**篇绪论
**章全球变化与生物入侵概述
**节生物入侵
纵观人类发展的历史长河，其发展史可以说是一部对地球资源包括生物多样性资源利用的历史，也是一部对地球生态系统改造的历史，所以地球上无处不留下人类的足迹，且当今的地球已成为一个以人类为“关键种”（key species）的巨型生态系统（Vitousek et al.，1997），甚至被认为已进入“人类世”（Anthropocene）。目前，世界人口已突破81亿，而且还在快速增长。如果用国内生产总值和人均消费来评价世界的财富，那么我们人类的财富正在不断地增长；但如果我们用生物圈的健康状况来衡量世界的财富，那么我们所拥有的财富正在不断地减少，以至于严重影响到人类的福祉（IPBES，2019）。所以，今天的我们比过去任何时候都会感到不踏实。原因很简单，我们所居住行星的水圈、大气圈和生物圈等正在经历着快速的变化，而且这种变化的速率比过去任何时候都快得多；更令人担忧的是，这种变化已对我们人类的福祉和地球生态系统的完整性和健康产生了深刻而不可逆转的影响。化石燃料的燃烧改变了大气中的化学组成，从而导致全球气候的变化；人类活动造成了环境污染、土地利用方式的改变、生境丧失或破碎化，*终导致生物多样性的丧失；人类活动带来的生物地理区之间生物区系的交换导致了生物物种种群的重新分布，从而导致生物入侵（biological invasion）等。
简单地说，生物入侵是由生物有机体在生物地理区之间的非自然交换造成的，即由外来物种在其非自然分布区内的种群暴发所导致。在正式定义生物入侵之前，我们先定义外来物种，以及与外来物种相对的土著物种。
土著物种（native species或indigenous species）:是指出现在其自然分布区及其自然传播范围内（即在其自然占领的或无须人类的直接或间接引种也能占领的分布区内）的物种、亚种或更低的分类群。我国领土从北到南5500km，从东到西5200km，跨越约50个纬度，从南到北包含热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带等多个气候带，而且生态系统多种多样，因而蕴藏着非常丰富的土著物种。《中国生物物种名录》2022版共收录物种及种下单元13.8万多个，其中物种12.5万多个。人们熟知的土著物种如银杏（Ginkgo biloba）、稻（Orjzasativa）、大熊猫iAiluropoda melanoleuca）、川金丝猴（Rhinopithecus roxellana）等。丰富的土著物种构成了我国*特的生态系统类型，实现各种生态系统功能与服务，成为我国得以可持续发展的环境基础和自然资本。
外来物种（alien species）:是指由于直接或间接的人类活动致使其分布区发生改变而出现在本来不存在的地区或生态系统内的分类群（包括其种子、卵、孢子或其他形式的能使其种族繁衍的生物材料），文献中常用的其他英文名称还有：exotic species、introduced species、non-native species或non-indigenousspecies等。生态系统中夕卜来物种的存在与人类活动密切相关，是人类有意和无意引入的结果。据统计，美国的外来物种数量非常之巨，达53000种之多（Pimentel，2001），但到目前为止，我国尚缺乏外来物种的完整清单，因此具体的数量还不得而知。
事实上，许多“外来物种”是人类的宝贵财富，如玉米、Zea mays）、小麦（Triticum aestivum）、大麦（Hordeum vulgare）、稻（Oryzasativa）、马铃薯（Solanum tuberosum）、家鸡iGallus gallus domesticus）、黄牛（Bos taurus）等重要的经济植物或动物，对大多数国家或地区来说也是外来物种，但它们提供了世界98%以上的食物资源（Pimentel，2001），仅15种广泛栽培的植物便为世界人口提供了90%左右的食物，为人类社会的可持续发展做出了巨大贡献。然而，也有许多外来物种已对所到国家或地区的环境和经济造成了巨大的损失，如凤眼莲iEichhornia crassipes）、微甘菊QMikania micrantha）、互花米草QSpartina alterniflora）、非洲大蜗牛QAchatinafulica）、烟粉虱iBemisia tabaci）、松材线虫iBursaphelenchus xylophilus）、草地贪夜蛾CSpodoptera frugiperda）就是典型的有害外来物种。
