我国南方生物入侵的问题与对策

外来物种入侵到新的栖息地,可能给当地造成严重的生态灾难,导致生态灾害爆发及生物多样性的丧失,进而威胁到人类生存环境.目前,生物入侵已给我国造成了非常严重的环境问题和社会危害,带来了巨大的生态和经济损失,仅对我国农林业造成的直接经济损失每年就高达574亿元.文中主要以我国南方外来植物为例,分析了生物入侵的危害、途径、原因,针对生物入侵涉及地域、生态系统类型和涉及物种种类特点,提出了防治对策：重视生物入侵现象,加强与之相关问题的基础研究;加强立法,建立科学的引种制度;加强动植物检疫,建立全国外来物种入侵动态监测网;提高全民防范意识;加强国际合作.     

中国外来入侵生物的危害与管理对策

本文探讨了外来入侵生物的概念及其在我国的危害状况,入侵原因,提出了外来入侵生物 预防及管理对策,随着国际贸易往来和旅游业的发展,生物入侵在我国不断加剧,正在成为威胁我国生物多样性与生态环境的重要因素之一,外来入侵种的生态代价是造成本地物种多样性不可弥补的消失以及物种的灭绝,其经济代价是农林牧渔业产量与质量的惨重损失与高额的防治费用,生物入侵在我国大部分是由于人为因素引起的,这些因素包括：缺乏对引进种的利益与风险进行评估,淡薄的生态意识与不顾生态后果的经济利益驱使下的盲目引进,缺乏严格的科学监管体系或监管不力,缺乏全面检疫的体系与机制。外来入侵生物的综合性与系统性研究已成为当今我国生态环境保护、农业生产和经济可持续发展的重大研究领域,我国对外来入侵生物的预防与管理应着重于国家能力、研究能力,监测与管理能力三大体系的建设上,根据我国国情和目前的紧急现状应制定出优先行动计划,对特定外来种的入侵生物学基础研究,特定生态系统或地理区域入侵种现状及影响的关键评估研究,特定外来入侵生物对生态环境影响的风险评估体系及经济损失的模式研究、发展控制外来有害生物的环保型技术与方法研究,外来生物受控制后生态系统的恢复与栖息生境的复原技术与方法等,无意 目前亟待研究的课题。     

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。     

我国外来入侵生物防控现状、问题和对策

外来物种入侵已经威胁全球多个国家和地区,严重影响农林牧渔业生产,威胁生态系统稳定,是当前全球生物多样性丧失的主要原因之一,开展入侵物种防控已成为生物多样性保护与农业绿色发展的重点工作。我国已经成为全球遭受生物入侵威胁与损失最为严重的国家之一,截至2018年底,入侵我国的外来物种有近800种,已确认入侵农林生态系统的有638种,全国31个省（区、市）均有外来生物入侵发生并带来危害,半数以上县域都有入侵物种分布,几乎涉及所有类型的生态系统。本文对全球主要发达国家外来入侵物种发生情况及防控进行梳理发现,从国家层面立法开展外来入侵生物防控成为主流,制定长期防控战略并增加投入是入侵物种防控成功的关键。近些年,我国在外来入侵物种防控方面初步建立了工作机制,发布了重点管理外来入侵物种名录,完成了重点入侵物种的调查监测,开展了局部地区的防控措施,积极推动立法工作。根据国外生物入侵防治经验与我国实际情况,本研究提出我国外来入侵物种防控对策建议,包括加强法制建设、开展本底调查和启动重大防控工程等,为我国外来侵入生物的防控提供借鉴。     

