外来杂草入侵的化学机制

由外来杂草入侵引发的严重生态和经济问题已倍受关注,外来杂草在新生境成功入侵,除了具备一些基本的生物生态学特征外,还应具备一些特有的入侵机制,阐明外来杂草的各种入侵机制可以为入侵杂草的预测和控制提供科学依据。外来杂草只有在新生境中与原产地生物种间的相互作用中取得优势,才能定植并扩增种群而成功入侵．在这些外来杂草和原产地生物种间的相互作用关系中,化学关系是不可忽视的方面．目前研究已经证实：植物的化感作用在外来杂草成功入侵中发挥着重要的作用．事实上,植物也可以通过合成和释放特定的化学物质防御或抑制新生境的动物、植物和微生物．外来杂草入侵的化学机制涉及到植物化学生态学的各个方面。因此,外来杂草的化学生态学特征应作为入侵种预测的重要指标之一,外来杂草入侵的化学机制应是今后重要的研究方向。     

近十年植物入侵生态学重要研究进展

外来植物入侵对本地生物多样性、生态安全、社会经济发展和人类健康造成了严重威胁。因此, 探究植物入侵机制及其生态效应对我国生态可持续发展具有重要意义, 也是植物入侵生态学的主要研究内容。过去10年, 生态学家开展了大量研究, 取得了丰硕成果, 为推动入侵植物防控与生物多样性保护提供了理论指导。为深入解析外来植物入侵机制, 为其防控管理提供依据, 本文从以下3个方面综述了植物入侵生态学重要进展: 首先是外来植物生物学特性、生物和非生物环境对植物入侵的调控作用; 其次是外来植物入侵对本地生态系统的影响; 最后介绍了外来植物入侵的类比研究范式——本地植物入侵, 以及多组学技术在入侵生态学研究中的应用。基于这些研究进展, 本文展望了该领域的未来发展趋势, 包括: (1)研究对象从单一物种扩展到多物种比较; (2)研究地理范围从局域尺度扩大到纬度梯度格局; (3)入侵机制从单一理论验证到综合阐释多个假说。     

海洋外来物种入侵生态学研究

海洋外来物种入侵已成为最为严重的全球性环境问题之一。海洋生态系统类型多样、环境复杂,其生物入侵的监测、控制与管理难度相对较大。我国对陆地外来生物的入侵已开展了较为深入的研究,但对于海洋外来生物的入侵研究仍处于起步阶段,对其入侵监测、入侵机制、入侵危害的程度以及防治等问题缺乏基础数据。本文在分析国内外海洋外来生物入侵现状的基础上,概述其入侵生态学研究形势及相关成果,包括海洋外来物种的入侵途径、入侵过程、入侵生态效应以及全球变化对入侵的影响等。海洋外来生物的入侵可能对海洋生态系统造成直接或间接的影响,如种间竞争破坏生态环境、与土著种杂交造成遗传污染、病原生物及有毒藻类导致海洋生态灾害加剧等。此外,从政策和法规、入侵风险评估、监测和公共宣传教育、生物信息系统和有效管理机制等方面提出对我国海洋外来物种入侵的防治策略。本研究为我国海洋外来物种的进一步研究提供了参考。     

环境DNA metabarcoding及其在生态学研究中的应用

环境DNA metabarcoding(eDNA metabarcoding)是指利用环境样本(如土壤、水、粪便等)中分离的DNA进行高通量的多个物种(或高级分类单元)鉴定的方法。近年来,该方法引起了学者的广泛关注,逐渐应用于生物多样性研究、水生生物监测、珍稀濒危物种和外来入侵物种检测等生态学领域。介绍环境DNA metabarcoding的含义和研究方法;重点介绍环境DNA metabarcoding在物种监测、生物多样性研究和食性分析等生态学领域中的应用;总结环境DNA metabarcoding应用于生态学研究领域面临的挑战并对该方法的发展进行展望。     

