海南岛外来植物入侵风险评价指标体系

基于海南岛生物入侵防控及外来物种管理的需求,对海南外来入侵植物的种类、分布情况和危害现状进行了调查。调查发现,目前海南受外来植物入侵影响较重,外来入侵植物共约160种,隶属于38个科。构建了适应于海南当地生态环境特点与经济社会发展的外来植物风险评估指标体系,该指标体系共分3级,包括5个一级指标,和相应的12个二级指标,42个三级指标,采用层次分析法确定了体系各级指标的权重。对海南50种常见的主要外来入侵植物进行了风险评估,并按照评估结果将外来入侵植物划分为不同风险等级,提出相应的管理策略。外来入侵生物风险评估体系可被作为管理部门制定早期预警和决策措施的重要工具,通过风险评估与风险管理,建立一套应对海南外来生物入侵的快速反应体系,为外来生物入侵的防范和生态安全提供保障。     

中国公布的3 批外来入侵植物种类特征与入侵现状分析

生物入侵是当今世界各国发展的一大挑战。外来入侵物种已对各国经济造成了不同程度的影响, 中国也未能幸免。为了防止外来物种入侵, 减轻其对我国造成的影响, 国家环保总局先后于2003 年、2010 年及2014 年公布了3 批中国外来入侵物种名单。据统计, 中国公布的3 批外来物种名单中的外来入侵植物共29 种, 占半数以上, 其中菊科和禾本科植物合计20 种, 约占3 批外来入侵植物总种数的68.96%; 生活型为草本的植物最多, 占96.55%; 原产地为美洲的占93.10%。3 批外来入侵植物中62.07%的植物是非有意引入的, 现今已全部建立种群, 且在全国各地大范围扩散。     

中国外来植物入侵风险评估研究

对外来植物开展入侵风险评估是防止外来植物入侵最经济有效的措施,能够极大的节约外来种管理的经济和时间成本。研究简述了国内外入侵风险评估系统,从外来物种基础信息缺乏、外来植物的适生区分析不完善、风险评估体系构建不客观、对新近外来种的关注度不够4个方面阐述了我国外来植物风险评估存在的主要问题。并针对存在的问题提出了以下建议：（1）构建外来植物基础信息数据库是风险评估的基础,加强外来植物本底资料的调查与考证,并将外来植物表型数据的积累和分析纳入数据库,使得风险评估有据可依。（2）运用生态位模型进行生态风险分析是风险评估的重点,并将人类活动指标纳入预测模型,揭示人类活动对入侵植物分布格局的影响。（3）建立科学的风险评估系统是核心,包括通过选择风险指标和设置权重来提高评估系统的科学性、构建特定区域或特定生态类型的风险评估体系、根据评估对象的生物学与生态学特征建立符合实际要求的评估标准,实行差别化的风险评估等。（4）加强新近外来植物的管理是关键,应定期野外监测新近外来种的种群动态,定期审查风险评估结果,对高风险的新近外来种进行预警研究将为中国外来植物风险评估体系构建提供重要参考,为入侵植物防控措施的制定提供理论依据。     

湖北省外来入侵生物及其与社会经济活动的关系

采用实地调查和查阅文献的方法,系统地研究了湖北省外来入侵生物的发生概况,分析了其传入途径及其与人类活动的关系。结果表明,当前湖北省共有外来入侵物种163种。其中,植物病原微生物14种,水生杂草3种,陆生杂草101种,水生无脊椎动物2种,陆生无脊椎动物17种,两栖爬行类3种,鱼类18种,哺乳类5种。在外来入侵杂草中,菊科最多（32种）,占总数的30.8%;禾本科次之（11种）;豆科排第3位（10种）。外来生物入侵湖北省的主要途径有2类：（1）有目的引进,占入侵物种总数的53.4%;（2）无意带入,占入侵物种总数的46.6%。1990-2009年,湖北省的外来入侵物种数随该省的GDP、入境旅游人数、进出口总额和交通密度的增加而明显上升。因此,在大力发展经济的同时,有必要进一步加强引种监管,严格执行检疫措施,以防止新的外来生物入侵。同时,需开展外来入侵生物的防控技术研究,以遏制已入侵物种的传播蔓延,控制其危害。     