近20年外来生物入侵危害与风险评估文献计量分析

外来生物入侵导致全球生物多样性下降,极大地威胁着生态系统健康,已造成很大的生态损失与经济损失。近年来,随着生物入侵的加剧,全球对生物入侵的研究力度不断加大。外来入侵生物的生态危害与风险评估可以为人们提供对入侵可能性和入侵方式更直接的信息,从而为管理者制定管理策略提供依据。基于最近20年间(1995—2014年)科学文献数据库Web of Science的科学引文索引数据库扩展版(SCI-E)中数据,对外来入侵生物的生态危害与风险评估方面的研究进行了文献计量分析,旨在了解当前国际研究现状,以便推动中国的生物入侵相关研究。为了全面掌握全球外来生物入侵生态危害与风险评估方面的研究,采用Bibexcel与TDA文献计量工具,对Web of Science数据库中相关文献进行了分析,去重后共获取5492篇文献。结果表明:近20年(1995—2014年)入侵生物的生态危害与风险评估方面的研究刊文量呈现前缓后剧增的趋势,2008—2014年进入了快速发展阶段,文献数量急剧增加,2014年达到最高(511篇);美国发文量远超其它国家,占据主导地位,中国刊文量排名第5。美国、澳大利亚、法国、英国、德国的研究论文影响力较大。刊文量最多的研究机构为美国农业部(USDA),中国科学院发文量排名第10位。研究学科主要为昆虫学、农艺学、植物科学、生态学,研究热点集中在生物防治、风险评估、粮食作物和经济作物的病虫害防治、杂草防控,以及生物入侵与气候变化的关系等方面。有关外来入侵生物的生态危害与风险评估的研究多集中于北美、澳大利亚和欧洲,未来要加强亚洲地区,特别是中国外来生物入侵风险评估的研究;要加强气候变化对外来生物物种特性的影响研究,更多关注入侵生物的生态控制与生态恢复方面的研究,以便更好地为今后长期有效地防控入侵生物提供理论与技术指导。     

微生物入侵影响因素研究进展

探明生物入侵的影响因素能够有效防治生物入侵,减少其对生态系统的破坏,但现有的入侵研究主要集中于动植物入侵,对微生物入侵关注较少。本文综述了外来微生物自身属性、入侵地生物和非生物状况以及外来种和土著种之间差异等对微生物入侵的影响,比较了微生物入侵与动植物入侵、微生物定殖之间的差别,提出了今后需要进一步加强的研究内容。外来微生物入侵受其自身种系、形态、大小等特性,入侵地生物多样性、天敌、有效资源等生物或非生物因子,以及外来-本地种谱系距离、生态位差异、相对适应性差异等三方面因素共同影响,但不同因素之间的关联度、交互性及相对贡献仍不清楚。外来微生物入侵过程与动植物入侵过程、微生物定殖过程有诸多类似之处,但同时也存在不少差异。今后,需加强研究外来微生物独特性状(如:持留状态和群体感应等)对其入侵影响,关注微生物进入新环境的存活数量、扩散范围和影响程度,加强利用定殖研究中常用的微生物作为入侵物种验证经典入侵理论,以及注重观察全球变化下外来微生物的入侵趋势和区分微生物在不同入侵阶段的主要影响因素。     

基于环境DNA-宏条形码技术的水生生态系统入侵生物的早期监测与预警

外来生物入侵是继生境破坏后造成生物多样性丧失的第二大威胁因素, 已对入侵地的生态安全、经济和社会发展及人类健康等造成严重负面影响, 成为21世纪五大全球性环境问题之一。作为水产养殖、航运和水生宠物交易大国, 我国水生生态系统的生物入侵问题尤为严重。研究表明, 系统地构建并应用早期监测预警技术是防控水生生态系统生物入侵最有效的途径。和陆生生物相比, 水生生物群落的物种繁多、群落结构复杂、生物形体微小且在入侵初期群体规模极小、隐匿于水下、可用于物种鉴定的外部形态缺乏, 使得在水生生态系统中构建并应用早期监测和预警体系在技术层面更具挑战。随着高通量测序技术的快速发展, 环境DNA-宏条形码技术成为构建水生生态系统入侵生物早期监测与预警技术的首选。本文主要综述了基于环境DNA-宏条形码技术的水生生态系统入侵生物的早期监测与预警技术方法; 解析了环境DNA-宏条形码监测系统的应用现状、技术优势; 着重探讨了影响监测结果准确性的I型和II型错误及其产生原因, 并为避免两类错误提供了可行的优化/改进方案; 最后对该方法在水生入侵生物监测中的应用前景进行了展望。     