外来种入侵的生物学与生态学基础的若干问题

外来物种的入侵及其所造成的危害已越来越为人们所认识。一个外来物种入侵一个新的生境无疑要具备一定的条件 ,尽管目前对这种条件的研究还只是初步的。首先从其自身来说 ,需要有足够的入侵性 ,这可以认为是入侵种的生物学基础 ,可能表现为具有多倍性、一定的遗传变异、杂合性或表型可塑性 ,以及不同的交配系统等 ;其次一个物种的入侵成功还取决于入侵生境的可入侵性 ,这可以认为是入侵种的生态学基础 ,而新的种间关系的形成 ,尤其是入侵种与其他种类的互惠共生关系的建成是关键。本文主要介绍了有关入侵种的生物学和生态学基础中的一些最新进展 ,希望有助于我国学者对相关研究内容的开展以及对有害外来种入侵的防治     

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。     

近缘种比较研究在植物入侵生态学中的应用

为什么有些物种能够成功入侵而有些物种却入侵失败？这是一直困扰入侵生态学家的问题。人们已从不同角度开展了研究, 其中包括不同物种之间的比较。然而以往对不同物种进行比较时往往忽略了亲缘关系对比较研究的影响, 使得出的结果不具可比性。将入侵种与其近缘的土著种或入侵能力不强的外来种进行比较则能够排除亲缘关系带来的影响, 使结果更加具有说服力。现有资料表明近缘种比较已广泛应用于菊科、禾本科、松科等科入侵植物的研究, 探讨与这些植物入侵有关的生物学特性以及生境的可入侵性、入侵的预测和入侵控制等入侵生态学的核心问题。本文综述了入侵种与其近缘种比较在研究生物入侵几个重要问题中的应用, 包括物种的入侵性、群落的可入侵性以及入侵种预测研究, 并分析了近缘种比较研究的发展方向。     

中国外来入侵生物的空间分布格局及其影响因素

不同地理区域影响生物分布格局的因子不同,对外来入侵物种也是如此。在区域尺度上分析外来入侵生物的空间分布格局及其影响因子对预测生物入侵的影响及入侵种的控制管理具有重要意义。本研究应用中国外来入侵物种数据库、自然环境数据库和社会人文环境数据库,分析了我国外来入侵动植物的空间格局;并运用主成分分析（PCA）和典范对应分析（CCA）探讨了自然环境和人类活动等因素对外来入侵动植物分布格局的影响;同时研究了外来入侵物种多样性与本地物种多样性之间的关系。结果表明,我国现有外来入侵动物138种、入侵植物384种,其数量和密度都呈现出由东南沿海向西北内陆减少的趋势,且入侵动物和入侵植物空间格局基本一致;降水（MAP）是决定我国外来入侵动植物分布格局的主要自然环境因子,国民生产总值（GDP）是主要社会经济影响因子。在全国尺度上,外来入侵物种多样性与本地物种多样性之间呈显著的正相关关系,但地域间存在较大差异。不同区域外来入侵物种与本土物种多样性的相关关系表现出不同,与研究尺度有密切关系。     

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。     

基于现代物种共存理论的入侵生态学概念框架

在入侵生态学60多年的发展历程中, 生态学家提出了多种多样的假说来解释生物入侵的机制。这些纷繁复杂的假说在丰富我们对生物入侵认知的同时, 也给入侵生态学概念的整合带来了困难。其中, 外来种和土著种是否存在生态学差异, 以及这种差异如何影响生物入侵, 是入侵生态学研究和争论的焦点问题。现代物种共存理论通过将外来种和土著种的生态学差异划分为生态位差异和适合度差异, 为入侵生态学概念的整合提供了新的视角。依据该理论, 外来种可以通过两种策略实现成功入侵: 一是扩大与土著种的生态位差异, 二是提高自身相较于土著种的适合度优势。因此, 外来种-土著种的生态位差异和适合度差异共同决定了入侵的成败与危害程度。通过对经典入侵假说进行梳理, 我们发现大部分假说都可以在该理论框架下进行解读, 不同假说的主要差别在于强调不同生态学过程对生态位和适合度差异的影响。同时, 这一理论框架很好地解释了为什么外来种-土著种的亲缘关系和性状差异会对生物入侵产生复杂的影响, 为达尔文归化谜团的和解以及外来种-土著种功能性状的比较研究提供了新的思路。目前, 现代物种共存理论还处于快速发展的阶段, 依旧存在很多不足, 但将其运用到生物入侵的实证研究中将是入侵生态学今后一个重要的发展方向。     

