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1、生物入侵与生态安全,以水葫芦入侵的生态危害与防治为例,福建农科院农业生态研究所 黄毅斌,前言,2002年，多年来在许多大中城市的花草虫鱼市场和海洋馆颇受青睐的一种观赏鱼一下子成了被无情封杀的“水中狼族”这就是原产于南美洲亚马逊河流域、通过非法渠道流入我国的食人鲳（又名食人鱼）。就此，生物入侵这一学术名词成为新闻热点。那么什么是生物入侵？,食人鲳 科别：脂鲤科 原产地：亚马逊河、圭亚那、委内瑞拉等地。特征：卵圆型侧扁。前身灰绿色，腹部大片红色，臀鳍鲜红色，有锐利的牙齿。体长：20-30厘米食性：肉食活动水层：中低层水域饲养水温：20-26摄氏度饲养难度：容易,生物入侵生物入侵（bio-invas
2、ion）也称外来种入侵，是指因为人类的活动有意或无意的将产于外地的生物引到本地，这些生物快速地生长繁衍，危害本地的生产和生活，改变当地的生态环境，带来巨大的危害。牙齿锋利、生性残暴的食人鲳容易识别，最可怕的是那些温柔杀手，如近年来引起广泛重视的松材线虫、水葫芦、紫茎泽兰等。,与生物入侵相关的两个概念外来种（alien species）:相对于本地种，是指对某一区域或特定生态系统而言，不是该区域或生态系统本地的任何物种（包括其种子、卵、孢子或其他可以使该物种繁衍的物质）。入侵种（invasive species）:指由于其引入已经或将使经济或环境受到损害，或危及人类健康的外来物种。,生物入侵作为
3、生态问题已日益引起公众和媒体的广泛关注，其原因首先在于生物入侵所带来的巨大经济损失。1999年美国政府估计生物入侵每年对美国造成高达1 230亿美元的损失。在我国，仅粗略统计几种主要入侵种所造成的损失即高达每年574亿元，生物入侵造成的总损失可能达数千亿元人民币。然而，生物入侵更严重的后果是对生态和环境的破坏。生物入侵在个体、遗传、种群、群落、生态系统等各个水平上产生影响，造成物种濒危、灭绝，生物多样性丧失，并严重影响原有生态系统的结构和功能。,生态安全,生态安全（ecological safety）是近年来新提出的概念，尚未有普遍的定义。一般有广义和狭义的两种解释。前者以国际应用系统分析研究
4、所(IASA，1989)提出的定义为代表：生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会次序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态，包括由自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全，组成的一个复合人工生态安全系统。,狭义的生态安全是指自然和半自然生态系统的安全，即生态系统完整性和健康的整体水平反映。其包含两重含义，一是生态系统自身是否安全；二是生态系统对人类是否安全，即生态系统所提供的服务是否满足人类生存需要。生态安全问题可以从纵向即可能造成生物危害的主体（转基）因生物体、病原体和入侵型外来生物角度，也可以从横向即可能受到生物危害的对象人体健康和生态环境两个角度
5、来研究。因此，生物入侵是生态安全的一个重要研究领域。,生物入侵的主要方式,有意引进 即引入用于农林牧渔业生产，生态环境改造和恢复、景观美化等目的的物种，之后演变为入侵物种。如我国20世纪60、70年代广泛推广的“三水植物”（水葫芦、水花生、水浮莲）。无意传入 是因贸易、运输、旅游等活动而无意识地传入。如松材线虫1982年首先在我国南京中山陵被发现，以后相继在江苏、安徽、广东、浙江和香港成灾。它就是进口设备时，随着木材制的包装潜入我国的。自然入侵 自然入侵是生物靠自身的扩散传播或借助自然力量传入，如飞机草(Chromolaena odorata)、紫茎泽兰(Eupatorium adenopho