生物入侵的危害与防治对策

生物入侵是一个世界范围的生态学现象。入侵种通过竞争、捕食、改变生境和传播疾病等方式对本地种及其系统产生影响。生物入侵的危害表现为：造成巨大的经济损失,仅美国每年因外来种入侵造成的经济损失近1370亿美元;威胁到人类的健康和生存。成千上万的人被外来种传染疾病以致死亡;引起严重的社会恐慌和动荡,人们寝食不安;改变了生态系统的结构和功能,全球自然灾害频频爆发;导致生物多样性的急剧下降,威胁到子孙后代的生存和发展。防治生物入侵有3条途径：实行全面检疫,阻止外来种的偶然入侵;采取全面的生态评估和监测,防范引进品种的入侵灾难;对已入侵的外来种采用机械法、化学法和生物防治法进行根除和控制,应用生物防治法、筛选天敌和对其进行危害评估时要特别慎重。     

外来养殖鱼类的入侵风险评估及防控对策——以尼罗罗非鱼为例

[目的]筛选合适的指标建立一套外来养殖鱼类的生物入侵风险评估体系,并对外来养殖鱼类的生物入侵防控提出对策建议。[方法]通过文献资料的收集和整理,对外来养殖鱼类中典型入侵物种的入侵过程、影响危害和入侵生物学特性进行分析和归纳,从适应能力、繁殖能力、扩散能力3方面指示其入侵性;从对生物的影响和对环境的影响2方面指示其生态影响;从自然因素和人为因素2方面指示环境可入侵性,以上述3方面为框架进行评估体系构建。[结果]筛选20个指标构建了外来养殖鱼类的生物入侵风险评估体系,并举例说明该评估体系的应用。从法规政策、科学研究、治理技术和公众参与等4个方面针对性地提出外来养殖鱼类生物入侵风险防控对策。[结论]防范和治理入侵生物是一个系统工程。对于外来养殖鱼类的管理,既不能只考虑经济效益而置生态风险于不顾,也不能片面放大外来养殖良种的入侵风险。科学管控的关键在于完善制度建设、加强风险评估、发展防治手段、促进公众参与,使外来鱼类养殖业在严格受控的前提下发挥其经济效益,将其潜在的生态危害效应降到最低。     

我国外来生物入侵的现状、危害及防治研究

外来生物在丰富了区域物种的同时,也带来了一些负面影响,对生态环境、生物多样性和社会经济造成巨大危害.综述了外来生物入侵的基本概念、在我国生物入侵的现状、危害、入侵的原因,并从4个方面提出了防治对策.     

火与外来植物相互关系的研究进展

入侵种对本地的生态系统和生物多样性均有不良的影响,严重的会造成物种的灭绝和生态系统的崩溃,这已在全球范围引起广泛关注.在植物外来种与火生态因子的作用研究中发现,火与外来种的关系随物种生物学特性、火作用的时间、频度、强度不同而不同,火有时会有效地抑制外来种的生长和入侵,有时会促进一些外来种的生长和入侵.反之,一些外来种会对火的产生起到积极的作用,一些外来种又会抑制火的发生.火作为控制入侵种的一种方法,经科学地运用,可对某些入侵种起到有效的控制作用.     

气候变化背景下生物入侵研究态势的文献计量分析

生物入侵严重威胁生物多样性与生态系统健康,对全球环境、经济造成极大损失,而快速的气候变化显著影响外来生物的扩散和入侵进程。探讨气候变化背景下生物入侵研究态势能够从宏观上把握该领域的国际研究现状与热点,为深入理解外来种入侵机制和制定合理的防治策略提供参考。该文基于最近27 a间(1990—2016年)科学文献数据库Web of Science中科学引文索引扩展版(SCI-E)数据,利用TDA等统计工具对气候变化下生物入侵方面的研究进行了文献计量分析。结果表明:27 a间共发表论文1 736篇,论文数量整体保持增长态势,2009年开始进入快速发展阶段;该领域的研究涉及环境科学与生态学、生物多样性保护、植物学等多个学科;澳大利亚莫纳什大学Chown SL教授发文量最高(35篇);美国的总发文量(708篇)和高被引、高影响因子论文数量均居世界首位;发文量最多的研究机构是加利福尼亚大学(93篇),中国科学院发文量居世界第10位(27篇);Biological Invasions是刊文量最大的学术杂志;物种分布模型、生物多样性、全球变暖、风险评估等是近年来该领域的研究热点;中国共发表论文52篇,中国科学院是国内最大的发文机构,其中,动物研究所、武汉植物园、植物研究所的发文量居中科院科研系统前三名;中国在气候变化下生物入侵领域的高被引、高影响因子论文数量及国际合作强度亟待提升。未来需重点关注气候变化下生物入侵的预测与风险评估、生物入侵与生物多样性关系、入侵物种的系统进化、入侵生态系统的多营养级关系、海洋生物入侵、生物入侵与人类健康等问题。     