文献中，生物入侵的定义比较混乱。由于生物入侵是相对于人类行为的现象，也是人类活动的结果，我们所关心的常常是那些对生态系统结构、功能和服务以及人类经济活动造成影响的外来物种。这里，我们综合不同的观点提供如下的生物入侵定义：当外来物种进入一个过去不曾分布的地区，并能存活、繁殖，形成野化种群（feral population），其种群的进一步扩张已经或将造成不可忽视的生态环境、经济和社会后果，这一过程称为生物入侵；而导致生物入侵的物种称为外来入侵物种（invasive alien species，IAS）（李博和陈家宽，2002）。所以，根据这一定义，一个外来入侵物种应同时满足如下4个基本条件：①地理属性：不属于所考虑国家或生物地理区域原产的物种；②种群趋势：已在新分布区归化（naturalization）且正在逐渐增加其多度或分布越来越广；③对入侵地的影响：在某种程度上已成为有害物种，或至少给所在区域的生态环境或人类的某些经济活动带来严重的负面影响或麻烦；④人类在其中的地位：人类往往是这些物种*初的有意或无意引种的责任者。另一个值得考虑的方面是，外来物种的入侵能力不仅由一个物种的生物学特征所决定，生境的有效性、气候和土壤类型等非生物因素以及竞争和捕食等生物因子等均起着非常重要的作用。
生物入侵影响被入侵区的生态系统结构与功能、生物多样性、经济和人类健康，所以有关其研究已形成了一个重要的生态学分支——入侵生态学，甚至将其冠以“入侵科学”（invasion science）的名称（Ricciardi et al.，2017）。入侵生态学主要研究如下3个方面（Davis，2009）。
入侵机制：研究外来物种成为入侵物种所经历的一系列过程（即抵达、建群、归化、扩张、成灾）及其影响因素，进而认识外来物种入侵成功的生态与进化机制。
入侵影响：评价入侵物种对所入侵区域的生态环境（如生物多样性、生态系统结构、过程和服务以及环境要素）、经济和社会的影响。
入侵管理：研究针对入侵物种的管理对策，达到预防、早期诊断、控制与**入侵物种，从而使区域面临的入侵压力及生态环境、经济和健康影响*小化的目的。
第二节生物入侵是全球变化的重要组成部分
早在1958年，英国的动物生态学之父查尔斯 埃尔顿（Charles Elton）就在其力作《动植物入侵生态学》（The Ecology of Invasions by Animals and/Vans）中警告：一定不能犯糊涂，我们正在目睹一场世界动植物区系的重大的历史性灾变。Vitousek等（1996，1997）认为生物入侵是全球变化的一个重要组成部分，这有几方面的原因。*先，生物入侵现象无处不在，是全球性的，世界各大洲无论是陆地、海洋还是岛屿均在发生，就连保护区域生物多样性*特性和完整性的自然保护地也未能幸免，只是其分布呈现出不均匀的格局（表1-1）。其次，尽管单个入侵物种所造成的影响可能是局部的，但是将生物入侵作为一个整体来看，它对生物多样性、生态环境、经济和社会的影响是全球性的；例如，*近的一项研究（Diagne et al.，2021）表明，过去几十年（1970～2017年）全球各国报告的生物入侵治理总成本至少有1.288万亿美元，年平均耗费为268亿美元，到2017年估计耗资1627亿美元，而这些成本显然被大大低估，且其增长趋势没有任何放缓的迹象，每10年约增长3倍。*后，生物入侵与全球变化的其他要素之间存在强烈的相互作用（图1-1），例如，国际贸易和交通的发展加速了生物入侵过程，大气中CO2浓度的升高和全球气候变化、火灾频率和强度的变化、环境污染等也会影响生物入侵过程；生物入侵也反过来影响这些全球变化过程的规模和速率，如入侵植物的扩张可能改变生态系统的野火特征（如火灾发生的时令、频度、强度和影响等）。
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