6、rum)这两种植物大约于20世纪50年代末从中缅、中越边境传人我国，现已广泛分布于云南、广西、贵州、四川等省的许多地区.,入侵生物对生态安全的危害及影响,1 改变物种组成，破坏生物多样性 在自然界长期演变过程中，生物与其天敌相互制约，各自的种群都极限在特定的区域内，当一种生物传人新区之后，由于缺乏足够的生态阻力，极易扩散蔓延，形成单优群落，与本土物种竞争生存空间，造成本土物种数量减少乃至灭绝。,2 改变种群结构，破坏生态平衡 外来有害生物侵入新区后，在生态系统中占据适宜的生态位，种群迅速增殖，发展成为当地新的优势种，进而影响本土生态系统的结构和功能，打破原有生态系统平衡，对当地生态系统产生不利
7、影响。3 污染生态环境，威胁人畜健康 许多入侵生物是人类的病原或病原的传播媒介，一旦它们入侵成功，可能会造成大范围的疾病流行，严重影响人类的健康和生存。如豚草花粉就是人类变态反应症的主要致病源之一，空气中飘浮的大量脉草花粉会引起过敏体质者患枯草热病.,4 造成巨大的经济损失 外来生物一旦入侵成功，要彻底根除是极为困难的。用于控制其危害、扩散蔓延的防治代价极大，费用极为昂贵。为了减少外来种的危害，需要采取各种耗资不菲的防除措施，例如各种形式的检疫、控制和根除等。,据不完全统计，我国外来杂草共有107种，外来动物40余种。2003年，中国国家环保总局公布了首批入侵中国的外来物种名单（植物9种，动物
8、7种）。1.紫茎泽兰；2.薇甘菊；3.空心莲子草；4.豚草；5.毒麦；6.互花米草；7.飞机草；8.凤眼莲；9.假高梁；10.蔗扁蛾；11.湿地松粉蚧；12.强大小蠹；13.美国白蛾；14.非洲大蜗牛；15.福寿螺；16.牛蛙,紫茎泽兰（解放草、破坏草）(Eupatorium adenophorum)原产中美州，现分布于我国云南、广西、贵州、四川、台湾，排挤本地植物；侵入经济林和农田；全株有毒，危害畜牧业等,薇甘菊(Mikania micrantha)原产中美洲，现广泛分布于我国香港、澳门、和广东珠江三角洲地区，严重危害68米以下的天然次生林、人工速生林、经济林和风景林,豚草(Ambrosia
9、 artemisiifolia)为一种恶性杂草，原产北美洲，1935年发现于杭州，在我国见于东北、华北、华东和湖北。花粉会引起人类过敏反应。,空心莲子草（水花生、喜旱莲子草）(Alternanthera philoxeroides)原产南美洲，现几乎遍及我国黄河流域以南地区。,毒麦(Lolium temulentum)原产欧美洲地中海地区，现广布世界各地，是我国限制检疫对象，我国除西藏和台湾外，各省(区）都曾有过报道。,互花米草(Spartina alterniflora)原产美国东南部海岸，1979年引入我国，分布于我国上海、浙江、福建、广东、香港,飞机草（香泽兰）(Eupatorium o
10、doratum)原产中美洲1934年在云南发现，现分布于我国台湾、广东、香港、澳门等地，危害多种植物和牧场。,假高梁（石茅、阿拉伯高粱）(Sorghum halepense)原产地中海地区，现分布与我国16个省（自治区、直辖市），是30多种家作物的杂草,凤眼莲（水葫芦）(Eichhornia crassipes)原产巴西，见于我国华北、华东、华中和华南的19个省（自治区、直辖市），作为猪饲料推广后大量逸生，堵河道、破坏水生态系统等。,蔗扁蛾(香蕉蛾)(Opogona sacchari)原产非洲，1987年随巴西木进入广州，现传入我国10余个省、直辖市、威胁农作物、果树、名贵花卉等。,强大小蠧（