外来种隐蔽入侵： 类型及影响

隐蔽入侵（cryptic invasion）是指在形态上与土著种（或早期建群种）不能或难以区分的外来种在人们未觉察的状态下成功入侵的过程。人们对这类入侵方式往往视而不觉。本文综述了外来种隐蔽入侵的类型以及生态影响。隐蔽入侵的类型主要包括外来姊妹种形式的隐蔽入侵、 不同遗传支系的隐蔽入侵、 不同地理种群的隐蔽入侵以及“返传入”。其中, “返传入”目前还是一种假说。由于这类入侵外来种更容易与土著种（或早期建群种）杂交或基因渗透, 因而可对入侵种自身或土著种产生深远的生态影响。鉴于隐蔽入侵现象的广泛性, 建议进一步加强该方面的研究。     

基于分子生物学方法的外来入侵物种入侵历史重构

生物入侵是一个世界性的问题。全球每年因生物入侵造成的损失超过1万亿美元。探究入侵物种在入侵地的入侵历史对了解生物入侵的生物生态学机制、制定阻截及防除措施有重要意义。分子标记方法的兴起和大规模应用打开了入侵生物入侵历史研究的新天地。采用分子标记的方法可鉴定入侵物种的种类、追溯其来源地、回溯其扩散路径、分析扩散模式及探究物种入侵过程中对入侵种群本身的变化及其对生态系统所造成的各种影响。分子标记的应用使得多个入侵物种的入侵历史得以重现。由于分子标记方法重构的入侵历史受采样范围、采用的分子标记的种类及数量等因素的影响,该方法呈现入侵历史是否是真实发生的入侵过程还存在争议。     

中国外来入侵物种的分布与传入路径分析

外来物种入侵已成为全球性的环境问题,本文采用文献调研,实地考察与专家咨询相结合的方式,调查了全国陆生,淡水水生生态系统中外来入侵微生物,无脊椎动物,两栖爬行类,鱼类,鸟类,哺乳类,杂草,树木和海洋生态系统中外来入侵物种的种类及分类地位,起源,引入路径和环境影响等内容。查明我国共有283种外来入侵物种,其中外来入侵微生物,水生植物,陆生植物,水生无脊椎动物,陆生无脊椎动物,两栖爬行类,鱼类,哺乳类分别为19种,18种,170种,25种,33种,3种,10种和5种,来源于美洲,欧洲,亚洲,非洲,大洋洲的外来入侵物种分别占55.1%,21.7%,9.9%.8.1%和0.6%。我国对外来物种的引进存在一定程度的盲目性;50.%的外来入侵植物是作为牧草或饲料,观赏植物,纤维植物,药用植物,蔬菜,草坪模特而引进的;25%的外来入侵动物是用于养殖,观赏,生物防治的引种,对外来物种只重引进,疏于管理,也可能导致外来物种逃逸到自然环境中,造成潜在的环境意传入的;76.3%的外来入侵动物是由于检查不严,随贸易物品或运输工具传入我国的。因此,我国既要加强检疫工作,又要对外来物种的有意引进进行严格管理,实行外来物种引进的风险评估制度。     

影响河北省外来物种入侵的社会经济因素分析

[目的]探讨影响河北省外来物种入侵的社会经济因素,以期能够为河北省外来物种的防控提供可行性建议对策.[方法]通过查阅期刊、专著和数据库等分析了河北省外来入侵物种情况,对2003、2007、2011、2015、2019年5个时间节点的进口贸易、旅游人数、境内公路公里数3个社会经济变量与外来入侵物种量进行相关性分析,明确影...     

线粒体细胞色素氧化酶I (mt COI) 序列分析揭示扶桑绵粉蚧复合种存在隐存谱系

过去约20年间扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley在许多国家造成严重危害。近年来该害虫传入我国, 对农业生产构成严峻威胁。外来入侵物种的快速准确鉴定是科学研究及其管理的基础。本研究对来自海南三亚和陵水地区的扶桑绵粉蚧的线粒体细胞色素氧化酶I （mt COI）测序并与美国佛罗里达州的扶桑绵粉蚧序列进行了比较。系统发育树表明该物种存在两个遗传支系, 即海南支系与佛罗里达支系; 这两个支系的遗传距离约3%。这是利用mt COI分子标记对我国扶桑绵粉蚧的首次分子鉴定. 这些结果提示：（1）扶桑绵粉蚧可能是至少含有两个隐存谱系或姊妹种的复合种; （2）新入侵我国海南三亚和陵水地区的扶桑绵粉蚧是该复合种内的一个隐存谱系或物种, 且海南三亚和陵水种群可能不是来自美国佛罗里达州。扶桑绵粉蚧隐存谱系的发现对于该物种的分子鉴定及其入侵生态学研究具有重要意义。     