Earthworm invasions in the tropics

The effects and implications of invasive species in belowground terrestrial ecosystems are not well known in comparison with above-ground terrestrial and marine environments. The study of earthworm invasions in the tropics is limited by a lack of taxonomic knowledge and the potential for loss of species in native habitats due to anthropogenic land use change. Alteration of land use plays a major role in determining the abundance and community structure of earthworms and the establishment of exotic earthworms in areas previously inhabited by worms. Once an exotic species has become established into a new place, site and species characteristics seem to be key factors determining their spread. We reviewed the literature on the distribution and effects of exotic earthworms to understand the interactions of earthworm invasion and land use history in the tropics. Patterns in the abundance, effects and mechanisms of earthworm invasions on ecosystem processes in the tropics are elucidated using Pontoscolex corethrurus as a case study.     

Effects of plant invasions on the species richness of abandoned agricultural land

While exotic plant invasions are thought to lead to declines in native species, the long-term impacts of such invasions on community structure are poorly known. Furthermore, it is unknown how exotic plant invasions compare to invasions by native species. We present data from 40 yr of continuous vegetation sampling of 10 fields released from agriculture to examine the effects of invasions on species richness. The effects of both exotic and native species invasions on species richness were largely driven by variations among fields with most species not significantly affecting species richness. However, invasion and dominance by the exotics Agropyron repens, Lonicera japonica. Rosa multiflora. Trifolium pratense and the native Solidago canadensis were associated with declines in richness. Invasions by exotic and native species during old field succession have similar effects on species richness with dominance by species of either group being associated with loss of species richness. Exotic species invasions tended to have stronger effects on richness than native invasions. No evidence was found of residual effects of invasions because the impact of the invasion disappeared with the decline of the invading population. When pooled across species, heavy invasion by exotic species resulted in greater loss o species richness than invasion by native species. Studies of invasion that utilize multiple sites must account for variability among sites. In our study, had we no included field as a factor we would have incorrectly concluded that invasion consistently resulted in changes in species richness.     

Can Invasive Species Facilitate Native Species? Evidence of How, When, and Why These Impacts Occur

Although the predatory and competitive impacts of biological invasions are well documented, facilitation of native species by non-indigenous species is frequently overlooked. A search through recent ecological literature found that facilitative interactions between invasive and native species occur in a wide range of habitats, can have cascading effects across trophic levels, can re-structure communities, and can lead to evolutionary changes. These are critical findings that, until now, have been mostly absent from analyses of ecological impacts of biological invasions. Here I present evidence for several mechanisms that exemplify how exotic species can facilitate native species. These mechanisms include habitat modification, trophic subsidy, pollination, competitive release, and predatory release. Habitat modification is the most frequently documented mechanism, reflecting the drastic changes generated by the invasion of functionally novel habitat engineers. Further, I predict that facilitative impacts on native species will be most likely when invasive species provide a limiting resource, increase habitat complexity, functionally replace a native species, or ameliorate predation or competition. Finally, three types of facilitation (novel, substitutive, and indirect) define why exotic species can lead to facilitation of native species. It is evident that understanding biological invasions at the community and ecosystem levels will be more accurate if we integrate facilitative interactions into future ecological research. Since facilitative impacts of biological invasions can occur with native endangered species, and can have wide-ranging impacts, these results also have important implications for management, eradication, and restoration.Contribution Number 2293, Bodega Marine Laboratory, University of California at Davis.     

