19 生物的入侵者教案二 19页

《生物入侵者》教学设计 【教学目的】 1．阅读课文所提供的材料，学会从材料中获得有效信息。 2．分析本文所运用的说明方法，体会其表达效果。 3．培养学生的环保意识和忧患意识，增强防范意识，为建设家园，保护环境而努力。 【教学重难点】 1．通过学习本文，在理清顺序、把握文章运用的说明方法后，收集和筛选信息，增强 对生物入侵的紧迫感和责任感。 2．引导学生理解，如何看待迁移中的“人为干预”，为什么形成“生物入侵者”的过程 中，强调“不受同类为食竞争”和“不受天敌伤害”这两个条件。 课文在学习中以合作探究为主，教师只作必要的点拨指导。 【课题安排】一课时 【教学流程】 一、导入新课，激发探究欲望 孔子云：“有朋自远方来，不亦乐乎？”但在湖南长沙，面对“满城尽带黄金甲”的一枝黄 花——云南滇池扰乱一池春水的水葫芦，人们却痛下杀手，欲赶尽灭绝，为什么？请走进《生 物入侵者》。 二、自主释题，引发阅读兴趣 读课题，用自己的话来解释“入侵”和“生物入侵”的含义，再谈读题后你最想了解什 么内容？ 应让学生自由发言，对其解释由学生自主评价，激发学生阅读兴趣，并能通过读题明白 文体，了解文章重点，培养良好的阅读习惯。 三、文本——构建探究平台 自主阅读，并探究讨论。 1．在文中勾画出“生物入侵者”含义的语句。 2．文章除了告诉我们什么叫“生物入侵者”，还讲了哪些内容？ 3．你认为学习本文可以从哪些方面入手？试拟出本文学习目标。 在学生讨论交流的基础上明确： （1）生物入侵者：指原本生活在异国他乡，通过非自然途径移到新的生态环境中并对 新的生态系统产生破坏的生物。 （2）还告诉了生物入侵带来的巨大危害，造成生物入侵，增多的原因和途径。生物学 和生态学界对“生物入侵者”的不同态度，以及目前世界各国对“生物入侵”采取的相应措 施。可见本文按照摆出现象，探究原因，揭示原因，采取措施的逻辑顺序安排材料的。 （3）①阅读全文，了解本文说明的主要内容。 ②学习本文使用的说明顺序和说明方法。 ③了解生物入侵的危害，了解生态环境知识。 ④培养关注身边生活的科学意识，环保意识。 …… 探究性学习仍需以文本为支点，通过学生自主阅读，使学生在教师的指导下自主发现问 题、探究问题、解决问题，最大限度的减少教师多余的讲授和不着边际的指导，从时间上确 保学生的自主学习，突出学生主体地位，提高课堂效率。 四、合作交流——畅谈探究收获 文章标题为《生物入侵者》，全文都起笔于生物入侵，落笔于启示，在平实、准确的说 明中诠释了一种特殊的生态现象，使人读后可产生理性思考，那么，学完本文后，你有何收 获呢？ 提示：收获可以是写作技法上的，还可以是思想上的，用“学完此文，我明白了…… 收获了……”的句式理性地叙述自己的提升、认识和思想的升华。 明确：可以从说明方法深入浅出的说明事理的好处方面谈。 可以从培养了自己的社会责任感入手谈。 也可以从学到的写作说明文的方法上谈。 还可以从对自己认识自然、提高环保意识方面谈。 …… 同学们你们获益匪浅，老师也收获了许多。 老师的收获是：大自然的点滴折射出睿言哲语，启迪我如何敬重自然，同学们的思维折 射出诚挚、善良的天性。启迪我如何尊重学生。 设计此环节旨在培养学生学习语文的习惯，观察生活，留心生活，联系自我，勤于思索， 初二学生进入思想，性格生理发育期，求知欲，表现欲都很强，想注重学生的情感体验，从 关注书本到联系生活，树立在语文观，提高学生语文素养，体验学习语文之乐。 五、唇枪舌剑——实践中高瞻远瞩 1．