Q型烟粉虱在中国的入侵生态过程及机制

外来种的入侵生态过程及机制是入侵生物学重要的研究内容, 相关领域的案例分析对入侵生物学学科构建具有重要的理论意义, 对于入侵生物的防控具有重要的实践价值。但迄今中国对外来种的入侵生态过程及机制案例分析较少。而近10年来中国学者对重大入侵昆虫Q型烟粉虱Bemisia tabaci的研究为这方面的分析提供了可能。基于上述因素, 本文以Q型烟粉虱为例, 追溯了Q型烟粉虱成功入侵中国的生态过程, 总结了该昆虫成功入侵的生态过程特征, 从种群遗传结构、 生态因子及人类活动等方面解析了该虫成功入侵的机制, 展望了Q型烟粉虱入侵生物学未来的研究方向。我们认为, Q型在中国的入侵生态过程具有传入隐蔽、 扩散快速、 危害严重等特点; Q型烟粉虱成功入侵中国涉及Q型烟粉虱种群遗传学基础、 生态因子及人类活动等多种因素, 其中杀虫剂在中国的大量使用对Q型取代B型的驱动作用可能是Q型烟粉虱在中国成功入侵的重要因素。     

福建外来物种入侵现状及对经济社会和生态的影响

福建已成为中国遭受外来物种入侵最严重的省份之一。本文概述了福建主要入侵物种的数量、种类、地理起源、分布、引入途径和入侵特点,系统分析了福建外来物种入侵严重的原因和外来物种入侵对福建生态安全、经济及社会的影响,在此基础上提出了针对外来物种入侵的防控对策。     

外来植物入侵的全境性研究进展与展望

由于外来种入侵地一般都远离其自然分布区(原产地), 如果只在其入侵地或者原产地进行研究, 很难真正发现其入侵性形成和成功入侵的根本原因。目前, 许多学者开始关注和倡导对入侵种在原产地和入侵地的表现同时进行研究, 即入侵种的全境性研究(whole-range studies), 为入侵生物现有地理分布格局的形成原因和入侵机制等提供解释。本文结合国内外关于入侵植物全境性研究的进展和成果, 分别针对研究的主要目的、内容、意义等进行了全面的阐述, 探讨了存在的问题与不足, 并对未来相关研究进行了展望。目前已有的全境性研究主要是通过野外直接观测和同质种植园实验来比较入侵种在入侵地和原产地的生长、繁殖和生理生态等表型性状的差异, 以及应用分子标记方法比较入侵地种群和原产地种群遗传多样性的差异, 进行入侵植物的分子系统地理学研究, 从而有效检验生物入侵机制的理论和假说, 深入阐明植物入侵的机制, 为制定入侵植物的防控策略提供指导。值得注意的是, 由于外来植物入侵的全境性研究起步较晚, 现有研究的方法和内容还不够完善, 今后需要在加强国际合作的基础上进一步改善。     

Rapid global change: implications for defining natives and aliens

The ability to ascribe native or alien status to species in a rapidly changing world underpins diverse research fields that overlap with global change and biological invasions via biodiversity. Current definitions generally link alien status to anthropogenic dispersal events, but this can create conflicts for active management and global change adaptation strategies, such as managed relocation and restoration ecology. Here we propose a unifying approach that allows for the incorporation of rapid global change into biological invasion terminology. We introduce the concept of a projected dispersal envelope (PDE) to define the region where a species is or could be native, irrespective of human involvement. The PDE integrates biogeography and niche theory with existing invasion terminology to place a spatial and temporal context on species movements. We draw on a diverse suite of topical organism movements to illustrate these concepts. Our restructured definitions allow for native species to move into or with rapidly shifting climatic regions, as well as identifying the inappropriate introduction of alien species to new areas. Moreover, our definitions framework forms a timely and essential component of adaptation policies and responses for invasive species management and the enhancement of biodiversity in a rapidly changing world.