入侵植物成功的秘籍

生物侵略是全球性的生态问题，是指生物由原生计地经过天然的或人为的途径侵入到另一个新的环境，对侵略地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康构成经济损失或生态灾难的进程。研讨标明，生物侵略是继土地使用方法改动之后要挟全球生物多样性的第二大要素。

虽然国际各国为防治侵略生物做了许多尽力，但随着国际经济和交易全球化，生物侵略问题仍有愈演愈烈的趋势。以植物为例，《国际植物情况陈述》显现全球侵略植物的数量从2016年的4979种添加到20117年的6075种，只是一年时刻添加了近1100种。依据2018年出书的《我国外来侵略植物名录》，我国已发现1-4级侵略植物239种，此外还有225种有待调查植物。

侵略植物进入新的生境，一般不会和本地植物友善同处，而是会逐步抢占本地植物的生计空间和资源，并终究替代本地植物。那么，植物侵略成功的原因和机制有哪些呢?

侵略植物本身的生物特性

一般情况下，外来侵略植物会对各种环境因子具有较宽的生态幅，在不同环境压力下有较强的习惯性和忍耐性，如耐阴、耐瘠薄、较高的资源使用功率和光 合速率等。许多侵略植物还具有较强的有性繁衍才干，能发作很多的子孙。此外，一些外来种在习惯进化中或许进行了更多的遗传变异(如染色体多倍化、杂交等)，构成具有更习惯环境条件及使用更多资源的生态型，或具有更强的反抗外界环境钳制的才干或性状，然后终究在竞赛中取得优势。这些特性使外来物种相关于本地种在必定的环境中取得相对的竞赛优势，或许更易于占有某些本地种不能使用的生态位。也便是说，外来植物能够成功侵略，本身或许具有共同的生物特性或共同的内禀优势(如形状、生态、生理、行为和遗传等)，即生态学中的“内禀优势假说”。

侵略种与本地种之间的互相效果

(1)天敌逃逸假说。“天敌逃逸假说”最早由Darwin提出，用于解说一些物种为什么在其原产地较稀疏，而在侵略地却有数量上的添加和空间散布上的扩展现象。该假说以为，外来物种能够成功侵略到新的栖息地，是因为其脱离原产地协同进化的天然天敌(如竞赛者、捕食者和病原微生物)的操控效果，而本地竞赛种的专一性天敌简直未发作寄主搬运，或本地广食性天仇视侵略种的影响远小于对本地种的影响，逐步构成竞赛开释，然后导致外来种散布规模的逐步扩展。许多研讨很好地证明了“天敌逃逸假说”。比方，互花米草是我国1级侵略植物，在原产地北美，有一种病原微生物麦角菌能够在种子内构成菌核并感染互花米草的花部，下降其种子的产值，互花米草在被引进新栖息地时，原产地的天敌未能被一同传入，是其成功侵略的一个重要机制。

(2)习惯性进化。在“天敌躲避假说”的基础上，科学家又扩展提出了“增强竞赛力进化假说”、“氮分配进化假说”理论。“增强竞赛力进化假说”以为因为在引进地短少天敌的操控，外来种本来用于防护的资源出资就能够搬运到 本身的成长发育上，使其在新生境中更具竞赛力。该假说是关于“成长或防护”权衡的重新分配，在天敌躲避假说基础上进行了更深度的讨论。比方，对千屈菜和叉枝蝇子草的研讨发现，侵略地种群根据遗传改动的繁衍和成长优势与其对天敌的抵挡力下降有关。经过对紫茎泽兰侵略种群(我国和印度)与原产地种群(墨西哥)的研讨发现，紫茎泽兰侵略种是经过添加氮向光合体系的分配，提高了侵略种群的光合才干和光合氮使用功率。据此，科学家在“增强竞赛力进化假说”的基础上进一步提出了“氮分配进化假说”，该假说以为短少天敌不只使外来侵略植物下降体内氮元素向防护效果的分配，并且添加了氮向光合效果方向的搬运。