以“对‘生物入侵者’要不要人为干预”为辩题，组织一次小型的辩论会。 基本观点： （1）人类不应该过多地干预生物物种的迁移过程，失衡是暂时的，“物竞天择，适者生 存”，自然界的平衡最终会得以实现。 （2）人类必须干预“生物入侵者”，如果听任其发展，自然界物种的多样性会受到严重 破坏，人类社会将会有巨大的经济损失。 辩论问题本身并没有是与非的定论，但在辩论、求证的过程中，让学生能跳出文章本 身，站得更高，看得更远。使学生处于亢奋的学习状态，使语文课堂充满着智慧的交融，表 现出个性的张扬，成为学生成长的沃土、精神的栖息地。 2．对生物入侵者现象设计理想的治理和预防方案。 组织形式：抽题（激趣）——设计方案（小组合作）——评委打分（同学聘定）——专 家点评（生物教师）。 方案构想： （1）加大宣传的力度；严格动植物检疫。 （2）谨慎引进外来物种。 （3）查清我国现有的外来有害物种的种类数目及危害状况；加强对已知的外来有害物 种的防治及综合治理工作。 （4）政府主导；设立严格的管理体制，由专人负责。 （5）生物治理；保护自然环境。 （6）变废为宝；进行报告监控；农林质检防疫部门配合。 …… 学生自由发言，相互传递信息，交流自己的所想和体会。拓展信息量，激活课堂。注意 答案不求整齐统一，鼓励张扬个性，拓展延伸。创设民主开放的环境使学生主动参与和全面 参与，充分发挥学生的主体作用。学生在设计方案的过程中，取长补短，互相启发，集思广 益，使学生得益于课内，得法于课文，为我所用，为我所得。 【资料宝藏】 1．写作内容 （一）整体把握 这篇文章介绍的是关于生物通过非自然途径迁移可能对人类造成危害的知识，是一篇事 理说明文。 文章开头，作者假设一种情景，通过普通人与科学家的不同反应，自然引出话题──生 物入侵者，并对什么是“生物入侵者”进行解释。 第 2、3、4 段具体写什么是生物入侵者及其危害。作者先写生物在自然条件下迁移、繁 衍，“不会造成生态系统的严重失衡”。这样写，是对生物入侵者作明确的界定，生物入侵者 是指“原本生活在异国他乡、通过非自然途径迁移到新的生态环境中的‘移民’”。那么，为 什么生物通过非自然途径迁移到新的生态环境中会造成生物入侵现象呢？文章 3、4 两段以 斑贝、天牛、红蚂蚁、棕树蛇为例做了具体说明。 第 5 段分析造成生物入侵者增多的原因和途径。由于日益繁荣的国际贸易，生物入侵者 搭乘跨国贸易的“便车”，“偷渡”入境。 第 6、7 段写生物学和生态学界对“生物入侵者”的不同态度。一部分人认为，经过“物 竞天择”，可以制约“生物入侵者”的危害，达到新的生态平衡。另一部分人认为听任“生 物入侵者”自由发展会给当地生态和人类生活造成严重危害。 第 8 段写目前世界各国对“生物入侵者”都在采取相应的措施。 由以上分析不难看出，本文是按照逻辑顺序进行说明的。首先引出话题（议题），接着 摆出现象，再探讨因果，最后讨论对策。基本上是按照提出问题、分析问题、解决问题的逻 辑思路展开的。 （二）问题研究 1．为什么对发现一两只从未见过的甲虫这种普通人不会感到惊讶的事情，生物学家和 生态学家会认为这“不是件寻常小事”？ 普通人发现一两只从未见过的甲虫，只会感到新奇，不会考虑更多的问题；生物学家和 生态学家对此就会考虑许多问题：甲虫是从哪里来的？甲虫是如何到这里来的？甲虫的生态 是怎样的？甲虫是否会对当地生态和人类生活带来影响？等等。他们是不会视而不见的。 2．如何理解在物种迁移过程中的“人为干预”？ 文章第 2 段已经写到，生物种类的自然繁衍和迁移，由于进行缓慢，并受到时间和空间 跨度的限制，不会造成生态环境的失衡。