11、红脂大小蠧）(Dendroctonus valens)原产非洲，现分布于我国山西、陕西、河北、河南等地，严重危害松树。,非洲大蜗牛（褐云玛瑙螺）(Achatina fulica)原产非洲东西部，1920年在福建厦门发现，现已扩散到我国香港、台湾、海南、广西等地，已成为危害农作物、蔬菜和生态系统的有害生物,湿地松粉蚧(Oracella acuta)原产美国，1988年随湿地松无性系穗进入我国，广东、广西、福建等地有报道，严重危害松林,美国白鹅(秋幕毛虫、秋幕蛾)(Hyphantria cunea)原产北美洲，现分布于我国辽宁、河北、山东、天津、陕西、等地，危害果树、林木、农作物及野生植物等200
12、多种植物。,福寿螺(大瓶螺)(Pomacea canaliculata)原产亚马逊河流域，1981年引入，现广泛分布于我国广东、福建、云南、浙江等地，危害水稻，威胁水生贝类、植物，也是一些寄生虫病的中间宿主。,牛蛙（美国青蛙）(Rana catesbeiana)原于北美洲，1959年引入我国，现遍及我国北京以南地区。适应性强，使本地两栖类面临减少和绝灭的危险。,目前在我省发现的入侵物种多达几十种，由于缺乏广泛的调查和深入的研究，其发生范围和危害程度还难于估算。其中影响较大的物种有水葫芦（学名凤眼莲）、水浮莲、米草、福寿螺、美洲斑潜蝇、水花生、银胶菊、微甘菊等。,外来物种，银胶菊，惠安紫山。,水
13、花生危害稻田，农林大学。,受大米草威胁的红树林（龙海紫泥）,其中水葫芦是为害最为严重的世界性问题。在我国，近几年水葫芦的大面积发生造成的水产养殖危害和对水库安全的威胁时有报道，并引起各界的关注，据估计目前我国每年因水葫芦造成的经济损失接近亿元。,水葫芦的生物学特性1.1 形态特征,水葫芦Eichhornia crassipes(Mart.)Solms 原产南美洲，属雨久花科凤眼莲属，为多年生、漂浮性、宿根、大型水生草本植物，学名名凤眼蓝。俗称水荷花和“猪耳朵”，英文名water hyacinth(水风仙子)。自然条件下可以生长到lm。,图1 凤眼莲植株形态A风眼莲生长型；B花蕾；C老分株；D新
14、分株1侧根；2花苞；3花；4叶鞘；5叶片；6花梗；7基叶；8叶柄；9根茎；10佛焰苞,叶基生，广肾形或阔卵形，宽515cm，长2030(40)cm，微弯，常呈波浪状，簇生于短缩茎上，斜出向上生长，成株一般具有67片叶。叶深绿有光，叶肉肥厚，柔嫩多汁，叶面略有蜡质，有光泽，叶长2030cm，自然群落中有时甚至可达lm以上。叶脉多而密、纤细、纵向分布，叶柄中部膨大如葫芦状，主要为海绵组织，内贮有很多空气，使整个植株得以漂浮水面。,根为须根，似柔软的羽毛，丛生于短缩茎基部，向下分散，悬垂水中，吸收营养，新根蓝紫色，老根紫黑色。花为穗状花序，有小花610朵，蓝紫色，花茎中部具有鞘状的苞叶；花呈漏斗状，
15、花瓣6，藏蓝、淡紫或桃色，最上一片花瓣中部有一鲜黄色斑点，雄蕊6枚，雌蕊1枚，子房上位。一个花序大约可结300粒种子，种子极小，千粒重为04g左右，呈枣核状，黄褐色。,1.2 繁殖特性,无性和有性两种繁殖方式，以无性繁殖为主。无性繁殖通过匍匐茎增殖，即从其缩短茎的基部叶腋中横出抽生匍匐枝，匍匐枝伸到一定的长度后，其先端的芽形成新的分株，分株不久再生分株，进行自然无性繁殖，每一叶腋都可能抽生一新植株。种子生命力极强，在水中可存活520年，在温暖、浅水和高光照条件下萌发出实生苗而进行有性生殖。先是沉水的种子根伸入基质中，随后形成45片515mm长的线状叶，第6片及随后的叶片具有大量的通气组织，当具