外来入侵生物相似穿孔线虫的风险分析

相似穿孔线虫(Radopholus similis)是一种危险性外来入侵生物,使发生的国家造成极大的损失。相似穿孔线虫具有很强的适应性,地理分布达到59个国家和地区,寄主达到360多种,且具有一定的检验难度,其入侵会造成农业生产上巨大的经济损失;结合国内寄主植物分布和种植情况,确定了其在中国具有传入、定殖和扩散的可能性。依据国际植物检疫措施标准(ISPM)规定的有害生物风险分析程序(PRAS),采用多指标综合评估方法,对各指标进行赋值运算,获得总指标值R为2.6,符合高风险的检疫性有害生物标准。因此将相似穿孔线虫列入香蕉、花卉等经济植物的一类检疫性有害生物名单,实施外来入侵物种的风险管理。     

重要外来入侵植物随南水北调工程传入京津冀受水区的风险评估

【目的】外来物种在入侵地的扩张蔓延是其造成危害的关键。南水北调工程可为已入侵外来物种的进一步扩张蔓延提供通道和驱动力。风险评估可为预防入侵植物通过该途径的扩散蔓延提供依据。【方法】以国家重点管理外来入侵物种名录中的入侵植物为研究对象,根据生物入侵的发生过程(传入、定殖、扩散、危害)构建了包括4个层次29个指标的外来物种入侵综合风险评估的指标体系,规范了风险指数的计算方法,系统评估了24种入侵植物沿南水北调输水通道向北扩散而入侵京津冀受水区的风险。【结果】紫茎泽兰和互花米草的入侵风险值(R)相对较低(R0.6),其余22种入侵植物的风险值均较高(R0.6),其中,喜旱莲子草、凤眼莲和大薸3种外来水生植物的入侵风险等级最高(R0.8)。【结论】南水北调工程可能会促进入侵植物向北扩张蔓延并最终入侵京津冀受水区。建议尽早开展监测预警工作,以控制入侵物种随南水北调工程的扩张蔓延,进而阻止或降低其对京津冀尤其是华北最大水源地——白洋淀和雄安新区生态环境的威胁。     

群落组成及物种间相互作用对外来植物入侵的影响

外来植物入侵已成为严重的环境和社会问题,了解外来植物的入侵机制是有效控制其入侵的前提。生物阻抗假说认为,入侵地本地植物群落中的许多生物因子及生物过程能够抵御外来植物入侵。但关于群落抵抗外来种入侵的主要机制,目前还没有确定的结论。本文综述了群落中物种功能特征的多样性以及与外来种功能特征的相似度、植物与动物、植物与植物以及植物与土壤微生物间的相互作用等因素对外来植物入侵的影响,以及以前研究存在的不足。未来研究应该注重不同条件下植物与植物间的相互作用;不同竞争强度下,植物与食草动物的相互作用;植物、动物及土壤微生物三者之间的相互作用对外来植物入侵的影响。这些研究不仅能够丰富和完善入侵生态学理论,而且对于预测外来植物未来的扩散范围,合理有效地管理生态系统,防止外来植物入侵,保护本地生物多样性具有重要的实际意义。     

内蒙古外来植物入侵风险评价

基于内蒙古生物入侵防控及外来物种管理的需求,对内蒙古外来植物的种类组成和入侵现状进行了调查。结果表明:目前内蒙古外来植物共55种,隶属于17个科;构建了适应于内蒙古地区生态环境特点和经济社会发展特征的外来植物入侵风险评估指标体系,通过对内蒙古53种主要的外来植物进行入侵风险评价,确定其风险等级,提出相应的管理策略,从而为内蒙古地区外来植物入侵的防范和生态安全提供有利保障。     

我国“十三五”时期重要外来物种入侵防控科技进展与展望

随着经济全球化快速发展,外来物种入侵危害日益严重。“十三五”时期,我国针对当前面临的重大外来物种入侵威胁,按照基础前沿、共性关键技术与重大产品研发、典型应用示范研究3个层面,部署了一系列科技项目,取得了一批重大科研成果:阐明了入侵物种的入侵机理和进化机制,以及入侵植物与脆弱生态系统互作的调控机制;建立了潜在农业入侵生物信息分析平台,新发外来入侵物种的风险预测与评估模型,重大外来入侵物种的快速检测识别与监测预警技术,以及综合防控技术体系;围绕豚草、空心莲子草、苹果蠹蛾、番茄潜叶蛾、甜菜孢囊线虫等危害特点,开展全程防控技术应用示范。“十三五”期间,基本实现了潜在入侵物种数据量持续丰富完善,新发/突发入侵物种应急防控技术产品有效储备能力增强,重大入侵物种综合防控技术体系逐步健全的良好格局。面向“十四五”,建议继续支持外来物种入侵防控研究,推动“关口前移、疆域监控、灭除阻截、联控减灾”等核心技术的研发,实现有效防控生物入侵的重大目标。     