如果这种迁移是由于人类的跨地域活动造成的，那 么它们的迁移速度就会极大地加快，也会很容易地突破时间和空间跨度的限制，后果就不堪 设想了。所以在防止“生物入侵者”时，应充分考虑“人为干预”。 3．为什么在形成“生物入侵者”的过程中，强调“不受同类的食物竞争”和“不受天 敌伤害”这两个条件？ 生物的自然存在和发展，是有一定规律的，这种规律就是英国生物学家达尔文所总结的 “物竞天择”和“适者生存”。某一地区的物种都是当地生物链的一环，经历相当长的历史 时期形成一种平衡状态。如果由于人为的干预打破了这种平衡，等于破坏了生物链的平衡状 态，就可能产生两种后果：一种是经过一个较长时期达到新的平衡状态；另一种就是产生“生 物入侵者”，给当地生态和人类生活带来危害。 2．教学建议 1．要引导学生学会筛选信息。 阅读科技类文章的目的之一，是筛选信息。一篇科技文所提供的信息是多方面的：有科 学知识信息，有社会历史信息，有关于作者生活与创作方面的信息，这些都是显性信息；阅 读文章还可以学到一些相关的写作技巧，这是隐性信息，需要读者去感悟。 2．可以由举实例导入新课。 学生对外敌入侵比较熟悉，而没有“生物入侵”的概念。可以从熟悉的外敌入侵导入对 不熟悉的“生物入侵”的思考，引发学生的学习兴趣。 3．引导学生联系生活实际，加强学用结合，在学用结合的过程中，让学生养成关注身 边生活的能力和习惯。 3．相关阅读 （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。 一、铁证如山 国际自然与自然资源保护联合会出版的一本小册子，确认了世界上 100 种最具侵略性 的物种。其中一些对当地生态环境造成了灾难性的后果。 （1）一种来自亚洲的斑马贻贝已经在美国疯狂蔓延，使当地贻贝和一些鱼类数量急 剧下降。受灾地区包括五大湖区和密西西比河东部流域内的密西西比、田纳西、坎伯兰、俄 亥俄、阿肯色和伊利诺伊等地区的河流。 （2）维多利亚湖被一种外来的水生风信子覆盖，致使土生动植物大量死亡。该湖的 大部分地区也因此而不能通航。虽然在两年前当局出动大量人力物力希望根除这种植物。但 是不久风信子卷土重来，再次占据了大部分湖面。 （3）在 20 世纪 70 年代初，一种原产于尼罗河的河鲈（一种大型淡水肉食鱼类）在 维多利亚湖疯狂繁殖，该湖的原产鱼类几乎绝迹。 （4）20 世纪 80 年代初，一种冠状水母经由海运工人带进黑海海域。现在这种水母 在黑海一些海域所占的生物量比例高达 95%。它以浮游动物、蛋和一些鱼类为食，导致当地 海域主产的凤尾鱼储量急降，当地原先年产高达 2.5 亿美元的渔业几乎崩溃。 （5）20 世纪 50 年代初，一种棕色的树蛇被引进关岛。从此以后，12 种鸟类已经从 岛上绝迹，其他一些物种也已经接近灭绝。关岛一些森林地区每平方英里的蛇量高达 13000 条。自 1978 年以来，由于蛇爬到电线上而导致的电力中断超过 1200 次。这些蛇还破坏了不 少电力设备，成为关岛一个重要的经济负担。 （6）过去两年中，美国佛罗里达州受到两个物种入侵，但是没有造成大的破坏。2000 年，一种性情温和的黑鱼在佛罗里达南部水域被发现，并且已经在那缓慢发展。但是这种黑 鱼不能在低于摄氏 10 度的水域中生存。一种亚洲沼泽鳗鱼也已经在佛罗里达的水道中被发 现，并且可能已经传到沼泽地区。 （7）一种原产于加勒比海的巨型粉红色水母已经蔓延到墨西哥湾，并且正在不断捕 食当地普通水母。