《生物入侵者》教案、实录、说课、反思
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（一）生物污染的全球化
胡定金
深圳西南海面上的内伶仃岛，“植物杀手”薇甘菊在迅速蔓延，已成不可阻挡之势。往日浓阴蔽日、绿树摇曳的岛上，长满了薇甘菊。它们宛如一张张巨网，黑压压地笼罩在美丽的荔枝树、芭蕉树、相思树上。树木因为沐浴不到阳光而无声无息地死去，鲜花和绿草因为呼吸不到新鲜的空气而枯萎，岛上的土地正蜕变成荒原，素有“植物天堂”美誉的内伶仃岛，可能会被薇甘菊毁于一旦。
这个令人恐怖的“植物杀手”原产于中、南美洲。80年代，薇甘菊传到东南亚，给种植香蕉、茶叶、可可、水稻等经济作物的农民造成了不可估量的损失。90年代初，薇甘菊的魔脚踏上了我国海南岛的土地。几年后到达了深圳，在深圳宝安一片4000亩的人工山林里，几乎80%的山林遭到了薇甘菊的蹂躏。一些杉树林已被薇甘菊封杀，一些山顶已被薇甘菊完全覆盖。
科学家把这种类似薇甘菊的事件，称为“生物污染”。它指某种有害的外来生物侵入并造成原有生态的破坏。与化学污染不同，外来生物可以不断地增殖并扩散到新的地方，还能逐步适应新的环境并占据优势，从而危及本土物种。
人们对这些有害外来生物的侵入往往简单地当作偶发事件，对它的威胁的认识也很不够。其实地球上这种侵入时时刻刻都在发生，而且随着交通的全球化，世界贸易的不断增加，这种侵入的频率和范围还在不断扩大，且有全球化发展的趋势。
目前，外来生物在地球上大部分湖泊和河流系统中、大部分海岸和主要岛屿上都可发现，并扩散到所有大陆，有的已经形成了污染。
在西欧，一种北美虾病正在侵袭当地虾，造成当地虾在许多河流中消失。在地中海和亚得里亚海，一种太平洋海藻覆盖了3 000公顷的海底。在南欧、尼日利亚、南非、新西兰、澳大利亚、巴西和美国东南部，ASIAN TIGER MOSQUITO蚊可能会增加传播许多种危险疾病的风险。这种进攻型叮咬蚊子能携带至少17种病毒，包括登革热、黄热病和其他多种脑炎。从东部非洲到印度太平洋地区，一种来源于南亚的ALANG草侵入了数百万公顷的热带森林，严重地影响了当地树木的自然更新。澳大利亚的一种可能来自巴布亚新几内亚地区的致病真菌自1920年侵入以来，导致了数千公顷的森林被毁。这种真菌对四分之三的植物有害，包括高大的树种和矮小的灌木。在新西兰，一种来源于澳大利亚的夜间活动的袋鼠，估计每晚可吃掉21吨当地的森林（树皮、树芽、树叶等）。来源于巴布亚新几内亚地区的棕色树蛇，使太平洋关岛上11种鸟和一些蜥蜴、蝙蝠在野外绝迹。科学家担心这种蛇会扩散到整个太平洋地区。在我国，一种南美水生植物（水葫芦）极大地减少了昆明滇池的水面积。当地的气候明显变得比较干燥，湖中的68种鱼有38种已不复存在。
除了主动蔓延之外，人为的盲目引进物种也是造成生物污染的原因之一。在非洲维多利亚湖，尼罗河鲈鱼的引进导致200多种地方鱼种的灭绝，是有记录以来最大的一次脊椎动物的灭绝。水松树和金合欢属树种的引进本来是用于植树造林，现在却消耗了用于供应开普敦的地下水。
尽管人类对生物污染进行了长达40年的研究，但生态学家仍未发现生物污染过程的自然规律。
首先，对“入侵者”知之甚少。杂草可以说是最通常的入侵者，但也有很特别的入侵者。我们对入侵者的“家族”了解甚少，不知道何种生物将是成功的“入侵者”。
