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图 12.23 濒危物种加拉帕戈斯巨型陆龟。厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛（Galápagos Islands）开展一项计划抗击威胁本土物种的外来动植物物种。入侵者包括破坏本土植被的野羊和野猪的种群；以蜥蜴、鸟卵、龟卵和蛇卵为食的野狗、野猫和鼠类；袭击本土植物的昆虫；野葛、水葫芦和奎宁树一类的植物。（© Tui De Roy / Minden Pictures）
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如本章所指出的，引进植物和动物能够改变植被格局。目前美国和加拿大有大约300种入侵植物威胁着本土生态系统。这些植物至少有一半是有意引进的，包括千屈菜、白千层树、挪威枫和水葫芦等。这些植物和其他引进物种没有同它们的天敌一起被引进，导致蔓延失控，赶走了本土物种。
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亚洲栗疫病毁坏了大部分美国土生的美洲栗树，这些树具有重要商业价值和美学价值。导致这一局面的原因是美国从中国引进了一些栗子树。这些树带来了一种真菌，亚洲变种对其有免疫力，但其对美洲栗树却是致命的。
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黑藻，一种水生藤蔓植物，从斯里兰卡引进佛罗里达州，种于水族箱，1951年被抛弃到坦帕（Tampa）的水渠中。这种植物又被称为水生百里草，在佛罗里达州40%的河流与湖泊中疯长并继续迅速蔓延。黑藻附着在机动船只推进器和拖船上，传遍许多南方湖泊与河流，向西远达加利福尼亚州，向北远达缅因州和华盛顿州。这种植物在水面生成浓密的伞冠，妨碍游泳、划船和垂钓。这种水草伞冠阻塞轮船推进器和取水管，并减少进入水底的阳光。黑藻垄断了鱼类和水生植物赖以繁衍的溶解氧，从而降低了本土生物的多样性。
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为了进行生物控制，引进一种在他处能抑制这种植物的捕食者，佛罗里达州的官员引进一种吃草的罗非鱼，以解决黑藻造成的问题。然而这种鱼对清理佛罗里达的水道没有起多少作用，却把多种本土鱼类驱赶走了，尤其是加州鲈鱼。
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这些只是许多例子中的其中几个，它们表明一个常常被忽视的生态学真理：植物和动物的生活相互联系如此紧密，以至于当人们引进一个新物种到一个地区时，不管有意无意，都可能产生不可预见的长远后果。
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然而指出这一点也很重要，即并非所有引进物种都是有害的。如果这些物种能很好地被同化，而且和本土种属共存，人们对它们就不用过于担心。而且，一种引进物种可能对某地产生危害，但对其他地方不一定有高度侵略性。
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中毒与污染
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人类还通过使动植物中毒和被污染而影响它们的生活。过去若干年中，我们已经深切感受到杀虫剂、灭鼠剂和除草剂（统称为生物杀灭剂［biocide］）的影响。
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关于这些生物杀灭剂的一些副作用，已有足够的文献记录使科学家对其随意使用提出质疑。生物杀灭剂一经使用，就会沉降并保留在土壤中，也可能被冲刷到水体中。在这两种情况下，它都被生活在水中、土壤和淤泥中的生物吸收。如果一种生物不能排泄生物杀灭剂，后者就在动物体内继续浓缩，浓度增加，这个过程叫作“生物体内积累”（bioaccumulation）。以很小剂量存在于环境中的毒素能够在细胞和组织中达到危险的水平。
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食物网放大了环境中毒素的效应。当一个捕食者摄食大量较低营养级的动植物时，就从捕食对象中集中和浓缩了那些毒素。生物放大作用（biological magnification / biomagnification）是一种化学品在生物脂肪组织中的积累，并且逐步向上一级食物链浓缩。例如，浮游动物和小鱼从水、泥沙和生物残体中积累和保留毒素，它们又被大鱼、虾和蚌摄食，后者使毒素浓度增加，如图12.24所示。食物链中等级越高的动植物所含的毒素浓度越高。食物链顶端的食肉动物——大鱼、食鱼鸟类和人类，对生物杀灭剂积累的浓度之高，会对他们的健康和繁殖产生不利的影响。例如，业已表明，DDT造成某些大型鸟类蛋壳厚度变薄，使这些鸟蛋破裂的数目高于正常水平。游隼、秃鹰和褐鹈鹕就属于因繁殖过程遭到这样的破坏而近于灭绝的鸟类之列。
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图 12.24 DDT的生物体内积累水平和生物放大作用。虽然水中DDT水平可能很低，但请注意随着食物链向上，鱼类和鸟类体内DDT水平升高。在这个简化例子中，位于食物链顶端的鸟类体内毒物残留浓度已是小鱼中的50倍。食物链中汞、艾氏剂、氯丹和其他氯烃（如多氯联苯等）也经历着生物放大作用。
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资料来源：Cunningham, Cunningham, and Saigo, Environmental Science, 7th ed. Boston: McGraw-Hill, 2003.
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DDT是最古老和最危险的杀虫剂之一。第二次世界大战中首次被盟军用作除虱剂和用以清除小路上的疟蚊，因而被誉为一个化学奇迹。战后世界卫生组织首批重大任务之一是1955年发起的“全球根除疟疾计划”，其主要手段就是DDT。该计划很快就使用了数以吨计的这种杀虫剂，用于抗击疾病和增加农业产量，但是10年之内就出现2大问题：①生物放大作用，即上级食物链化学品浓度增加；②杀虫剂抗药性——蚊子经过几年繁殖后就对毒素产生免疫力。
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虽然对DDT的使用因其明显的有害效应而减少，但许多发展中国家（主要在非洲）仍在使用DDT。同时，又开发了其他被广泛使用的氯烃化合物。事实上，过去25年来美国杀虫剂使用量增加了一倍多。每年使用的杀虫剂超过9亿千克，含有600多种有效成分。杀虫剂污染水源，往往污染人们想要保护的农作物，引起过敏反应，有时令施药的农民染病。此外，杀虫剂的功效常常是短暂的。
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使用生物杀灭剂的原意是根除害虫，但事实上这加剧了虫害。生物杀灭剂改变了决定种群中有害生物（昆虫、鼠类和杂草）存活的自然过程，刺激了有抗性物种的发展。如果用一种杀虫剂消灭了蚊子的种群，但其中有5%幸免，这些存活的个体最具抗性，正是它们繁殖后代。
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现在有些昆虫对某些杀虫剂具有彻底抗药性，使有些科学家断定开发杀虫剂的整个过程可能弄巧成拙。尽管生物杀灭剂的使用大量增长，但农作物因害虫和杂草造成的损失实际上增加了。据美国农业部的数字，1945年有32%的农作物损失于虫害，40年以后，此类损失增加到37%。
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生物杀灭剂还造成更大的问题，它消灭了目标昆虫的天敌，使害虫繁殖毫无障碍。这样的例子有烟草蚜虫和褐飞虱，在对集约农作物喷洒农药消灭其对手害虫之前，它们是相对次要的害虫。
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12.6 固体废物处理
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人们总是面对这样的问题，即总想摆脱他们不需要或不想要的物料。史前人类的居住地是根据他们的贝丘来定位和分析的，贝丘就是包含厨房废弃物、破损工具和人类聚落其他碎屑的垃圾堆。通过对古代居民点附近堆积如山的垃圾堆的研究，我们了解了罗马时代和中世纪欧洲的城市生活的许多方面。现代社会的垃圾在数量和特点上与前辈们有所不同。社会人口越多，物质越丰富，垃圾数量就越大，种类就越多。垃圾的处置是每个人和每个社会都必须面对的问题。
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