这种粉红色水母最大可达直径 3 英尺，他们的触须能到达 70 英尺(21 米)。 粉红色水母最早在 2000 年 9 月被发现，蔓延地区从佛罗里达州西海岸到路易斯安娜州西部。 据科学家估算，墨西哥湾一些海区的粉红色水母数量已经高达每平方英里数千个。 二、引入路径 外来物种入侵的引入路径主要有三种：无意引入和有意引入和自然入侵两种情况。 有些生物是无意引入的。比如一些地区为了搞形象工程，不通过海关从国外引进大树。 引进来的树看起来很好，但其树干、树叶、土壤中有没有害虫及其幼虫和卵就无从所知了。 一个典型的例子是“紫茎泽兰”，一种恶性的杂草，它生长的地方，别的植物就无法生长， 它霸占了营养、空间，生长极快，使生长在其下面的生物无法获得阳光。在中国云南一些地 区，形成了上面是松树，下面全是紫茎泽兰的情况。 还有一些生物是有意、不科学地引入的。如水葫芦，由于它是一种很好看的观赏植物， 且含有少量淀粉。中国为观赏和作为饲料进行了引进。但是，引进后其生长速度非常快。去 年，在云南滇池，那里的水变得像绿油漆一样，其主要的原因是水葫芦疯长，长后又腐烂， 污染非常严重。没有经过充分论证的引进，是不科学的。就像澳大利亚原本没有兔子，从英 国引入十几只兔子后，由于没有天敌，繁殖迅速，已成为祸害的例子一样，对外来生物的引 进要慎重。约有一半的入侵物种的迁徙纯属偶然，比如，你从海外度假回来，沾了泥土的鞋 子就会把一些昆虫带回来。然而，有时物种入侵并非偶然。有个夏威夷的男孩把一些蜗牛带 给他远在迈阿密的祖母。他以为祖母会喜欢它们，但不幸的是，她并不喜欢，把它们扔掉了。 一年半之后，科学家发现了这种蜗牛，但那时它们已经快把当地一些物种推向灭绝的边缘。 人们花了 7 年的时间，耗费了大量资金才最终把它们消灭。 人类迁移物种已经有上千年的历史了。在人们迁居到新的地方的同时，也把动植物带 到了那里。当时，因为旅行还比较慢，所以比较容易控制它们的危害。可是现在，许多人每 天都进行长途旅行，结果导致了许多有害物种的广泛传播。Simberloff 说，“澳大利亚和 新西兰做了大量工作减缓物种的传播速度。他们通过检查机场的行李来确认有没有夹带海外 物种。另一方面，美国等国的检查措施还不是很有力。” 许多简单易行的方法可以帮助人们解决这个难题。从海外归国前，洗洗鞋子和衣服， 清除掉沾在上面的虫子。夏令营结束前拍打一下自己的行囊，让林中的虫子呆在它们的林子 里。科学家还忠告人们，旅行的时候不要随身携带动植物。旅客有时把蜥蜴、鹦鹉、小虫子 以及其他一些异国生物藏在行李里带回家当宠物或礼品。它们的初衷是好的，但结果却是灾 难性的。 三、危害表现 生物入侵的危害主要表现在三个方面：破坏生态环境、威胁人类健康、危害经济发展。 首先，外来入侵物种会造成严重的生态破坏和生物污染。大部分外来物种成功入侵后 大爆发，生长难以控制，造成严重的生物污染，对生态系统造成不可逆转的破坏。比如，原 产南美洲的水葫芦现已遍布华北、华东、华中、华南的河湖水塘。连绵 1000 公顷的滇池， 水葫芦疯长成灾，布满水面，严重破坏水生生态系统的结构和功能，已导致大量水生动植物 死亡。外来入侵物种通过压制或排挤本地物种，形成单优势种群，危及本地物种的生存，最 终导致生物多样性的丧失。比如，原产美洲的紫茎泽兰现已遍布我国西南大部分地区，在其 发生区总是以满山遍野密集成片的单优植物群落出现，已导致原有植物群落出现衰退、消失 现象。 其次，威胁人类健康。外来入侵物种不仅对生态环境和国民经济带来巨大的损失，而 且直接威胁人类健康。