其次，对入侵的地点、时间无法预测。一般来说，失衡的生态系统通常要比完整的生态系统更易受到影响。EURASIAN CHEAT GRASS能在美国西北部2 500万公顷的土地上占居优势，其原因之一就是当地牧民过度放牧所致。但也有很多例外的情况。例如在现存的未受干扰的夏威夷雨林中，占优势的昆虫常常是外来的。在五大湖中，水质的改善可能帮助了SEA LAMPREY，因为这种食肉鱼种幼体对污染相当敏感。一种外来生物侵入后，可以潜伏几十年，生态平衡的改变可导致爆发性侵入。植物侵入的这种潜伏期更为普遍，几乎可以肯定许多外来生物的存在，只不过我们没有觉察到，根据美国一名研究杂草侵入的专家的看法，外来杂草通常在侵入30年或扩散到4 000公顷后才被发现。
此外，我们对生物侵入的危害程度无法估计。因为外来生物侵入的危害不仅是取代当地物种，而且会有惊人的后果。让我们来看看蒙大拿FLATHEAD河流中细小糠虾引进事件。野生动物保护人员为了增加另一种引进的KOKANEE鲑的饵料数量，在1970年前后引进了糠虾。然而鲑鱼的习性是在表面捕食，糠虾只在晚上升到表面，鲑在晚上又看不见糠虾，反过来糠虾还吃掉了鲑鱼鱼苗依赖的浮游生物。结果鲑鱼数量下降，导致熊、捕食鸟和其他依赖鲑鱼的动物的灭绝，致使许多鹰饿死。
生物污染的危害远非如此，它对整个生态系统的平衡、人类社会的发展都潜藏着巨大的威胁。
威胁生物的多样性。山脉、沙漠和海流等作为自然边界将不同生态系统分隔开来。人类贸易、旅行和其他活动造成的生物污染破坏了这些自然边界的作用。外来生物威胁着本土物种，造成本土物种数量减少乃至灭绝。生物污染极大地威胁着生物的多样性。美国一项试验表明，新的基因工程植物将所含耐除草剂的基因传给杂草的速度比人们预期的要快得多。Bt植物不仅会杀死目标害虫，还会杀死一些益虫，而且威胁到这些昆虫的天敌。因此，对基因植物在批准进行大田种植前，必须进行大量的试验和严格的审定。
威胁人类的健康。各种途径造成外来病菌在全球的传播和流行。全球的艾滋病、英国的疯牛病、日本的“0157细菌”、香港的禽流感、台湾地区的肠病毒等都极大地威胁着人类的健康。美国近年来就采取了一系列措施来强化食品卫生管理，实施“危险分析和关键控制点”（HACCP）计划，1998年更投入4 300万美元用于食品安全的监测、研究与教育。
威胁经济的发展。外来病虫害的侵入会造成巨大的经济损失。在美国，外来害虫对森林的损失每年高达40亿美元。最近，美国发现光肩星天牛（Asian Longhorned Beetle）对一些树木造成破坏。美方认为是通过木质包装材料从中国传入的，拟对中国实施更严厉的措施，包括要求中方出口商提供有关部门出具的木质包装材料处理（加热、熏蒸等）证明。美方的新规定估计将影响到30%-50%的中国对美出口，对我国的经济也会产生不利影响。
尽管许多科学家和土地管理者对生物污染忧心忡忡，但却很少引起政策制定者的重视。最近，美国政府正在着手制定一项战略，以协调三十多个联邦机构应付外来生物的入侵。西欧一些发达国家也在积极寻求应对措施，这些措施主要包括以下几个方面：完善国际植物保护公约等相关国际条约，减少漏洞；切断外来生物的侵入通道；建立国际生物监控体系和数据库，克服侵害物种信息的零散；结束自然资源管理者对外来物种的引进，如牧区外来饲料植物、用作土壤保护的外来草种；提高人口整体生态意识，使人们了解当地自然风景的价值，抵抗外来生物的侵入。
（二）预警机制防范生物入侵
外来有害物种入侵是一个全球性问题。据美国、印度、南非向联合国提交的报告显示，上述三国外来物种入侵造成的损失分别是1370亿美元、1300亿美元和800多亿美元。我国也是外来有害物种入侵造成严重危害的国家之一。伴随进口货物增加，通过木质包装箱等多种隐蔽形式传入森林有害物种的危险性不断加大，上海防范有害物种入侵的任务艰巨。
上海自然植物资源有本地种和外地种约700种。佘山地区种子植物从上世纪60年代的80科147属184种，减少到1996年的64科15属144种，这与外来物种的侵扰不无关系。