16、有充足浮力的时候，幼苗就脱离初生主根而浮出水面。在自然生境中，由于种子萌发和幼苗生长的条件难以满足，故实生苗难以见到。王东于2001年在我国海南省发现了其实生苗，说明其在我国已经归化，能行有性繁殖。,1.3 生态适应性,在淡水生境中都能生长繁殖，包括浅水的季节性池塘、沼泽、缓慢流动的水体以及大的湖泊、水库和河流。地理上，一般分布在冬季气温为1的亚热带地区至夏季温度超过40C的干热带地区。在地球北纬40(葡萄牙)至南纬45(新西兰)之间的大部分热带、亚热带均有分布。水葫芦对水体营养状况适应范围很广泛，可以是清水的贫营养湖泊和水库，可以是含大量营养和有机物的高度污染水体，也可以是含大量有机、无机和
17、重金属物质的工业污水。在高酸性和高碱性水体中水葫芦仍能存活。,一般在气温达13C或水温10C时开始生长，气温为3035C或水温为2730C时生长最为旺盛，但当水温在35C以上并持续56h就萎蔫。可耐5C低温，7C以上可安全越冬，5C以下需保护越冬，水温下降到冰点，则几小时就死亡。不耐霜冻，遇霜即枯死。生长适宜的光照强度为24 000240 000 1xh。水葫芦生长的适宜氮浓度为23100mg/l，最适值为40mg/l；适宜的磷浓度为0.140mg/l，最适值为20mg/l。适宜的pH范围为69，最适值为6.97.0，当pH12时，则对水葫芦有致死效应。,2 水葫芦生物人侵的国内外现状,水葫芦
18、原产于巴西，1823年首见报道。在原产地由于受生物天敌的控制，仅零散分布于水体。1844年在美国的一个博览会上水葫芦引起人们注意，被誉为“美化世界的淡紫色花冠”。此后，一些发达国家开始将水葫芦作为观赏植物引种栽培。另外，由于水葫芦生长繁殖快，营养价值较高，是畜禽鱼的优良饲料，成为不发达国家农业发展的有效手段。1940年发现其对污水有很强的净化作用，能有效去除污水中营养元素，降低BOD，吸收和富积各种重金属和去除有机毒物，且净化效率明显优于其他任何一种水生植物，因而进一步在各地推广。现在除原产地外，美国、墨西哥、加拿大、印度、南非、尼日利亚、德国、日本等几十个国家和地区均有报道，并造成了较大的危
19、害。,水葫芦用于养猪场污水治理,斐济,澳大利亚,美国 俄亥华Lake Wilson,坦桑尼亚victoria湖（世界第二大淡水湖）,扎伊尔,南非 Hammarsdale 水库,尼日利亚 内罗毕河,我国最早于1901年从日本以观赏植物引入台湾，并作为饲料和净化水质的植物而推广种植，后逃逸成为野生种群。水葫芦在20世纪6070年代促进了我国农业、畜牧业和渔业的发展，80年代后对水环境的污染起到了一定的净化作用。现广泛分布于华北、华东、华中和华南的大部分地区，尤以长江以南分布面积较大。近几年，我国南方的湖泊与河流普遍发生水葫芦疯长覆盖水面，阻碍航道的现象，已广泛引起公众与环保部门的关注。如近年来发生
20、的云南滇池、上海黄浦江水葫芦泛滥，宁波市姚江、奉化江、涌江出现的水葫芦封江之势和武汉长江、汉江出现的大面积“绿色漂浮物”均为风眼莲繁殖过度泛滥成灾的典型事例。（照片）,浙江台州水葫芦泛滥成灾,杭州组织科研人员进行课题考察调研,上海组织人力在黄浦江上游地区打捞水葫芦,京杭运河水葫芦成灾,葫芦入侵四川遂宁“母亲河,河北省博物馆周边,其中，最引人注目的是昆明市，流经该市的大观河几乎完全水葫芦群落覆盖；滇池有1 000hm2的水面生长着水葫芦，盖度近100。当时为迎接世博会耗巨资治理水葫芦。近年来随着滇池污染治理的大规模开展，云南采取多种措施对水葫芦进行打捞、喷药，但是始终难以控制其发展。武汉的东湖，