豚草和三裂叶豚草现分布在东北、华北、华东、华中地区的 15 个省 市。豚草所产生的花粉是引起人类花粉过敏症的主要病原物，可导致“枯草热”症。除了疯 牛病、口蹄疫，古今中外由于有害生物危害人类健康和农业生物的安全，给人类带来的灾难 是十分沉痛的。公元五世纪下半叶，鼠疫从非洲侵入中东，进而到达欧洲，造成约 1 亿人死 亡；1993 年猪瘟在中国传播流行造成 920 万头猪死亡；1997 年，香港发生禽流感事件，不 得不销毁 140 万只鸡，仅赔偿鸡农鸡贩的损失即达 1.4 亿港币。 另外，生物入侵导致生态灾害频繁爆发，对农林业造成严重损害，危害经济发展。近年 来，松材线虫、湿地松粉蚧、松突圆蚧、美国白蛾等森林入侵害虫严重发生与危害的面积逐 年增加；豚草、紫茎泽兰、飞机草、薇甘菊、空心莲子草、水葫芦、大米草等肆意蔓延，已 到了难以控制的局面。据专家估算，全国每年因生物灾害给农业带来的损失占粮食产量的 10%—15%，棉花产量的 15%—20%，水果蔬菜的 20%—30%。 四、产生原因 目前，学术界对外来种入侵发生的原因并不清楚，大致可以分两个方面来讨论。一是 从入侵者的角度分析，二是从被入侵的生态系统去考察。生物入侵要经历传播、定居、生长 繁衍几个阶段。外来物种通过人们的活动，被有意或无意地带到以前没有生存过的地方。一 部分成功地扎下了根开始生长，而有些就因“水土不服”等原因落得个“出师未捷身先死”。 建立了根据地的物种渐渐适应了当地的环境，慢慢地开始利用其自身的优势不断扩大占领 区，有效利用资源，排斥和驱逐本地物种。 一般说来入侵性强的物种都具有一些相应的特征，例如：繁殖能力强，植物能产生大 量的种子，动物则产卵量大或产仔量大，这样不仅提高其后代存活的绝对数量，也提高了其 传播的几率，在入侵的第一个阶段就占有了优势。为了解释这些现象，科学家们提出了以下 几点假说：生态位空缺假说、生物因子失控假说、群落物种丰富度假说、以及迁入前后干扰 假说。 生态位空缺假说的意思是说，在一个稳定的生态系统中，每一个岗位上都已经有了一 个物种，就像俗话说的“一个萝卜一个坑”，这样外来的“萝卜”就没有地方去了，因此入 侵也就不会发生了。如果某个地方少了一个“萝卜”，而恰好外来的萝卜正好适合这个坑， 那么入侵也就发生了。 生物因子失控假说的中心思想是，外来入侵种在新区域得以生存和繁殖，不是因为入 侵种本身具有的特性所致，而是由于它们偶然到达了不具备天敌或其它生物限制的新环境， 因而快速扩散造成灾害。也就是说外来生物之所以在其原产地没有什么危害，是因为在原产 地有天敌或其它的生物因素限制了它的灾难性爆发，而在被入侵地恰恰少了这些讨厌的克 星，于是这些外来者不失时机地为所欲为了。该假说是解释外来种成功入侵最直接的假说， 并促使人们在入侵种原产地去寻找其天敌以进行生物控制。 此外，在外来生物入侵中还有一个重要的现象，那就是“时滞”。就是指入侵性外来 生物从开始在新的环境里定居到种群开始快速增长和迅速扩大“占领区”之间的时间延迟期 （潜伏期）。就是入侵者在最初的时间不会大量繁殖、扩展领域，它们安安静静地在新到达 的地方生长。如巴西胡椒在 19 世纪被引入美国的佛罗里达，但是直到 20 世纪 60 年代早期， 它们并不为人所知。现在，在佛罗里达它们已经占据了 280，000 英亩的面积，并且群落密 集，没有别的植物能与之竞争。 还有一种叫千里光的植物，它原先在十八世纪末仅生长在牛津植物园，但到十九世纪 中叶很快蔓延到英国许多地方。