“生物入侵”概念辨析及其教學(xué)建議*

陳雨艷 李德紅

（華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510631）

普通高中人教版生物學(xué)教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第6章第2節(jié)“保護(hù)我們共同的家園”中，提及生物多樣性的內(nèi)涵及相關(guān)保護(hù)措施，但并未對“生物入侵”有詳細(xì)解釋。

教師在教學(xué)過程中往往結(jié)合新聞報(bào)道對 “生物入侵”加以補(bǔ)充，然而教師對“生物入侵”的概念教學(xué)可能存在偏差，導(dǎo)致學(xué)生缺乏辯證認(rèn)知，對“外來種”的第一印象就是“入侵”。

外來種一定是入侵種嗎？二者的區(qū)別及聯(lián)系是什么？

1 何為 “入侵種”

生態(tài)學(xué)中的物種入侵現(xiàn)象被稱作生物入侵（biotic invasion，biologic invasion）或生態(tài)入侵（ecological invasion）［1］，是指某種生物從原來的分布區(qū)域擴(kuò)展到一個新的（通常是遙遠(yuǎn)的）地區(qū)，且在新的地區(qū)，其后代可以繁殖、擴(kuò)散并持續(xù)維持下去［2］。對其進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)術(shù)分析，涉及以下幾個概念：本地種、外來種、歸化種和入侵種。

本地種（native species，local species）和外來種（alien species，或稱非本地種 non-native species，或稱非土著種non-indigenous species）是一組相對概念。世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）的相關(guān)定義見表1。

而“歸化種”（naturalized species）和“入侵種”［或稱外來入侵種，（alien） invasive species］2 個概念在生態(tài)學(xué)中存在明顯的上下位關(guān)系，以植物為例說明。

表1 世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）關(guān)于本地種和外來種的定義

外來種中，部分物種適應(yīng)良好甚至偶爾可以繁殖，但不能形成自我更新的種群，只能依賴不斷地引種維持種群數(shù)量，最終走向消亡，這些物種僅僅只能稱為“外來種”；另有部分物種能通過種子或無性系分株，形成至少10年以上的自我更新的種群，且沒有造成嚴(yán)重生態(tài)危害，這些外來種可進(jìn)一步稱為“歸化種”。而“入侵種”則是“歸化種”的子集，在歸化種中，一些物種后代數(shù)量較大，有潛力大面積擴(kuò)散，改變和威脅引種地生物多樣性（包括物種組成、群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)），故而被稱為“入侵種”。成為歸化種是轉(zhuǎn)變?yōu)槿肭址N的前期步驟，而只有會對引種地生態(tài)造成嚴(yán)重危害的歸化種才能被稱為入侵種。外來種、歸化種和入侵種三者之間的關(guān)系可簡單歸納為圖1。

例如，廣東省潮州市韓江沿岸2015年發(fā)現(xiàn)新歸化種假刺莧。由于引入地與原產(chǎn)地氣候條件相似，該物種已開始穩(wěn)定繁殖。其繁殖潛力巨大，可能具有潛在的入侵風(fēng)險(xiǎn)，但尚未危及當(dāng)?shù)厣锒鄻有裕瑑H列為歸化種，進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測［3］。可見，并非所有的“外來種”均為“入侵種”；也并非所有的“外來種”均會造成“生物入侵”現(xiàn)象。只有當(dāng)外來種得以穩(wěn)定繁殖以維持種群時，才稱為歸化種；而歸化種中會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成嚴(yán)重危害的物種，才可能成為入侵種。

圖1 外來種、歸化種和入侵種之間的關(guān)系示意圖

2 為什么要“引種”

在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中，因人類活動的影響，物種得以跨越“天塹”，出現(xiàn)“外來種”和“本地種”之分，此過程稱為“引種”。然而在生活及教學(xué)過程當(dāng)中，學(xué)生多將“外來種”與“入侵種”直接聯(lián)系，故而對“引種”持批判態(tài)度。

什么是引種？什么情況下會“引種”？“引種”百害而無一利嗎？

引種（introduction）是指以人類為媒介，將物種轉(zhuǎn)移到其自然分布區(qū)域以外的地區(qū)，包括國家內(nèi)的或者是國家間的。現(xiàn)代外來種的主要來源是引種，依據(jù)該行為是否在人類有意愿的情況下進(jìn)行，又可分為有意引種（intentional introduction）和無意引種（unintentional introduction）。

該類視頻主要講解焊接操作過程中的操作要領(lǐng)和技術(shù)難點(diǎn)，是本課程的重點(diǎn)，該類視頻以微課形式為主，配合旁白的講解，使學(xué)生在課前、課中和課后都能掌握到焊接操作要領(lǐng)。