21、起初为净化水质而引入，而该地超富营养化水质及有利的温光条件促使水葫芦疯长成灾，每年都要花费很大的代价来控制其扩散。,武汉东湖,昔日水乡，如今已被水葫芦淹没。,湖州菱湖镇陈邑村的村民们在村干部的带领下，自发组织打捞。,滇池里的水葫芦泛滥成灾。,2002年上海水域的水葫芦总量在200万t左右，其中有近80 000150 000t流入黄浦江和苏州河，覆盖内河14的水面。浙江省温州市的发生面积达20 000 hm2以上，水域覆盖面积超过23，严重影响当地农业、水上运输及环境保护。台湾省，水葫芦发生危害的河道或排水渠达476条，面积约61 000 hm2。从年至今，珠江水域水葫芦每年就增长倍，年平均每天
22、只捞到.吨水葫芦，现在接近吨。,我省近两年有关水葫芦成灾的报道,据介绍，水葫芦在我省蔓延的面积已达万亩，近几年来初步治理了万多亩。目前，水葫芦从南到北，从沿海到山区，分布于全省各地。泉州、晋江、石狮、龙海等城市的内河部分河段甚至被水葫芦完全覆盖。莆田市是我省较早开展水葫芦整治的城市。当地的兴化平原南北洋河沟纵横，水面达.万亩，水葫芦一度覆盖了7 000亩。去年，莆田市进行了一次“围剿”。这次整治分两轮进行，第一轮发动个乡镇（街道）个村庄干部群众打捞，历时近一个月。此后，莆田市成立了一支多人的专门保洁队伍，配备艘船只常年打捞。这样，水葫芦蔓延的势头基本上被控制住，水质有了一定的改善。（“人海战术
23、”扫荡水葫芦（海峡都市报）2003-12-21）,厦门杏林湾水库4000多亩的水面都密密匝匝地覆盖着水葫芦，成为我市水葫芦的“重灾区”。集美区为期一个月时间的水葫芦专项治理工程取得阶段性成果，截至2月24日，全区已完成打捞整治面积1500多亩。（厦门日报 2003-12-31)近期，沙溪河上游大量水葫芦不断顺流而下，从三明市区到沙县延绵20多公里的河段上，水葫芦成片疫长，几已成灾。三明市有关部门已经组织一百多人打捞水葫芦，希望能尽快将水葫芦清理掉。（福建电视台 20020613日）,根据省长卢展工关于专项整治水葫芦问题的批示，17日，刘德章副省长主持召开我省召开水葫芦专项整治工作电视电话会议，
24、研究福建省水葫芦整治有关工作。决定从现在开始到春节前发动人民群众进行一场“冬季战役”，并在今后年进行日常保洁，以此挑战水葫芦这个世界性的难题。17日下午，水口电站坝前红旗飘扬，驻闽某部官兵和福建水口发电公司员工联合开展了大规模清除水葫芦行动。据省水利厅负责人介绍，全省水葫芦面积达40万亩，去冬今春的任务是清除16.5万亩，截至目前已清除11.5万亩。副省长刘德章参加了打捞水葫芦活动。（福建水利信息网 12月16日，海峡都市报 2003-12-21）,据（南平）市水利局2004年1月的统计数据，全市受水葫芦影响的水域共有39处，受害面积达12863亩，其中延平（闽江为主）达6255亩，邵武300
25、0多亩。由于水葫芦生长于水中，含水量大，打捞填埋要耗费大量人力物力。由于春节的耽搁和财力的限制，到目前为止，只完成30%左右。而延平区仅打捞380亩，仅占6%。按照100元/亩的最低打捞费计算，仅延平区还需花费600多万元才能打捞清楚。（闽北肆虐疯长的“水葫芦”咋治理（闽北日报）2004-2-5）,4月24日，在闽江水口水电站，一层厚实的“绿毯”将江面盖得严严实实，连绵数公里，受灾最为严重的雄江镇，近三分之二的水面被水葫芦覆盖。在水口电站大坝区域水面交通严重受阻，一二百吨的航运船只，如不压货载物根本无法航行；闽清县捕捞队已停业一个多月无法作业；8000多箱的网箱养殖受到侵害。（现场直击水口水电