近年来，黄浦江上游的水葫芦疯长，影响航道安全、水域面貌，以及浦江水系的生态系统。此外，加拿大一枝黄花、水花生等恶性外来物种也蠢蠢欲动。
专家建议：目前，上海应尽快建立进境植物及其产品的风险预警机制，建立外来物种种类及其对本地生物影响的数据库。
（三）“外来户”抢了“本地户”的家
福寿螺原产于南美洲的亚马逊河流域。它形似田螺，壳薄肉多，是一种大型食用螺类。上个世纪80年代，微山县把它作为一种美味佳肴引进当地。然而福寿螺的进入，却打破了当地自然生态环境的平衡。目前，福寿螺在当地水域疯狂繁殖，泛滥成灾，导致秧苗受到破坏，农业生产遭受损失。
据了解，类似这种由于外来物种进入导致生态环境破坏的现象，在我国并不鲜见。有关部门统计，我国约有上百种入侵生物，这些外来物种给我国农业的生态系统、生物多样性保护和人类健康等都产生了很大的破坏作用。在外来入侵的植物中，水花生能使水稻、小麦、玉米三种作物产量损失分别达45%、36%、19%，紫茎泽兰含有的毒素能引起马和羊的气喘病。国家环保总局的统计数字显示，我国仅几种主要外来入侵物种造成的经济损失平均每年高达574亿元。
近几年，外来物种入侵破坏我省生态环境的情况也不断发生。俗称“食人草”的大米草，在东营市黄河入海口地区已泛滥，成灾面积多达1.3万亩，零星可见成草面积5-6万亩，草籽漂流面积在10万亩以上。大米草所到之处，贝类、蟹类、鱼类等多种生物窒息死亡，而发达的根系又堵塞航道，给运输、渔业等带来诸多不便。
目前，对我省危害较为严重的外来物种主要有大米草、水葫芦、美国白蛾等。省农业环境保护监测站环评室主任王洪涛研究员介绍说，我省外来物种带来的危害虽不是很严重，但经济损失也不少。上个世纪40年代，随“冲绳百号”引种传入我省的甘薯黑斑病，曾导致全省大面积甘薯发病。2001年，全省甘薯黑斑病发病率仍占总种植面积的23%，发病地平均每亩减产30公斤以上。
引进物种本无恶意，然而给当地的生态环境却带来巨大的破坏，这不能不引起我们的深思。王洪涛分析说，造成外来物种入侵的一个重要原因，就是一些地方引种时没有意识到这些物种会改变周围生态环境的平衡，从而导致盲目引进，加上检疫机构不健全，一些进口物品中挟带的物种没能检查出来。现在那些已经列入对生态环境有危害的物种一般都能得到控制，但没列入的控制起来还比较难。外来物种进入，一旦打破周围生态环境的平衡，就会把其他物种消灭掉，这样本地的优势物种就可能变成劣势物种。据了解，外来生物入侵成功，要彻底根除它极为困难，而且控制其危害、扩散蔓延的代价更大。
环保界人士认为，外来物种入侵已成为我国生态环境安全的大敌。但是，目前我国防治外来物种入侵的法律法规还不很健全，许多地方对外来物种入侵问题仍未重视起来。面对外来物种入侵日益严峻的态势，中国工程院院士王文兴研究员说，应尽快完善针对外来物种引进及其管理的相关法律、法规。有关专家还提议，应提高公众对生物入侵和生态安全的意识，对已知的主要外来有害物种及时开展防治和综合治理工作，维护本地的生态平衡，确保生态环境安全。
（选自2000年6月12日《光明日报》）
4．《生物入侵者》涉及的关键词
（1）什么是外来入侵物种（Invasive Alien Species）？它们有什么危害？
首先，入侵生物通过人类旅行、贸易等等的活动而被引入一个非原产地的区域；入侵生物不一定必须是境外生物，入侵生物不办签证，国家只是人类的领地划分，别的生物是不会承认的。
其次，这种生物必须在当地的自然或人造生态系统中形成了自我繁殖能力，用学术一点的话说，叫做形成了“自然种群”。
还有，就是这种生物必须已经给当地的生态系统或地理结构造成了明显的损害或影响。比如外来的牛蛙，胃口惊人，见啥吃啥，吃啥啥香，损害和影响自不必说。