外来生物入侵过程中的时间延滞，或有或无，或短或长，从 短短的几年到几十年或上百年，更有甚者可以持续几个世纪。这样就使得外来生物入侵更加 难以琢磨，说不定在我们周围默默无闻存在了很长时间的某种什么外来生物会突然爆发性生 长，给人类带来许多麻烦。 至于“时滞”产生的原因，至今还不清楚。其可能的原因有以下几点：①由于外来 种最初定植的生境并不适于其生存，需要时间扩散到适于其生长的环境；②由于道路、河流、 山谷等天然屏障的阻挡，或人为的限制，使之不能扩散到其它有利于生长的地区；③因为种 群太小没有引起人们的注意，但种群却是一直在增长的。这与人们对外来种的认识程度、重 视程度有关；④潜在入侵者的数量和分布状况。一个种群要想快速繁殖，需要达到一定的种 群大小，在突破这个临界点以前，入侵者不会大规模的爆发；⑤产生适应新环境的新基因型 的遗传变异所需的时间；⑥等待生境的变化。有的外来种在不利的生存条件下可以维持自身 的生存，但不能爆发，一旦生长条件适宜将迅速扩增，伺机爆发。 （来源：生物报 2006 年 4 月 14 日） 6．英国称大闸蟹破坏生态视之为“生物入侵” 英国纽卡斯尔大学的研究人员近日发出警告，一种来自中国的毛蟹在英国大量繁殖，对 其河岸生态平衡构成严重威胁。 这种毛蟹称为“中华绒鳌蟹”，俗名“大闸蟹”，由于其爪子上有密集的绒毛而得名。 英国广播公司（BBC）的报道称，有关毛蟹入侵的研究结果已在荷兰学术期刊《生物入 侵》的最新一期上发表。 远洋轮带去蟹卵 BBC 的报道称，这种蟹的卵子存在于船只的压载水仓里面。 那些来自中国的远洋轮船到达英国，排出压载水，让毛蟹得以在英国扎根。 研究显示，在英国，毛蟹最早于 1935 年在泰晤士河出现。然后在 1949 年，在约克郡 的萨斯菲尔德水库又发现这种怪物。在英国人看来，毛蟹的螯上长满了绒毛，就像小手套 一样，所以他们称之为“中国手套蟹”。 自从 1970 年代以来，这种蟹在英国境内的水道和海岸大量繁殖。专家说，毛蟹在英国 的繁殖情况与上世纪毛蟹在欧洲大陆的水道大量繁殖的情况相类似。这种蟹在中国和日本 等地被认为是美食珍品，极受欢迎。 在自然环境中，成年的毛蟹体长达 20 厘米，可以在淡水和海水中生活，而且在陆地上 的活动范围大，迁徙距离可达 1000 公里。 破坏环境 英国的自然环境专家发出警告是因为这种毛蟹喜欢在河岸钻挖洞居住，从而破坏河岸 环境，而且这种蟹也以一些在英国受保护的动物为食物，因此，对自然生态平衡构成威胁。 研究发现，在英国不少河道已经有这种毛蟹的踪影，其中包括英国南部的泰晤士河 （RiverThames）、中部的亨伯河（RiverHumber）和英格兰中部流经苏格兰的泰恩河 （RiverTyne）。与此同时，英国在北海地区和英格兰海峡的沿岸地区也曾发现过毛蟹的踪 影。 英国纽卡斯尔大学的研究人员比较了毛蟹在英国的繁殖情况，以及它们在欧洲大陆的 传播模式。专家的结论是，这种蟹的繁殖有可能导致一些本地生物绝迹，其情况就好像当 年从美国引进灰松鼠导致英国本地的红松鼠几乎绝迹一样。 研究小组的马特·本特利博士说，好像其他的“入侵”物种的情况一样，有关方面发 现问题是，问题已经根深蒂固，除非动用“极端的”环境保护方法，否则不能铲除。 7．青岛发现不明“植物杀手”绿化带有“灭顶之灾” 一种不同于“薇甘菊”的未名“植物杀手”近日在此间被发现并迅速蔓延。 该“植物杀手”最早出现在此间四方区的北岭山坡上，大片大片的这种未名“植物杀手” 宛如一张巨网，黑压压地笼罩在灌木丛上，使原先的植被花椒树看上去踪影全无，有的已经 死亡。