26、站上游：水葫芦疯长成灾福建日报 2004426）,网箱养殖受到水葫芦包围,养鱼户遭,闽江水口水电站上游水葫芦泛滥成灾,近年来，我省先后投入1100万元，整治了1700处、5.5万亩，但目前仍有1.33万处、近40万亩的水葫芦亟待清理整治。（福建日报 2004年1月20日）,3 水葫芦生物入侵的成因与为害,生物入侵的主要途径有意引进：引入用于农林牧渔业生产；生态环境改造和恢复、景观美化等目的的物种，之后演变为入侵物种；无意传入：因贸易、运输、旅游等活动而无意识地传入；自然入侵：靠自身的扩散传播或借助自然力量传入。,外来种的繁殖特性是其造成危害的重要因素。就水葫芦而言，造成其生物入侵的主要内因是其
27、快速生长繁殖的生物学特性、漂浮植毡层的结构特点、较强的生态适应能力和竞争力。主要外因是人类活动对繁殖体的传播扩散、水体富营养化的加剧、缺乏天敌的控制以及持续暖冬天气。,3.1 水葫芦生物入侵的成因（1）水葫芦的繁殖特性,水葫芦是已的生长繁殖最快的植物之一。呈几何级数增长，每株可分出多枝匍匐茎，茎端又可分出幼株，在有限的空间内，能在短期内迅速增殖。在适宜的条件下，每5d可萌发一新植株，90d内一株水葫芦就能繁衍出约25万棵幼株，种群在200d后可达342万株左右，覆盖水面约15 000m2。与其他水生植物相比，水葫芦具有明显的生长优势。在3种磷营养水平下与同生活型乡土种水鳖的比较研究表明，在同一
28、磷水平下，水葫芦的生长速率明显高得多，且对磷水平变化的反应也强烈得多。,在不同氮营养水平和pH条件下对水葫芦和大藻比较研究表明：在相同条件下，大藻形成的分株数比水葫芦多得多，但水葫芦累积的总生物量比大藻高得多，且氮营养水平和pH对水葫芦存在相互作用，但对大藻没有。在相同的条件下，水葫芦的C02同化速率为3035mg(dm2h-1)，比槐叶萍2023mg(dm2h-1)的高得多。在富营养化水体中对水葫芦、大藻和石莲花的生长比较研究表明，这3种植物最后累积的生物量依次为106t(hm2年)，72t(hm2年)和41t(hm2年)，水葫芦明显比其他两种植物生长快得多。其生长速率甚至高于C4植物甘蔗。
29、,（2）水葫芦的人为扩散,纵观所有的国家和地区，有关水葫芦泛滥成灾的报道追其根源都是人为引入的。风眼莲有作为观赏植物、净化水质、用于饲料和肥料等多种用途，正因为水葫芦这种多用途的“外衣”引起了人们的兴趣，既可以迎合经济发达国家的需要，也可以迎合经济不发达国家的需要。在人们未充分认识到其生物入侵并产生危害之前，引种加以利用就成为自然而然的事了。水葫芦在不同国家和地区之间的扩散主要还是人为引起的。当然，候鸟对种子的传播可能多少也起着一定作用。,(3)水体富营养化,大量生活污水排入，加上农田化肥、农药用量的增加，使水质富营养化加剧，水中氮、磷等营养盐分和有机物提供了水葫芦生长繁殖的必要条件。水葫芦的
30、生长繁殖速率与水体营养水呈明显的正相关，尤其对水体中磷水平的变化非常敏感。正常池塘(总营养水平为8.04mgl)和污水池塘(总营养水平为52.33mgl)的生长比较发现，污水池中的水葫芦比对照的生物量高8倍多，超过了营养水平的倍数，植株更为高大，且叶片呈墨绿色。在0.55.5mgl范围内，风眼莲生长速率与供氮水平存在明显的正相关；在磷浓度0.061.06mgl，水葫芦生长速率与磷水平存在明显正相关。目前我国湖泊有65呈现富营养化，还有29正转向富营养化，将引起水葫芦生长繁殖的强烈反应。,(4)气候异常,当前，全球气候变暖已成趋势，温度升高，将扩大风眼莲的适生区，为其向较寒冷地区扩散提供了必要的
