外来物种入侵是引起海洋生态系统退化的重要原因之一(见概论)。外来物种的引进是发展农林牧渔业的重要途径之一。我国已引进的一些养殖种类在海水养殖业的发展中起到了重要作用,如日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、海湾扇贝(Argopecten irradias)、虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)、太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)、美国红鲍(Haliotis rufescenst)和大菱鲆(Scophthalmus maximus)等。海带(图6-21和图6-22)在我国也属于外来物种,其种群在我国已有80多年的历史,目前是我国北方海区海底植被的重要组成种类,在近海生态系统尤其是海藻生态系统中占据着重要的生态地位。
但外来物种入侵对原有生物群落和生态系统的稳定性形成威胁,导致生境破坏,群落结构异常,生物多样性降低,最终引发生态系统退化甚至崩溃。
图6-21 海带的生活史
图6-22 海带形态
(一)改变或破坏生境
生物与环境的关系是辩证统一的,生物的生长可以改变环境的特征,反过来,环境影响着生物的生长和分布等一些生物学特征。入侵种种群的繁衍和扩张,改变了入侵地生境的原来特性,或者造成生境的破坏,生境的改变或破坏势必导致生物多样性减少,生物群落异常。珊瑚礁生物群落对生境的要求是特别严格的,其生境一旦变化,珊瑚虫和与之共生的虫黄藻的生存和生长都受到影响,礁体出现白化现象,该现象显示珊瑚礁生态系统处于退化状态。
(二)引发生物多样性降低,群落物种组成简单
与土著生物比较,入侵物种通常具有更高的种群增殖能力和更高的种间竞争能力。在入侵地,入侵物种种群迅速增长,无度地蔓延和扩涨,侵占了土著种群的生态位,抢夺了土著种群的空间和食物,甚至捕食土著种群,使土著种群数量降低甚至相继消失,入侵种成为群落的绝对优势种。这样的生物群落物种组成单一,物种多样性降低,原有的食物链和营养级结构、物种间的相互关系都被破坏,生态系统极不稳定。据报道,我国从日本引进的虾夷马粪海胆(Strongylocentroutus intermedius),从养殖网中逃逸后形成入侵,破坏大型海藻,引起海藻场生态系统退化,同时与土著物种光棘海胆(S.nudus)争夺食物与生活空间,使光棘海胆的种群数量下降明显。互花米草(Spartina alterniflora)是20世纪引入我国沿海的外来入侵种,其种群在长江三角洲和黄河三角洲湿地生态系统中扩张迅速,一方面与土著植物竞争抢占海滩,形成密集而单一的米草群落;另一方面加快了滩涂淤积,妨碍了水体的正常流动,破坏了湿地生物的栖息环境。原产于中美洲的沙筛贝(Mytilopsis sallei)于1990年在厦门马銮湾首次发现,三年之后又在福建东山发现。大量繁殖的沙筛贝迅速抢占了土著藤壶(Balanus spp.)和太平洋牡蛎的栖息地,造成土著底栖生物种类减少。
(三) 引发病害的发生
外来海洋物种入侵的同时有可能携带病原生物,容易引发入侵地生物发生新的病害。病害的发生引起生境质量下降,海洋生物的大量死亡,引发生态系统的退化。有学者认为,在20世纪90年代,我国发生的大规模养殖对虾、栉孔扇贝病害事件与引种带来的病毒有关。
(四)引发遗传污染
外来物种与土著生物杂交,改变土著生物种群的遗传多样性,引发遗传污染。外来物种可能与某些土著物种有较紧密的亲缘关系,当外来物种与土著物种发生杂交时,土著物种原先具有的独特基因可能消失,从而导致种质逐步退化甚至消失。原产于日本的长牡蛎能与近江牡蛎(C.rivularis)杂交,具有生长优势的杂交种可使土著种多样性降低,改变了土著种群的遗传多样性,造成遗传污染(徐海根等,2011)。
(五) 引发生态灾害
当引入的外来物种属于赤潮生物,很可能引起赤潮灾害,导致生态系统退化甚至崩溃。近年来我国赤潮发生的频率越来越高,波及的范围越来越大,并记录到了一些新的赤潮生物,其重要原因之一就是外来赤潮生物的入侵。据报道,在20世纪80年代末,澳大利亚东南部的塔斯曼海区新出现了3种有毒甲藻,分别为链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)、链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)和微小亚历山大藻(A.minutum),均为产麻痹性贝毒素的有毒甲藻。随后在澳大利亚的霍巴特港口、墨尔本港口以及阿德莱德港口暴发了有毒甲藻赤潮。链状裸甲藻是一种有毒的双鞭毛藻,已经通过船舶压舱水从日本传播到葡萄牙、新加坡等地。船舶压舱水已成为外来赤潮生物入侵、发生生态灾害的重要途径。
当生境与生物群落结构功能因外来物种侵入而被破坏后,原有生态系统的相对平衡状态就被打破,导致逆向生态演替。
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