 。四是利用化感作用。植物化感作用(Alelopathy)是
指植物向环境中释放某些化学物质，影响周围植物生产和发育的现象。化感作用广泛存在。外来种入侵城
镇生态系统后，不断向生境中释放化感物质抑制邻近植物生长，使自身在竞争中获得更多时空优势，在人侵
地形成单优种群，减少了当地生物多样性，对环境造成很大危害。外来种中有很多种可释放化感物质，如豚
草、三裂叶豚草(Ambrosa trifida)、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、水葫芦、马缨丹(Lantana camara)、紫茎
泽兰(Eupatorium adenophorum)和微甘菊(Brevipalpus phoenicis)等_l 。Bais等_l J从基因水平阐明了
Cmaculosa入侵成功的分子机制。Fitter_l 认为，Bais等的工作使植物化感作用重新回到科学研究的中心，
使人们开始重新认识化感作用，并且鼓励其他人运用新技术来评价其生态学意义。既然一个成功入侵种的
化感效应能够引起周围生物濒临灭绝，人们也可通过对入侵种原产地生镜中化感物质成分分析，找到其他
与入侵种对抗的克生植物，继而模拟化感作用来抵制该物种的入侵，为治理生物入侵提供一种新选择。
参 考 文 献
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