31、生存条件。亚热带和温带地区冬季温度的普遍升高，无疑将扩大风眼莲根茎能安全越冬的区域。近些年来，水葫芦在我国暖温带地区泛滥成灾与连续几年的暖冬有着密切的关系。另外，由于干旱少雨，为了汇集水量，河流上游的泵站、船闸减少了开闸次数，致使河流下游流速缓慢，加之沿岸工业废水和生活污水的汇入，河水长期滞留于河道中，污染物得不到冲稀，水体的自净能力受到影响，造成水质严重富营养化，为水葫芦的生长繁殖创造了良好条件。,（5）产业结构的调整,20世纪6070年代，我国大力提倡推广种植“三水饲料（水葫芦、水花生、水浮莲）”，各地相继引种，并研究了许多高产栽培措施，人为促进了水葫芦的扩散。近20年来，由于产业结构的调
32、整，人工合成的方便、高效、易于贮存的复合饲料已取代了青饲料水葫芦，水葫芦大量繁殖得不到充分利用和控制，致使疯长成灾。,3.2 水葫芦生物入侵的为害(1)影响生物多样性,水葫芦的成功入侵，将改变水生生境，对物种结构产生明显影响，进而影响整个生态系统的结构和功能。由于水葫芦生物入侵和富营养化的双重作用，在滇池原生的很多水生生物几乎处于灭绝的边缘，20世纪60年代以前主要水生植物有16种，水生动物68种，到80年代，大部分水生植物相继消亡，而水生动物仅存30余种。,（2）影响水体理化特征,水葫芦大量繁殖时，导致水温、pH、溶氧、浊度、硝态氮含量降低，而C02浓度、氨态氮、硫化物、Ca、Mg增加。其急
33、剧的蒸腾作用将使水容量大为减少。水葫芦残体的腐败和分解，会增加水体的BOD含量和营养负荷，促进向富营养化方向发展。,（3）环境危害及经济损失,河流湖泊中水葫芦的大量繁殖会堵塞河道，影响船舶航行和阻碍排灌。水葫芦遭寒流袭击，会枯死腐烂下沉，污染水体并造成次年的潜在危害，形成恶性循环。水葫芦一旦入侵成功，防治是非常困难的，往往是治标不治本且代价极其昂贵。,美国：1884年引进，1899年政府就投资25 000美元进行防治，但效果欠佳且入侵的地区越来越多，面积也越来越大，到1965年，国家立法规定每年的防治费用不得超过500万美元，并积极支持科研部门尽快找到防治的最经济、最快速的方法，通过从管理者到
34、政府部门多年的艰辛努力，采用了化学、机械、生物天敌等多种防治措施，现在才得以使该草维持在一个较低的水平。我国：每年因水葫芦造成的经济损失接近100亿元，光打捞费用就高达5亿10亿元。近几年昆明为防治水葫芦在滇池疯长成灾，前后投入了40多亿元；1999年温州市全市动员打捞水葫芦的总投入就达1 000万元人民币；台湾省每年的防治费用也达上亿元台币。,控制水葫芦生物入侵的对策4.1 人工或机械打捞,即采用人工或机械将水面上的水葫芦打捞起来，经太阳暴晒后再焚烧。此法安全，对环境没有太大的不利影响且见效快，在水葫芦生物入侵防治的早期阶段一般采用该法。由于费时费工，代价昂贵，且难以达到长期防除效果，因此只
35、是权宜之计。多年实践证明单用此方法不能获得成功。,新型的打捞船在作业（上海）,美国 机械采收水葫芦,机械粉碎（美国）,4.2 化学防治,在所有的方法中，化学防治法效果最明显。采用克芜踪、2,4-D、草甘磷、赤霉素等，使用方便，效果迅速。但化学防治在防除水葫芦的同时，也杀灭了许多当地动植物类群，因此对水生生态系统破坏甚大。此外，化学防除法污染环境且无法清除水葫芦的种子，效果不持久。目前单独使用化学防除法已为大多数管理者所放弃，仅用以与其他防治法如生物天敌配合使用。,飞机喷撒除草剂（美国）,人工喷撒除草剂（加拿大）,美国：化学防治前（左）后（右）,4.3 生物防治法,生物防治法安全，对环境无污染，