我国部分国家级自然保护区外来入侵物种的分布概况

基于我国53 个国家级自然保护区外来入侵植物调查与24 个国家级自然保护区外来入侵动物调查数据, 分析了外来入侵物种种类、分布状况等。调查共发现外来入侵物种201 种, 包括入侵植物176 种和入侵动物25 种。52.08%的外来入侵植物已入侵到我国国家级自然保护区, 30 个国家级自然保护区受外来入侵物种影响显著, 52 个国家级自然保护区分布有环保部公布的外来物种。云南纳板河流域国家级自然保护区外来入侵物种数目最多, 为61 种; 小蓬草(Erigeron canadwnsis)在国家级自然保护区中的出现频率最高, 为0.736。外来入侵物种已严重威胁我国自然保护区的生态安全, 亟需对保护区的外来入侵物种采取相应的防控措施, 推进外来入侵物种管理成为保护区管理工作的基本内容。     

中国农业生态系统外来种入侵及其管理现状

农业生态系统极易遭受外来生物入侵。作者根据文献资料和多年工作观察统计出入侵我国农业生态系统的外来生物共计92科175属239种, 其中植物155种, 动物55种, 微生物29种, 植物多为有意引入后逸生, 而动物和微生物则主要是无意引入。外来入侵种发生数量呈现从南到北、从东到西逐渐减少的趋势。这些入侵种中, 来源于美洲的最多(占45.04%), 其次是欧洲(22.90%); 菜地(包括温室大棚)和果园入侵种最多, 分别达64.85%和66.53%, 而半年期的秋熟旱地和夏熟旱地分别占34.31%和23.85%。其中17种外来杂草、10种害虫、7种病原菌为恶性有害生物, 应作为防除的重点目标。目前农业生态系统外来入侵物种的控制以化学防治为主, 但由于长期施用化学农药, 在侵入我国农田的入侵种中, 已有51种在世界不同地区演化出抗药性生物型, 因而需重视生物防治、农业和生态防治以及检疫等的综合应用。今后外来种对农业生态系统的入侵格局、机制和趋势, 入侵途径以及生物入侵和抗药性生物型对农业生态系统中有害生物群落演替的影响、转基因作物导致的生物入侵等问题值得关注。     

近10年外来入侵昆虫风险分析的研究现状及主要进展

随着经济全球化的加速发展,外来入侵昆虫对世界各国农林业、生态环境、社会经济和人类健康造成的影响日趋严重。近10年来,关于外来入侵昆虫风险分析的相关研究备受重视,发展迅速;在研究对象类别中,鞘翅目昆虫居多,占所有入侵昆虫的32.21%,其次为双翅目和膜翅目,最小的为缨翅目,仅占1.44%。风险分析主要包括入侵途径、适生范围及风险等级、传播扩散、经济和生态影响等层面;其中以适生性风险分析研究最多,占43.41%。深入开展入侵昆虫的风险分析,对防范和阻截其传入、扩散和蔓延具有重要的理论意义和应用价值。     

Risk Assessment and Invasion Characteristics of Alien Plants in and Around the Agro-Pastoral Ecotone of Northern China

Two risk assessment protocols were adopted to assess the risks posed by alien plants that naturalized or non-naturalized in the agro-pastoral ecotone of northern China (AGENC). In this study the Risk Assessment for Central Europe method revealed that more than two-thirds of the 19 naturalized and four-fifths of the 17 non-naturalized alien plants presented high or moderate risk, and all 36 alien plants were considered to be rejected for their potential agricultural and environmental risks under the Australian Weed Risk Assessment system. On the characteristics of plant invasions, more attention should be given to disturbed habitats rather than these relative natural or closed ecosystems, and also be prudent and careful of the alien plants that are introduced as useful plants from North or South America and unintentional introduction from Europe. Moreover, annuals needed special attention: three-quarters of the alien plants were annual species, only a few were biennial (8.3%), perennial (11.1%), liana and tree plants (2.8%). Plant invasions are not extremely serious in the AGENC, but there are several alien plants that have naturalized and spread themselves in the region. However, attention should be given in the future to predicting and preventing plant invasions in this fragile region.     