植物外来种入侵及其对生态系统的影响

对植物外来种的入侵及生态系统的影响进行综述与分析，植物入侵多种因子的影响，可分为外因和内因两类，植物外来种对生态系统的影响主要体现在生产力，土壤营养，水分，干扰体制，群落的结构和动态等方面，在管理外来种时，需对外来种的特性和影响因子进行系统的观察研究，采用机械法，化学方法和生物控制法等综合办法控制植物的入侵，引进植物引来种时，要对引进种的行为特性进行了调查研究，注意其安全性。     

红树林生物入侵研究概况与趋势

为了掌握目前红树林生物入侵研究实况,基于ISI Web of Science数据库和Hist Cite文献分析软件,我们进行了全面系统的文献检索与分析。结果显示,国内外有关红树林生物入侵研究文献绝大部分针对植物入侵,有关动物与微生物的研究寥寥无几;研究区域集中于中国华南与东南沿海(尤其是珠江口、雷州半岛西侧)和美国东南海岸及夏威夷群岛。无瓣海桑(Sonneratia apetala)是否构成入侵,一直备受争议,有待更长远论证,但须谨慎引种。互花米草(Spartina alterniflora)与微甘菊(Mikania micrantha)是世界性恶草,生长迅速,繁殖力强,竞争与化感作用明显,二者已在红树林生态系统中爆发入侵,显著降低了红树林微生境质量,并改变了底栖生物群落结构。Rhizophora mangle作为外来红树植物入侵夏威夷群岛,改善了沉积条件,丰富了底栖生物群落,但需从全球尺度考察入侵后果。目前,红树林生物入侵研究才刚起步,针对性研究局限于入侵对红树林生态系统结构和功能产生的效应。相关入侵机制缺乏探索,现有防治方法大多只是借鉴其他被入侵系统的防治方法。今后,红树林生物入侵研究应持续加深入侵现状和入侵效应的探索与评价,加快开展入侵机制和防治方法的研究应用,以及对生态系统服务的影响评价。健全红树林生物入侵管理体系,将在防治红树林生物入侵实践中发挥主导作用。     

Plant invasion alters nitrogen cycling by modifying the soil nitrifying community

Plant invasions have dramatic aboveground effects on plant community composition, but their belowground effects remain largely uncharacterized. Soil microorganisms directly interact with plants and mediate many nutrient transformations in soil. We hypothesized that belowground changes to the soil microbial community provide a mechanistic link between exotic plant invasion and changes to ecosystem nutrient cycling. To examine this possible link, monocultures and mixtures of exotic and native species were maintained for 4 years in a California grassland. Gross rates of nitrogen (N) mineralization and nitrification were quantified with ¹⁵N pool dilution and soil microbial communities were characterized with DNA‐based methods. Exotic grasses doubled gross nitrification rates, in part by increasing the abundance and changing the composition of ammonia‐oxidizing bacteria in soil. These changes may translate into altered ecosystem N budgets after invasion. Altered soil microbial communities and their resulting effects on ecosystem processes may be an invisible legacy of exotic plant invasions.     

Global change and biological invasions

Invasion by exotic species is one of the serious socio-economic, environmental and ecological problems currently faced by mankind. Biological invasions have changed the species composition, structure and function of ecosystems, and are seriously threatening global biodiversity, economy and human health (Iqbal et al. 2021; Wang et al. 2020; Yang et al. 2021; Zhao et al. 2020; Zheng et al. 2015). Biological invasions have resulted in an economic loss of at least US$ 1.288 trillion over the past few decades worldwide (Diagne et al. 2021). As a consequence of these far-reaching impacts, biological invasions have become a hot research topic in modern ecology, and attract major attention from international organizations, governments and scientists all over the world. There is a complex interaction between biological invasions and global environmental change. Biological invasions are not only passengers of global change, but can also be major drivers of global change (MacDougall and Turkington 2005). Other components of global change, such as atmospheric CO₂ enrichment, global warming, nitrogen deposition, changes in precipitation regimes, habitat fragmentation and land-use change, affect species distributions and resource dynamics of ecosystems, and consequently drive invasion success of many exotic species. On the other hand, invasion by exotic species can also alter basic ecosystem properties, which in turn affect many components of global change. Research on the patterns, processes and mechanisms of biological invasion can shed light on the drivers and consequences of biological invasions in the light of global change, and serve as a scientific basis for forward-thinking management plans. The overarching challenge is to understand the basic ecological interactions of, e.g., invasive and native species, plants and soil, and plants and animals.