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| 圖為重大外來(lái)入侵害蟲(chóng)西花薊馬。該害蟲(chóng)是世界性入侵害蟲(chóng)，也是昆蟲(chóng)種間競(jìng)爭(zhēng)研究的主要案例之一。 中國(guó)農(nóng)科院植物保護(hù)研究所供圖 |
外來(lái)生物入侵已經(jīng)成為21世紀(jì)的一大生態(tài)難題，其范圍遍布全世界。近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)研究室副主任高玉林博士和美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)斯圖爾特·雷茨（Stuart Reitz）博士聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，外來(lái)生物入侵加劇了物種競(jìng)爭(zhēng)取代及種群地位的演化。該研究成果全面詮釋和完善了物種競(jìng)爭(zhēng)取代理論，豐富了入侵生物學(xué)學(xué)科發(fā)展，并在線發(fā)表于最新一期的國(guó)際昆蟲(chóng)學(xué)頂尖刊物《昆蟲(chóng)學(xué)年評(píng)（Annual Review of Entomology）》上。
我國(guó)確認(rèn)外來(lái)入侵生物超500種
外來(lái)生物入侵是指生物由原產(chǎn)地通過(guò)自然或人為的途徑遷移到新的地區(qū)，并在當(dāng)?shù)氐淖匀换蛉斯ど鷳B(tài)環(huán)境中定居、自行繁殖和擴(kuò)散，最終破壞該地區(qū)生態(tài)平衡，引發(fā)生態(tài)災(zāi)難的現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)確認(rèn)的外來(lái)入侵生物超過(guò)500種，其中大面積發(fā)生、危害嚴(yán)重的達(dá)100多種。近10來(lái)年，我國(guó)相繼發(fā)現(xiàn)了西花薊馬、三葉斑潛蠅等危險(xiǎn)性與爆發(fā)性生物的入侵，平均每年增加1至2種。
種間競(jìng)爭(zhēng)是物種群落構(gòu)成的一個(gè)基本機(jī)制，競(jìng)爭(zhēng)取代是種間競(jìng)爭(zhēng)最嚴(yán)重的后果。競(jìng)爭(zhēng)取代是一個(gè)生物種群通過(guò)利用、獲得資源的優(yōu)勢(shì)或通過(guò)干擾對(duì)方導(dǎo)致資源重新配置，將一個(gè)原來(lái)已經(jīng)建立種群的物種替代的現(xiàn)象。入侵種與本地種，本地種與本地種之間，在相同生態(tài)位情況下，種間競(jìng)爭(zhēng)不可避免，甚至在特殊環(huán)境下，競(jìng)爭(zhēng)取代現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
過(guò)去很多研究認(rèn)為，外來(lái)物種與本地物種相比，具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在特定環(huán)境下逐漸取代本地種成為優(yōu)勢(shì)種群，而這種競(jìng)爭(zhēng)取代會(huì)破壞生態(tài)平衡，影響本地物種生存以致威脅生物多樣性。
外來(lái)入侵明顯加劇物種競(jìng)爭(zhēng)取代
高玉林博士領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)分析了過(guò)去15年來(lái)全球100多個(gè)國(guó)家（地區(qū)）近百種物種種間競(jìng)爭(zhēng)取代的經(jīng)典案例，詳細(xì)總結(jié)了各物種在不同區(qū)域和不同生態(tài)系統(tǒng)等環(huán)境下種間競(jìng)爭(zhēng)取代機(jī)制。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大部分種間競(jìng)爭(zhēng)取代的現(xiàn)象發(fā)生在新入侵物種與其他物種之間，是由于引入種和外來(lái)物種的入侵所引起的。在分析的近緣種間競(jìng)爭(zhēng)案例中，高達(dá)85%競(jìng)爭(zhēng)取代發(fā)生在新入侵種取代本地種，以及新入侵種取代已定居入侵種，也有少部分競(jìng)爭(zhēng)取代發(fā)生在本地種與本地種之間。對(duì)每個(gè)案例的競(jìng)爭(zhēng)取代機(jī)制分析發(fā)現(xiàn)，競(jìng)爭(zhēng)取代機(jī)制復(fù)雜，但普遍認(rèn)為是生殖能力差異、寄主適應(yīng)能力差異、生殖干擾、逆境適應(yīng)能力差異、藥劑敏感性差異、天敵適應(yīng)差異以及內(nèi)生共生菌互作等多個(gè)生物和非生物因子長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果。
研究顯示，外來(lái)生物入侵明顯加劇了物種競(jìng)爭(zhēng)取代及種群地位的演化，在特定區(qū)域甚至加快了物種多樣性的喪失。隨著國(guó)際貿(mào)易的飛速發(fā)展，外來(lái)物種入侵問(wèn)題愈加突出，形勢(shì)愈加嚴(yán)峻，競(jìng)爭(zhēng)取代將繼續(xù)成為入侵生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
入侵種比本地種抗藥性普遍高
高玉林主要從事斑潛蠅入侵生物學(xué)及種間競(jìng)爭(zhēng)的研究工作。
他舉例說(shuō)，三葉斑潛蠅和美洲斑潛蠅都是園藝蔬菜上的重要入侵害蟲(chóng)，只是入侵時(shí)間不一樣，美洲斑潛蠅1994年在我國(guó)海南首先發(fā)現(xiàn)，隨后在全國(guó)范圍內(nèi)暴發(fā)成災(zāi)，目前已成為國(guó)內(nèi)普遍發(fā)生的害蟲(chóng)，絕大多數(shù)地區(qū)均有分布，成為我國(guó)大陸主要的斑潛蠅種群，特別在原入侵地海南，美洲斑潛蠅占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)種群這一現(xiàn)象維持了10年之久。2005年底在我國(guó)廣東首次發(fā)現(xiàn)三葉斑潛蠅，隨后迅速擴(kuò)散至海南，目前在我國(guó)東部和南部沿海幾個(gè)省市和地區(qū)有發(fā)生。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在我國(guó)海南大部分區(qū)域，三葉斑潛蠅已逐漸取代了美洲斑潛蠅成為海南地區(qū)優(yōu)勢(shì)種群，完全改變了過(guò)去由美洲斑潛蠅占優(yōu)勢(shì)種群的局面。
“在我國(guó)，三葉斑潛蠅與美洲斑潛蠅相比，對(duì)大部分常規(guī)化學(xué)農(nóng)藥表現(xiàn)明顯的抗藥性以及當(dāng)?shù)靥厥獾募闹鞣N植結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致新入侵種三葉斑潛蠅取代美洲斑潛蠅的主要因素。”高玉林說(shuō)，入侵種與本地種相比，對(duì)農(nóng)藥的抗性普遍較高，是導(dǎo)致昆蟲(chóng)種間競(jìng)爭(zhēng)取代共性因素，目前在斑潛蠅，煙粉虱、薊馬等發(fā)生的種間競(jìng)爭(zhēng)取代現(xiàn)象均與此有關(guān)。