另外，许多松树亦遭其袭击，树叶开始枯黄。时隔一日，此间其他市区的一些地方亦 相继发现了同种“植物杀手”，使当地的绿化带面临“灭顶之灾”。 这种“植物杀手”的出现，引起了青岛市园林环卫部门和林业局的高度重视，他们采集 了标本请有关方面的权威人士进行鉴定。经认定其并非原产中、南美洲的“植物杀手”薇甘 菊。但就其蔓延之迅速，以覆盖扼杀原有植被植物的“作案手段”来看，与薇甘菊极为相似， 该市林业局的专家为此正在与有关部门通力合作，以尽快确定治理办法。 ( 中国新闻社王宏源) 8．秦岭野生大熊猫竹林遭外来树种落叶松“蚕食” 秦岭南麓是中国野生大熊猫种群分布数量最多、密度最高的地区，原始的生态环境被 称为秦岭大熊猫的“天然庇护所”。但近年来，一些县乡盲目引进外来树种落叶松，导致 竹林面积不断减少，大熊猫栖息地日益破碎化、岛屿化，使大熊猫生存和繁衍受到严重威 胁。 据陕西省的林业专家介绍，落叶松成林后，树冠冠幅大，遮荫性强，使树下其它植物 因失去光照、不能有效吸收养分和水分而逐渐灭绝。加之落叶松自身繁殖能力较强，树种 会随着风、鸟食等多种渠道迅速传播，会严重破坏周围环境的生物、基因多样性。但落叶 松深得秦岭南麓一些地方的喜爱，主要是树苗成本低、成活率高、成材快。 秦岭地区的落叶松是从上世纪８０年代开始引入的，品种主要是日本落叶松和华北落 叶松。近几年，当地政府由于缺乏生态意识而盲目栽植，目前落叶松在秦岭一些地段已逐 渐成林。地处佛坪县北部的陕西省龙草坪林业局引入和栽植的落叶松林目前达２万多亩， 使已遭破坏的竹林难以恢复；长青、佛坪等国家自然保护区内的落叶松目前也日渐成林， 破坏作用开始显现。 落叶松的成林对秦岭大熊猫的生存和繁衍造成严重威胁。陕西佛坪国家级自然保护区 大熊猫研究中心主任雍严格说，连接宁陕和佛坪大熊猫种群的走廊带，过去曾因采伐和公 路建设等人为活动造成隔离，现在又遭到落叶松的破坏，出现了新隔离。长青保护区内大 熊猫的栖息地已经严重破碎化和岛屿化，大熊猫的活动范围正在快速缩小并且相互隔离。 佛坪、洋县、城固三个保护区目前已经相互隔断，其中上世纪 70 年代有过大熊猫的城固保 护区现在已没有大熊猫出现。 专家指出，成片的落叶松林加快了秦岭原有生物被“蚕食”的速度，如果不及时制止 这种违背自然规律的行为，秦岭逐渐会被“落叶松”侵占，大熊猫将面临丧失家园的厄运。 （新华网王利梁娟） 9．水葫芦 据了解，水葫芦 1901 年作为一种花卉引入我国，50—60 年代作为猪饲料推广种植， 后逸为野生，最终出现今天几乎不可收拾的局面。如今，除了水口电站，水葫芦在珠江水 系、太湖水系等全国多个水域都已经泛滥成灾。不久前上海市政府还发出了剿杀水葫芦的 军令状，发誓要消灭水葫芦，但花了近 2 亿元资金，结果同样是以失败告终。 实际上，水葫芦仅仅是外来生物入侵造成灾难的一个例子。 除水葫芦外，疯狂肆虐霸占了福建 2／3 黄金海岸线的大米草，对水产养殖和沿海滩 涂生态造成不可估量的影响。据福建农科院刘建介绍，滩涂地区原本存在的生物物种少则 三四十种，多则上百种。但大米草入侵后，滩涂的平均物种都在 10 种以下。据福建海洋渔 业局的资料，大米草单单在宁德市就造成近 3 亿元的水产养殖损失。同时大米草不断挤压 红树林的生存空间，许多地方红树林濒临灭绝。如今，福建及世界各地的科研人员正在苦 苦寻觅控制大米草的良方。 此外，据福州市农业局统计，小小的美洲斑潜蝇每年对福州蔬菜、花卉种植造成的损 失高达 6000 万。 据中科院统计，我国几种主要外来入侵物种造成的经济损失平均每年达 574 亿元人民 币。