入侵生物学:假说和证据——Invasion Biology: Hypotheses and Evidence

 

  者:Jonathan M. Jeschke, Tina Heger, Sabrina Amador-Vargas

出版社: CABI Publishing

ISBN978-1-78064-764-7

索书号:Q16/I-62e/2018/Y

藏书地点:武大外教中心

 

现代生物入侵现象日益严重,一门新的生物学部门——入侵生物学运用而生。入侵生物学对生物入侵的定义是某种生物从原来分布的区域扩张到一个新的地区,在新的地区内过度繁殖、扩散并持续下去。入侵种和本地植物竞争空间和食物,破坏栖息地和食物网,降低水质,并且传播疫病和寄生虫,从而使当地经过长期进化形成的稳定生态系统遭到破坏,对入侵地的农、林、牧、渔业造成很大的影响,病原体致病微生物的传播则直接威胁当地居民的健康。入侵生物学要解决的核心问题是:什么样的物种才会成为入侵种和什么样的群落才容易被入侵。

地球上的生物受到地理气候环境的限制,仅仅依靠自然力,如风、水流、气流、动物携带等难以广泛的散布,但随着国际经济交流的日益频繁,对物种原有的地理阻隔因素已在逐步消失。当前,在世界上已经找不到一个没有外来物种的地方,但有些外来种在该地却获得机会进行了过度的繁殖,转化成入侵种,对当地生态系统的结构和功能造成了影响,其危害性不仅会表现出巨大的经济损失,而且威胁到人类的健康和持续生存与发展。当前,对生物入侵(biologlcal invasion)的定义是指某种生物从原来分布的区域扩张到一个新的地区,在新的区域内过度的繁殖、扩散并维持下去。通常,外来种的引入会产生两方面的效应:有益和有害。

外来种常以一种特殊的隐秘的生物污染形成表现出来,以不可预测、难以及时发现和不可逆的后果过度的繁殖和蔓延,形成为暴发性的种群。它们和本地物种竞争空间和食物,破坏栖息地和食物网,降低水质,并且传播疾病和寄生虫,从而使经过长期进化形成的当地相对稳定的生态系统遭到破坏,对入侵地的农、林、牧、渔业生产造成很大的影响,在一些地区甚至造成毁灭性的打击,病原体致病微生物的传播则直接威胁当地居民的健康。对这种起破坏性的外来物种就称为入侵种,很早就成为生物学的研究对象,因为入侵现象日益严重,一门新的生物学部门——入侵生物学运用而生。

外来物种入侵造成的经济影响主要存在二个方面,一是对潜在的经济产出造成影响,如作物产量的降低、畜牧动物和鱼类的生活力下降;另一方面是为控制入侵所造成的直接费用,包括植物检疫、防治及清除入侵物种的费用等。关于入侵的机制方面,1996 Williamson 提出过一个所谓的 1/10 法则,Williamson 把生物入侵过程划分为三个阶段,一是从外地进入定居;二是在新地区建立种群;三是爆发性的繁殖产生负作用,每次成功的转移概率在 5%~20%,平均概率在 10%左右,因而称为 1/10 法则。这样看来,入侵种的形成是一个概率不高的事件,但 1/10 法则并不能解释一些现象,如 人工引种的优良品种植物成功的概率是很高的,相反的,在一些当地环境受到破坏的地方,如建筑工地、垃圾堆、撂荒地、休闲地、路旁、公路两则,仓库空隙地、植被稀少的山坡、侵蚀地、次生灌木林地等,入侵成功的概率要高得多,而在原始的热带雨林中,从未发现过生物的入侵。显然,在经常受到人类干预或已经退化的生态环境中,物种单一,一些资源被过度利用,而 另一些没有被充分利用,外来种正是借助那些没有充分利用的资源而得到发展。在一个稳定的生态系统中,空间、光照和水分等资源已被充分利用,没有闲置的生态位,外来种必须形成相当规模的种群后,才可能与本地物种竞争。如果外来种适应了新的环境,种群数量急剧增加,具有合理的年龄结构和性比,形成了快速增长不断向四周蔓延扩张的能力,当地又缺乏控制该物种种群数量的生态调节机制,使其产生生态暴发,转化成为入侵种。不过,从一些外来种转化为入侵种的历史看,外来种定居后确实不会马上大面积扩散,表现为一种“停滞”状态,有些物种往往要经过很长的时间才显示入侵性。

关于生物入侵与当地植物群落的关系,科学家曾提出过多种假设,如天敌逃避说(enemy release hypothesis)、资源机遇说(resource opportunity hypothesis)、空位生态说(empty niche hypothesis)等等,但这些假说往往只从入侵的某个环节去预测入侵的整个过程,缺乏普遍性和必然性,因此在应用时有局限性。

《入侵生物学:假说和证据》一书是由CABI Publishing出版社于2018年出版,该书的作者是Jonathan M. Jeschke, Tina Heger, Sabrina Amador-Vargas

有许多假设描述了生物入侵中涉及的相互作用,但是它们是否得到经验证据的支持在很大程度上是未知的。《入侵生物学:假说和证据》一书通过开发评估研究假设的工具并将其应用于12种入侵假说,使用假设层次(HoH)方法,绘制理论与证据之间的联系来填补这一空白。在第1部分中,《入侵生物学:假说和证据》概述章节之后是理论科学家和哲学家对HoH方法的简要介绍。第2部分概述了入侵假说及其相互关系。这些入侵假说包括:生物抗性和岛屿易感性假设,干扰假设,入侵性崩溃假说,敌方释放假说,增加竞争能力的演变和转移防御假设,数十规则,表型可塑性假设,达尔文归化和限制相似性假设以及繁殖压力假设。第3部分提供了综述,同时提出了未来入侵生物学研究的方向。

《入侵生物学:假说和证据》一书系统阐述了入侵生物学中的12个重要的假说及相关证据,内容系统全面,语言表达准确且简洁易懂,除此之外,还具有以下的特点:

1、书中每一章节包含大量的图片资料,更加形象、直观,使得读者更快速理解书中相关的假说及证据。

2、该书详尽、系统地介绍了12种重要的入侵假说,并将一些评估工具运用其中,将理论和相关证据联系起来,此外,该书还提供了未来入侵生物学研究领域的方向。

3、在本书的末尾,将出现的专业词汇一一罗列出来,便于读者在阅读过程进行检索、记忆、学习。

总之,《入侵生物学:假说和证据》一书为想要了解或涉足入侵生物学的相关人员提供了全面的理论知识、清晰的研究路径,是一本非常值得推荐的专业研究书籍。

 

本书目录:

第一部分 入侵生物学入门和假设层次方法

1章、入侵生物学:寻找预测和预防,避免失去原因

2章、假设层次结构方法

3章、假设的层次结构或预测的层次结构?澄清生态研究中的关键概念

4章、绘制生态科学中的理论和证据景观:Levins的美德权衡和假设层次方法

5章、假设的层次结构或模型网络

6章、更新了假设层次结构方法 - 用于构建和分析理论,研究和证据的工具箱

第二部分 假设网络和12个重点假设

7章、入侵假设网络

8章、生物抗性和岛屿易感性假设

9章、干扰假设

10章、入侵性崩溃假说

11章、敌人释放假设

12章、增强竞争能力和转变防御假设的演变

13章、1/10规则

14章、表型可塑性假说

15章、达尔文的归化和限制相似性假设

16章、传播压力假设第三部分:综合与展望

17章、综述

18章、结论和展望