广西及越南农业外来有害生物入侵现状

【背景】广西地理环境独特,与越南水陆相连,气候、作物等条件相似,边境贸易往来频繁,致使其成为我国遭受外来有害生物入侵最严重的地区之一。【方法】通过本底调查,分析总结了广西农业外来有害生物入侵的现状。【结果】广西主要入侵动物26种,入侵微生物18种,入侵植物21种,高风险入侵物种包括辣椒实蝇、木薯绵粉蚧、扶桑绵粉蚧、稻水象甲、黄瓜绿斑驳花叶病毒等;来自越南的潜在危险性有害生物共38种。【结论与意义】广西受外来有害生物入侵的风险加剧,并有进一步扩散蔓延的趋势。提出应对入侵生物的综合防控对策,为广西外来入侵有害生物的防控提供参考。     

Plant Quarantine as a Measure Against Invasive Alien Species: The Framework of the International Plant Protection Convention and the plant health regulations in the European Union

The introduction of several plant pests into Europe in the 19th century with disastrous consequences called for the development of plant quarantine measures to prevent the spread and introduction of pests of plants and plant products. With the purpose of harmonising these measures, and of promoting measures for pest control, the International Plant Protection Convention (IPPC) was developed to address organisms that are both directly and indirectly injurious to plants. It supplies a framework for measures against invasive alien species according to the Convention on Biological Diversity, as far as they are plant pests. Three examples of invasive alien species within the scope of the IPPC are given in the article: the fungus Ceratocystis fagacearum, the pinewood nematode Bursaphelenchus xylophilus and the flatworm Arthurdendyus triangulatus. In its 1997 revision, the IPPC provides for the establishment of International Standards for Phytosanitary Measures, being acknowledged by the Agreement on the Application of Sanitary and Phytosanitary Measures of the World Trade Organisation. Standards most important for invasive alien species are those on pest risk analysis, on requirements for the establishment of pest-free areas, on surveillance, on pest eradication programmes, and on the import and release of exotic biological agents. Phytosanitary regulations in the European Union (EU) have been harmonised and up to now have regulated about 300 plant pests. The requirements also have a protective horizontal effect against the unintentional introduction of many other species, but the existing broader IPPC mandate for alien plant pests is not fully applied by the EU regulations. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

中国外来入侵植物的分布格局及其与环境因子和人类活动的关系

认识区域尺度上外来入侵植物的分布格局及其成因对预测入侵的影响和入侵种的管理具有重要意义。该文采用聚类分析和排序的方法分析了我国外来入侵植物的空间格局,并利用多元线性逐步回归和典范对应分析探讨了自然环境因子和人类活动强度对中国32个省级空间单位(省市自治区,不包括香港和澳门)中外来入侵植物分布的影响。结果表明,中国各省外来入侵植物物种数从南到北逐渐减少,导致这一格局的主要因子为无霜期;各省外来入侵植物物种密度由东南海岸向内陆递减,造成这一趋势的主要影响因素为交通密度;纬度是解释中国各省外来入侵植物物种组成变异的主要因子,因此中国32个省区可归为低、中、高纬度区3大类型。在此基础上预测中国东南部地区有遭受更多外来植物入侵的可能;此外,交通发达的区域也将成为外来植物入侵的热点区,应该引起有关部门的重视。     

北京市典型公园外来入侵植物分布格局

近年来城市发展迅速,生境破碎化加剧,生物入侵的风险大大增加。外来入侵植物已入侵城市绿地生态系统,部分已成为城市公园生境中的优势种,占据本地植物生存空间、威胁本地植物生物多样性。为研究北京市公园外来入侵植物分布格局,以北京市4个不同功能区(核心区、拓展区、近郊区和远郊区)为研究区域进行外来入侵植物调查,基于19个典型公园的255个样方调查数据,对比不同功能区公园外来入侵植物组成和分布格局。调查共记录外来入侵植物40种,隶属于12科29属,其中菊科为优势科、一年生草本居多,牛膝菊(Galinsoga parviflora)和小蓬草(Erigeron canadensis)的频次和生态位宽度较大,分布较广泛,大狼杷草(Bidens frondose)和凹头苋(Amaranthus blitum)的优势度最大,资源竞争能力较强。外来入侵植物在拓展区公园的丰富度最高,核心区最低,对四个功能区的对比分析结果表明:(1)拓展区公园的外来入侵植物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度和Pielou均匀度指数均显著高于核心区和远郊区,外来入侵植物Simpson指数则呈现出远郊区显著高于拓展区和近郊区的特征(P<0.05),本地植物则正好相反;(2)拓展区公园的外来入侵植物入侵强度系数(Invasion intensity index,III)最高,且显著高于核心区(P=0.008),其他功能区之间无显著差异;(3)核心区公园与其他三个区群落组成不同,其余三个功能区均较为相似。研究表明北京市公园外来入侵植物的丰富度除核心区以外整体上与城市化梯度呈正相关,核心区公园植物群落抵御外来入侵植物的能力较弱,拓展区公园植物群落中外来入侵植物丰富度高、分布均匀并处于优势地位,需及时治理。     