(3)化感效果。外来侵略植物与本地种之间往往存在着互相按捺的效果，这类影响也是导致侵略成功的重要要素之一。这类影响往往是因为侵略植物根系分泌物能够按捺其他植物的种子萌生和植株成长，即化感效果。外来侵略植物的化感效果不只能够架空本地植物，还能够经过推迟发育、拒食和毒性等效果削减植食性昆虫、大型动物及其他天仇视它们的取食，然后占有竞赛优势，成功侵略。

新生境的可侵入性

(1)群落生物多样性。“多样性阻抗假说”以为群落的生物多样性对反抗外来种的侵略起着要害性的效果。物种组成丰厚的群落对生物侵略的反抗才干较强，而物种多样性小、结构简略的生态体系更简略遭到外来物种的侵略。近年来的研讨也证明，农田以及一些小岛屿等结构较单一的生态体系更简略遭到侵略。其他相相似假说 还包含“空生态位假说”和“资源机会假说”。“空生态位假说”以为岛屿生态体系简略遭受生物侵略的重要原因之一是因为岛屿生态体系内物种匮乏，可为外来种供给空生态位，因而比大陆生态体系更简略被侵略。“资源机会假说”则以为，在大标准的空间规模内，可使用的环境资源是决议生态体系可侵略性的要害要素。新生境的群落一旦具有侵略种所必需的生态资源(包含养分、光照、水分、土壤养分等)，且这些生态资源也大多没有被本地种有用使用，便为外来物种的侵略供给了或许的空间。事实上也便是新生境中存在空余的生态位，这与“空生态位假说”的理论也是相通的。

(2)环境改动。环境改动对外来植物的侵略也有必定的影响，环境的搅扰能在群落中构成空的生态位，下降这些区域中土著种对侵略种的反抗力，使外来种易于进入久居，相关理论有“搅扰假说”、“环境发作化学改动假说”等。比方，互花米草的成功侵略，除了本身存在内禀优势和短少天敌，很大一部分原因是我国海岸带盐沼生态体系中土著种组成单一，而高强度围垦等人类活动搅扰和相对比较频频的环境改动等有利条件促进了其成长和繁衍。再比方，水葫芦的种子萌生和个别成长简略受水体中氮、磷含量的影响，因而人类搅扰后富养分化严峻的水体更简略遭受水葫芦的侵略。全球环境的改动也影响植物侵略的进程。研讨标明，温室效应引起的气候改动、大气成分的改动、不断添加的氮堆积、以及土地使用导致的生境片段化都会改动生物体系的搅扰体系，然后改动物种的散布以及陆地和水生资源动态，对生物侵略发作重要影响。例如，CO2浓度的升高或许减缓某些植物群落的演替康复，然后加速外来植物的侵略进程; 氮沉降的加重会使外来种侵略到一些本来土壤较瘠薄的区域，而成长缓慢的本地种会在竞赛中处于晦气位置。植物侵略反过来也极端或许会在全球规模内影响生物群落的结构与功用，继而反应性地影响全球环境。因而，全球改动与生物侵略互相发作的影响是杂乱和久远的，所以要详细说明全球改动怎么对生物侵略发作影响，也需求长时间、全面的研讨工作堆集。

综上所述，植物侵略本身是个杂乱的进程，已有假说在必定程度上的确解说了外来种的侵略规则，但每一种理论假说都有其使用的局限性。很难判别一个生态体系遭到外来种的侵略详细是由哪一个因子或哪几个因子起主导效果，也难以单独用某一种假说来解说一切的生物侵略现象，这往往需求联合多种互相相关的假说才干较好地解说侵略机理。

简略来说，关于一些外来植物，其引进新生境或许是一个偶尔事情，但其本身生物特性和新生境的环境条件却或许导致它必定成为侵略植物。因而，防控植物侵略的要害之一在于源头。

作者：李雄 我国科学院昆明植物研讨所