有意引種主要是出于觀賞（例如發(fā)財(cái)樹Pachira macrocarpa）、農(nóng)林業(yè)栽培（例如棉花 Gossypium spp.）、藥用（例如曼陀羅 Datura stramonium）、作為畜禽飼料（例如水葫蘆 Eichhornia crassipes）等目的［4］。部分引進(jìn)的外來物種確實(shí)按照引進(jìn)意圖，發(fā)揮一定的生態(tài)作用，為人類生產(chǎn)生活帶來助益，例如我國東南沿海自1998年始引進(jìn)無瓣海桑（Sonneratia apetala）作為紅樹林人工恢復(fù)的先鋒樹種廣泛種植，取得顯著成效［5］。但不可忽視的是，引種不當(dāng)也可能為本地帶來危害，例如水葫蘆原是作為畜禽飼料引種，然而其引種后卻失去控制、大量繁殖，造成河道堵塞，阻礙交通。更為嚴(yán)重的是水葫蘆浮于水域表面，阻擋陽光射入水下，腐爛后更會消耗水中溶解氧、污染水質(zhì)，致使其他水生動、植物大量死亡，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厣锒鄻有裕瑢用竦纳a(chǎn)、生活和健康造成威脅，故而列為入侵種［6］。

無意引種則是指某個物種利用人類或人類傳送系統(tǒng)為媒介，擴(kuò)散到其自然分布范圍以外的地方，從而形成的非有意的引入。例如上文中提到的廣東省潮州市韓江沿岸2015年發(fā)現(xiàn)的歸化種假刺莧，推測是由附近施工隊(duì)的進(jìn)入而導(dǎo)致的無意引種［3］。

可見，引種既有出于人類經(jīng)濟(jì)利益考慮的“有意引種”，也有因人類活動造成的“無意引種”，并非“百害而無一利”，與“生物入侵”現(xiàn)象更非直線聯(lián)系。但是，不當(dāng)引種也是造成生物入侵的重要原因之一。

3 “生物入侵”相關(guān)內(nèi)容該如何教學(xué)

2016年最新版《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》中將“理性思維”作為生物科學(xué)核心素養(yǎng)之一。在教材編排的指導(dǎo)性意見中，“職業(yè)前瞻教育”作為板塊之一列入選修教材模塊中。因此，對《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》一書中“生物多樣性”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)提出建議如下。

1）涉及生物多樣性內(nèi)容的教學(xué)，教師既要向?qū)W生滲透針對生物多樣性保護(hù)的措施和意義，又應(yīng)對“生物入侵”進(jìn)行辯證解讀。

2）教學(xué)應(yīng)結(jié)合具體案例，滲透職業(yè)前瞻教育。例如海關(guān)檢疫工作的重要性和技術(shù)性——檢驗(yàn)檢疫部門承擔(dān)著防止動物傳染病、寄生蟲病和植物危險(xiǎn)癥及其他有害生物傳入和傳出國境，保護(hù)農(nóng)、牧、漁業(yè)生產(chǎn)和人體健康的重任。

3）將“生物入侵”相關(guān)內(nèi)容編入《生物多樣性保護(hù)》章節(jié)。部分生物入侵現(xiàn)象系人為無意引種導(dǎo)致。例如長假過后，新聞中常見旅客攜帶含有危險(xiǎn)性病菌、害蟲及其他有害生物的動物、植物及其產(chǎn)品入境的報(bào)道。此類行為不僅增大了檢驗(yàn)檢疫部門的工作量，更容易造成無意引種，引發(fā)生物入侵。此類現(xiàn)象說明群眾缺乏相關(guān)知識，對于“生物入侵”認(rèn)識不足。同時，也反映出對中學(xué)生加強(qiáng)此部分內(nèi)容教育教學(xué)的重要性。

生物多樣性銳減是全球性生態(tài)環(huán)境問題之一，生物多樣性對于生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值難以用數(shù)字衡量。從生物科學(xué)核心素養(yǎng)“理性思維”的角度出發(fā)，學(xué)生應(yīng)用辯證的思維和眼光看待“引種”和“生物入侵”；從核心素養(yǎng)另一維度——“社會責(zé)任”的角度出發(fā)，高中生有義務(wù)、有必要對全球性生態(tài)熱點(diǎn)問題具備基礎(chǔ)了解。是故，中學(xué)生物學(xué)有必要開展“生物入侵”內(nèi)容教學(xué)；中學(xué)生物學(xué)教師在此部分內(nèi)容的教學(xué)過程中應(yīng)規(guī)范概念、深入了解并正確反映事實(shí)、辯證看待現(xiàn)象，給予學(xué)生正確的思維導(dǎo)向和價(jià)值導(dǎo)向。