Ranking of invasive spread through urban green areas in the world’s 100 most populous cities

Urban landscapes are highly fragmented (leading to the extinction of native species) as well as transformed and disturbed (creating novel environments). Such conditions provide non-native species with opportunities to establish and spread through “urban green areas” (UGAs). UGAs can serve as stepping stones for many alien species to recruit and may become sources of propagules to launch invasions in adjoining natural ecosystems. There is great diversity in the spatial structures of UGAs worldwide; these are determined by the city’s level of development, human density, urban planning policy, and history. We explore the invasion risks of, and the potential of invasive spread in, UGAs in the world’s 100 most populous cities (in 40 countries). Based on maps of enhanced vegetation index at 250 m resolution over the extent of 25 by 25 km for each city centre, we simulate the invasion and spread of a reference species (a virtual ruderal invasive species) from the city centre into surrounding urban or rural areas. Doing so allowed us to provide an objective baseline for comparing urban susceptibility to such invasions across diverse cultures, histories and societies. We derive the global ranking of invasive spread potential for each city based on the rate of spread of the reference species, and the ranking of 40 countries, based on the average rate of spread in their cities. We explore correlates of spread rates after 100 time steps (years) by examining the roles of climate (mean annual temperature and rainfall), human demography (city population size and growth rate), and socio-economic indicators [human footprint, human development index and gross domestic product (GDP) per capita]. Small city population size and high GDP per capita are the only significant predictors of high potential for invasive spread. Among the G20 countries, Canada, South Korea, South Africa, France, USA and Brazil all feature in the top-10 countries, and Atlanta, Washington, D.C. and Dallas in the USA, Chittagong in Bangladesh, Toronto in Canada and Brasilia in Brazil are listed among the top 10 cities overall. Our results can serve as a global baseline assessment of invasive spread risks through UGAs, and call for improved protocols for monitoring, planning and management of UGAs.     

The significance of the sub-Antarctic Kerguelen Islands for the assessment of the vulnerability of native communities to climate change,alien insect invasions and plant viruses

The suite of environments and anthropogenic modifications of sub-Antarctic islands provide key opportunities to improve our understanding of the potential consequences of climate change and biological species invasions on terrestrial ecosystems. The profound impact of human introduced invasive species on indigenous biota, and the facilitation of establishment as a result of changing thermal conditions, has been well documented on the French sub-Antarctic Kerguelen Islands (South Indian Ocean). The present study provides an overview of the vulnerability of sub-Antarctic terrestrial communities with respect to two interacting factors, namely climate change and alien insects. We present datasets assimilated by our teams on the Kerguelen Islands since 1974, coupled with a review of the literature, to evaluate the mechanism and impact of biological invasions in this region. First, we consider recent climatic trends of the Antarctic region, and its potential influence on the establishment, distribution and abundance of alien insects, using as examples one fly and one beetle species. Second, we consider to what extent limited gene pools may restrict alien species’ colonisations. Finally, we consider the vulnerability of native communities to aliens using the examples of one beetle, one fly, and five aphid species taking into consideration their additional impact as plant virus vectors. We conclude that the evidence assimilated from the sub-Antarctic islands can be applied to more complex temperate continental systems as well as further developing international guidelines to minimise the impact of alien species.     

网络理论在入侵生物学中的应用研究现状

生物入侵是一个动态有序的过程,其发生和危害存在异质性,通常由来源地、入侵地和它们之间的连接构成的系统中的自然、生物、社会等因素所决定。网络理论是研究复杂系统的一种新方法,本质是从复杂的信息中抽象出规律、揭示系统的结构特征共性。近20年,网络理论已被应用于生物入侵研究。本研究综述了网络理论在生物入侵研究中的应用进展,明确了主要的研究方向和前沿热点,认为:2000年以来国际上已开展的研究集中在评估外来物种入侵风险和入侵后对生态系统影响2个方面;外来物种随运输网络入侵的风险评估和景观连接性对入侵物种扩散的影响、外来物种入侵对本地物种间互作网络的影响及生态群落可入侵性是网络理论应用的热点;研究热点具有明显的时间发展特征,2013年以前多是对生态系统的影响,近10年来主要是风险评估。我国利用网络理论研究外来物种入侵较少且集中于对生态系统的危害,未来应加强对外来物种的时空定量传入和扩散风险评估,为我国制定和提升外来入侵物种早期监测预警、阻止新的入侵、抑制进一步扩散的管理措施提供依据。