36、成本低，效果持久，多为国内外研究者和管理者所重视。在原产地水葫芦天敌种类繁多，有节肢动物、螨类、真菌类、鱼类、蟹类等。其中专一性较好，能有效控制水葫芦种群扩展的生物是水葫芦象甲(Neochetina bruchi，Neichhorniae，Bellura densa）和真菌(Cercosporar odmanii)等7种。水葫芦象甲的两个种Nbruchi和Neichhorniae是水葫芦的专食性昆虫。这两种象甲的共同特性是寄主谱很窄，只能在水葫芦上完成生活史。,水葫芦象甲（蛹）,水葫芦象甲（卵）,水葫芦象甲（成虫）,自从发现风眼莲象甲是水葫芦的专食性昆虫以来，现已被各国广泛采用并已取得成功。国
37、内研究发现这两种水葫芦象甲对23个科46种植物不产生危害，不取食花卉、蔬菜、果木、粮食及其他作物，只取食水葫芦，对水葫芦种群具有很好的控制作用。生物防治所需时间较长，一般从释放天敌到获得显著的控制效果至少需要35年，甚至更长的时间。另外，引进天敌在自然条件下是否会发展成为新的入侵物种，各国还心存顾忌，我国至今未批准野外释放。,4.4 综合利用,（1）饲料：水葫芦茎叶鲜嫩可口，容易消化，营养成分丰富，含粗蛋白质2.38、粗脂肪0.27、粗纤维0.91、无氮浸出物3.7，以及畜禽发育的各种必须氨基酸。它不仅是猪的优质饲料，切碎、发酵或打浆后还可作为鸡、鸭、鹅的饲料和鱼的饵料，也可与玉米等配合，制成
38、千饲料，长期保存。（2）肥料：水葫芦也是一种较好的绿肥，每100kg鲜草相当于硫酸铵1.15kg、过磷酸钙0.44kg、硫酸钾0.23kg，肥效较高)。但如果是进行工业化肥料生产的话，由于其含水量太高(达90以上)，从商业角度来看不尽合理。,（3）沼料：水葫芦的碳氮比为2530，其茎叶经过厌氧细菌发酵可产生大量的甲烷气体，是一种理想的沼气原料，lkg水葫芦可产生含70甲烷的沼气373L。印度孟买的一个研究所利用污水养植水葫芦，然后将其茎叶装在一个特制的袋子中，暴晒后收集沼气，剩下的渣滓还可作燃料，其热值比牛粪还高。（4）造纸：水葫芦富含纤维素，是一种良好的造纸原料。印度菲律宾等地建立了以水葫芦
39、为原料的造纸厂，造出耐揉、耐湿的包装纸、写字纸、广告纸和卫生纸。但生产出的产品由于缺乏韧性而使品质有所下降。此外，武汉以水葫芦制成纤维板，其强度可与石棉黏合板相媲美，可用于房屋的天花板。美国、越南、泰国用于制作工业品、玩具、家具等产品。,越南,泰国,美国,越南,5 福建省研究防治水葫芦的初步设想,鉴于我省日益严重的水葫芦为害，须尽早研究防治方法。打捞机械研究：研究一种有效的打捞船，可以在打捞的同时进行挤水压缩打包，以进行有效的防治和进一步利用；专一性除草剂筛选：在广泛室内研究的基础上，筛选对水葫芦杀灭作用专一而对其他水生植物危害较小的除草剂；水体养殖防治：研究针对特定水体营养状况的水产养殖配比进行综合防治。如在水葫芦生长较慢的冬季放养水生植物（红萍等）抑制水葫芦的生长，同时根据水质状况养殖鱼类以降低营养化程度；以毒攻毒防治：鉴于福寿螺生长繁殖速度快、喜食水葫芦的特性，研究以福寿螺防治水葫芦的技术方法。但应慎之又慎。,水葫芦发电：水葫芦成灾正是水口电站的枯水期，水电不足，可通过沼气发电补充电能，有同时减轻危害。,水葫芦,放电,沼气,鸡粪,沼气池,沼液、沼渣,果园,养鸡场,？,Flash 影片/,