另外，需要指出的，入侵生物不一定是野生生物。经过人类驯化的动物、植物、微生物扩散到环境中都有可能发展成入侵生物。被称为中国“四大家鱼”的鲤鱼，已经被IUCN列为100种最有破坏力的入侵生物之一。我们餐桌上的青鱼在美国一些地区被悬赏100美金一条“捉拿”。
科学家给出了一个入侵物种更科学的概念：指从自然分布区通过有意或无意的人类活动而被引入，在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力，并给当地的生态系统或景观造成明显损害或影响的物种。
（2）中国现在入侵生物的状况如何？
形势日益严峻。据不完全统计，我国入侵生物的数量呈上升趋势。例如，到20世纪90年代初传入我国的杂草60余种，害虫32种，病害26种。到21世纪末传入我国的外来草本植物107种，75个属，90个有害植物种，有害动物37种，害虫32种，病害26种，病原菌32种。但究竟有多少种入侵生物传入我国，目前还没有确切统计。我国目前生物入侵的现状概括起来是：数十种有害生物猖獗危害，数百种危险生物敲击国门，数千种输入生物翘首以待。
IUCN公布的100种最有破坏力的入侵物种已经有一半入侵了中国。中国已成为遭受外来入侵生物危害最严重的国家之一。
农业部副部长张宝文2004年12月8日在全国农业资源环境保护工作会议上说，近年来，入侵我国的外来生物呈现出传入数量增多、传入频率加快、蔓延范围扩大、发生危害加剧、经济损失加重的趋势，近10年间，新入侵我国的外来生物至少有20余种，平均每年新增1-2种。除了青藏高原少数人迹罕至的偏远保护区外，中国34个省、市、自治区中都不同程度的存在入侵物种的影响或威胁，范围不断扩大，种类不断增加。据不完全统计，每年由于入侵物种危害造成的经济损失达500亿人民币，有些统计数字甚至更高。
（3）生物学。
生物学是研究生物各个层次的种类、结构、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的学科。人是生物的异中，也是生物学研究的对象。
（4）生态学。
是研究生物与环境，及生物与生物之间相互关系的生物学分支学科。
生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。
任何生物的生存都不是孤立的：同种个体之间有互助有竞争；植物、动物、微生物之间也存在复杂的相生相克关系。人类为满足自身的需要，不断改造环境，环境反过来又影响人类。
随着人类活动范围的扩大与多样化，人类与环境的关系问题越来越突出。因此近代生态学研究的范围，除生物个体、种群和生物群落外，已扩大到包括人类社会在内的多种类型生态系统的复合系统。人类面临的人口、资源。环境等几大问题都是生态学的研究内容。
5．外来生物入侵
一些翻山越岭、远涉重洋的“生物移民”(也许是一种细菌、一种植物或者一种动物)来到异国他乡，由于失去了天敌的制衡获得了广阔的生存空间，生长迅速，占据了湖泊、陆地，而“土著生物”则纷纷凋零甚至灭绝。这就是生物入侵。
对于生物入侵人们也许还有些陌生，然而，一提起口蹄疫、疯牛病，甚至艾滋病，人们却并不陌生，其实这些都是生物入侵的一种。以往人们常常提到的一些动植物，对某些地方来说，也都是入侵生物，如牵牛花、水葫芦、地中海潜蝇、飞机草、马缨丹、银鱼等等。
自由贸易的强化、经济全球化和贸易与旅游的大幅度增长，为物种偶然的或有意的传播提供了比以往更多的机会。一次次飞机航班、一艘艘远洋轮船、一位位在各大陆之间跋涉的旅行者，都可能携带着物种“登陆”一个陌生的环境。“每艘轮船、每架飞机、每辆卡车都是潜在的携带者。”一位专家说。