生物入侵严重影响生态环境和社会经济,甚至可能威胁人类健康。我国确定的入侵生物包括约70种微生物、近200种动物和300种植物。入侵动物大部分可危害农林作物（包括100多种害虫）,其中有3种重要外来斑潜蝇,它们已成为我国蔬菜园艺作物上的重大害虫。本文以其中两种近缘斑潜蝇——三叶斑潜蝇和美洲斑潜蝇为对象,研究了它们在我国入侵扩散和竞争互作的历史与现状,并从生态系统的可入侵性和生物的入侵性角度初步探讨了隐藏在它们在我国发生、扩散和分布差异以及种群演替背后的可能机理,主要结果如下:确定了三叶斑潜蝇在我国的分布现状,发现三叶斑潜蝇在我国的扩散速率远慢于美洲斑潜蝇。通过对24省76市的田间调查（2014～2017）,在其中6省13市首次发现三叶斑潜蝇的入侵。比较三叶斑潜蝇和美洲斑潜蝇在我国的扩散进程发现,美洲斑潜蝇入侵两年多已扩散至我国大部分省市,并在各入侵地暴发成灾;而三叶斑潜蝇已入侵我国十余年,却刚扩散至华北平原地区,发生也相对较轻（仅在东南沿海地区稍重）。本地生物可通过竞争和寄生抑制三叶斑潜蝇种群增长速率（生态系统的生物障碍）。发现两种斑潜蝇存在种间竞争与抑制现象,本地寄生蜂对新入侵的三叶斑潜蝇与其它斑潜蝇有相同的寄生率。美洲斑潜蝇的干扰能显著降低三叶斑潜蝇种群丰度,且竞争越激烈,种群数量降低幅度越大,同样三叶斑潜蝇的存在亦可降低美洲斑潜蝇种群丰度。这种现象表明近缘种间相互干扰可以通过降低种群增长率而限制斑潜蝇种群的局部扩散。通过比较2014至2017年间15省40多个市斑潜蝇的寄生情况,发现不同斑潜蝇种群结构的寄生率无显著性差异,这表明本地寄生蜂亦可寄生后来入侵的三叶斑潜蝇,进而可能在限制其种群暴发扩散中发挥作用。低温环境不是阻挡三叶斑潜蝇快速扩散至西北地区的主要因子（生态系统的非生物障碍）。发现局限分布的三叶斑潜蝇的耐低温能力与广泛分布的美洲斑潜蝇相当甚至更强。越冬试验表明,两种斑潜蝇在我国北方（河北廊坊）田间均无法越冬,而在北方的温室则均可以越冬,但三叶斑潜蝇蛹在冬季的野外存活时间比美洲斑潜蝇更长。耐寒性研究表明两种斑潜蝇蛹在4℃（温室最低温度的平均）下能存活大于10天,-1O℃（田间最低温度的平均）下仅能存活一天左右,而-20℃或-40℃下最多能存活几十分钟,这些温度下三叶斑潜蝇蛹的存活时间均比美洲斑潜蝇更长一些。该部分结果表明三叶斑潜蝇亦具有在我国西北低温地区定殖、扩散和分布的潜力。在局部地区,三叶斑潜蝇已经取代或有逐渐取代美洲斑潜蝇的趋势（生物的入侵性）。在新发现入侵的6省13市中的3省6市,三叶斑潜蝇已占据种群优势;海南省三叶斑潜蝇也继续保持种群的主导地位。对新入侵地区的分析表明,三叶斑潜蝇在安徽中南部（合肥、马鞍山、芜湖、宣城）已取代美洲斑潜蝇占据主要生态位,同样的情况发生在湖北（黄冈）、河南（信阳）邻近安徽的地方,其它入侵地（如河北、山东等）三叶斑潜蝇种群比例仍较低或处于刚刚入侵的状态。两种斑潜蝇的种间取代结果由它们在寄主上的直接竞争决定,但亦受外界环境因子的影响。在实验室、温室和田间以不同相对起始比例进行罩笼竞争模拟发现,排除已报道介导两者竞争取代的环境因子如农药、寄生蜂的影响,两种斑潜蝇仍可发生竞争取代,且不同的寄主作物上存在相反的取代方向:在豇豆和菜豆上的大部分处理三叶斑潜蝇取代了美洲斑潜蝇,丝瓜的大部分处理美洲斑潜蝇则取代了三叶斑潜蝇。同一寄主上的各处理虽取代方向基本一致,但取代发生的速率和程度却大不相同,这可能是由不同的种群起始比例或不同竞争环境的温度差异导致。生殖干扰可能包括在两种斑潜蝇竞争取代的过程之中。发现两种斑潜蝇的交配行为存在相似和差异之处,可能分别是两种斑潜蝇产生和抵制种间生殖干扰的行为基础。使用自组装小型昆虫行为监控系统,对两种斑潜蝇近千次交配行为的全程监控与回放观察发现,两种斑潜蝇的求偶交配过程并无明显差别;但三叶斑潜蝇的交配频次显著高于美洲斑潜蝇,且前者的交配持续时间（平均二十多分钟）只是后者（平均四十多分钟）的一半左右;另外,美洲斑潜蝇对交配环境条件的要求比三叶斑潜蝇更高,还发现两种斑潜蝇的交配节律也存在一定差异。本论文明确了三叶斑潜蝇在我国的入侵扩散和分布现状,并试图解析了本地生态系统的可入侵性对其发生、扩散和分布的影响;阐明了三叶斑潜蝇与美洲斑潜蝇在我国各地竞争取代的现状,初步探讨了它们发生竞争取代的内在机制。发现三叶斑潜蝇在我国的扩散速度远慢于美洲斑潜蝇,同时与本地生物的互害或偏害互作（也即生物抗性）可能是导致三叶斑潜蝇在我国扩散速率较慢的原因;发现三叶斑潜蝇正在逐渐取代先前入侵的美洲斑潜蝇,且该取代可能是由种间直接竞争和外界环境因子共同导致。这些结果将有助于外来斑潜蝇的管理与防控,并可为入侵生态学和近缘种的竞争相关基础理论研究提供案例支持。