其中，松材线虫、湿地松粉蚧、松突圆蚧、美国白蛾、松干蚧等森林入侵害虫每年严 重发生与危害的面积约为 1.5 万平方公里。稻水象甲、美洲斑潜蝇、马铃薯甲虫、非洲大 蜗牛等入侵的害虫，近年来每年严重发生的面积达到 1.4 万～1.6 万平方公里。豚草、紫 茎泽兰、飞机草、薇甘菊、空心莲子草、水葫芦、大米草等肆意蔓延，已经到了难以控制 的局面。外来生物一旦入侵成功，要彻底根除极为困难，而且用于控制其危害、扩散蔓延 的代价极大，费用极为昂贵。1994 年入侵我国的美洲斑潜蝇，目前发生面积 1 万多平方公 里，每年的防治费用就需 4.5 亿元。 分析： 向肆虐的外来物种宣战 面对一而再、再而三的生物入侵灾难，我们也在同样思考这样一个问题：是什么导致了 灾难的发生？ 厦门大学生物工程学院刘厚鸣博士说，引进大米草是为了保护海堤，引进水葫芦是为 了养猪。这些物种的引进，都在一段时间内给我们带来经济和社会效益上的快感，但很快， 伴随快感产生了生态灾难。造成这个后果的关键，是我们在物种引进的当初，根本就没有 考虑过这些物种会给我们的生态带来这样的影响。引进物种，只考虑经济效益，缺乏对生 态环境的论证，目光短浅，是造成这些问题的根本所在。 福建检验检疫局一位姓周的相关负责人说，目前我国引进物种，一般也只有对物种的 病理检疫，而没有相关的生态论证，这些工作上的“大意”，直接导致了我们后来的灾难。 福建师大陈必东教授则说，水葫芦其实只是一个引子。水葫芦肆虐的事实启示我们， 不论是发展经济还是生态建设，都要尊重科学，尊重自然。生态系统是一个复杂的过程， 生物一旦入侵，造成的后果往往难以补救。如果我们的头脑中多一根“生态弦”，也许一 切的结果就不是这样。 立法构筑“生态国防” 究竟如何处理水葫芦？是采用物理的打捞办法，还是生物防治或者化学防治，或者兼 而有之？据厦门大学生物工程学院刘华民博士说，在绝大部分人对生物入侵、生态安全缺 乏基本概念时，这些防治办法的讨论与研究都已经变得并不重要。目前最让人担心的，不 是如何防治现有入侵生物，而是意识缺乏导致预防和防治无从谈起，“引狼入室”的故事 仍在一天天发生。近期关于“食人鱼”的事件正说明了这一点。 中国科学院华南植物研究所研究员、博士生导师叶万辉博士接受采访时说，几十年来， 美国有很多控制外来生物入侵的法案，如植物检疫法、动物损害控制法、联邦植物害虫法、 国家环境政策法、濒危物种保护法和联邦杂草防治法等等。1999 年，美国总统克林顿签署 了总统令，要求联邦政府对外来入侵性生物进行控制。命令产生了一个由内务部部长、农 业部部长、贸易部部长为主的入侵生物委员会，其中还包括了州政府、财政部、国防部以 及运输和环境保护机构。美国的做法，可以给我们构筑“生态国防”提供借鉴。 叶万辉博士建议说，首先，高度重视入侵种问题，召集农业害虫、人类健康、渔业、 林业、旅游业、交通、贸易和其他行业的专家来共同研究该问题。其次，修订国内立法， 确保与所有相关的国际公约和项目保持一致。例如立法禁止在自然保护区内和邻近地区种 植外来种；禁止有意引入，除非证明引入对人类健康和环境是安全的，并仅进入到经证明 与当地物种没有相同作用的地方。第三，在水土流失控制过程中强调使用当地种，所有植 树造林项目都必须使用当地种，而非引进的外来种。 据报道，国家渔政部门已经提出，我国要建外来物种预警机制，对外来物种进行具体 分析，将其不利环境、不利其他物种生存的一面公布出来，以引起各方面的注意。 （兰灿阳《海峡都市报》2003 年 1 月 16 日）