基于有害生物集群的聚类分析在入侵生物定殖研究中的应用

生物入侵防控的重要手段之一,是在外来物种入侵之前,识别出最有可能定殖扩散的潜在有害生物。基于入侵性有害生物集群的原理,聚类分析方法可以应用到生物入侵研究中。常用的聚类分析方法有自组织映射(SOM)、k均值和层次聚类法。其中,SOM已在国内外入侵生物定殖可能性的研究中得到了广泛应用。聚类分析可以进行风险排序,从而筛选出需进一步研究的潜在入侵生物。本文综述了近年聚类分析在生物入侵中的研究进展,并讨论了基础数据在风险评估中的地位。同时,围绕"大数据"时代背景,提出应用数据挖掘技术分析入侵生物数据信息的研究思路。将聚类分析与单一物种分布模型相结合,可以更有效的分析入侵生物定殖风险。     

潜在和新发外来入侵物种三维可视化预警监测系统构建与应用

潜在和新发外来入侵物种数据可视化展示是外来入侵物种管理的重要载体。潜在和新发外来入侵物种数据具有混合型(包括结构化和非结构化)和离散性(数据分布在不同的系统或平台)特点。本文在分析这些数据的基础上,以预警监测模型分析与三维可视化集成、多源异构数据融合为切入点,综合运用3D GIS、物联网、大数据等技术手段,研发潜在和新发外来入侵物种可视化系统的关键技术;以潜在外来入侵物种地中海实蝇Ceratitis capitata和新发外来入侵物种番茄潜叶蛾Tuta absoluta为例,构建多源异构数据融合的潜在和新发入侵物种预警监测三维可视化系统,形成了基于GIS技术的典型潜在和新发外来入侵物种可视化平台的解决方案。该系统可为我国潜在和新发外来入侵物种分级控制管理和区域性防控预案制定提供科学支撑。     

外来入侵物种精准防控的主动性策略

外来入侵物种对全球生态和环境已构成重大威胁，中国已成为外来物种入侵最严重的国家之一。目前，我国外来入侵物种管理主要采取被动性防控措施，即在发现外来物种后采取监测和处理措施。外来物种主动性防控是在入侵风险预判预警的基础上，采取预先检疫、处理、消杀、拦截和灭除措施，防范外来物种入侵范围及危害进一步扩大。主动性防控借助了早期精准检测、超痕量检测以及环境DNA检测等高精度检测技术，以提高入侵物种检测和监测的精准度和效率。未来主动性防控应该成为外来入侵物种防治的重要策略之一，并且需要通过信息技术、数学模型和决策系统等前沿技术来提高其精准度和效率。外来入侵物种的主动性防控策略能够实现生物入侵的全链条精准防控，有效降低外来入侵物种对我国的威胁，最大限度地减缓外来入侵物种的传播速度，减少其带来的负面影响。因此，在全球气候变化背景下探索我国生物入侵全程的主动性防控策略，将有助于健全我国外来生物入侵防控体系，保障我国农林业生态安全和粮食安全，实现国家生物安全战略的健康快速发展。     

景宁县外来有害生物防控措施

随着全球经济一体化步伐的加快，国内外贸易往来越来越频繁，生物入侵已成为当前全球性的环境问题。外来入侵物种不但对生态环境、农业（林业）生产，甚至对人体健康等方面造成危害。大部分外来物种入侵暴发后，难以控制，对生态系统造成严重不可逆转的破坏。近年来，浙江省外来有害生物入侵频繁，防范外来有害生物入侵的任务也越来越艰巨。因此，笔者通过几年来的植物检疫工作实践，认为只有综合运用行政、法律、技术等手段，外来有害生物防控工作才能取得实效。     

近十年我国入侵生物预防与监控研究

预防与监控外来入侵物种是保障国家粮食安全、生物安全和生态安全的重要环节。我国是受外来入侵物种侵害最严重的国家之一。近10年来, 我国以重大农业外来入侵物种为对象, 围绕“治早、治小、治了、治好”和“风险防范、关口前移、源头治理”的防控目标, 解析了10余种重大农业入侵生物入侵机制, 揭示了多种入侵病原物与宿主媒介的互作关系, 完成了120余种入侵物种精准甄别和智能监测预警技术, 构建了含130多种入侵物种的基因组数据库, 建立了20余种重要入侵物种的扩散阻截技术以及应急处置技术体系。10年间, 我国在防范和应对外来入侵物种侵害、保障农林牧渔业可持续发展、保护生物多样性方面的法规和制度保障日趋完善, 外来物种入侵防控管理水平、应对外来入侵物种防控需求的科技支撑能力以及在生物入侵领域的国际影响力显著提升。     

绿化林业外来生物入侵形势引起的立法思考

文章结合我国绿化林业外来有害生物入侵形势,分析了我国在外来物种入侵防控方面的立法不足,并结合生物入侵特点和国内外经验,指出了我国生物入侵立法的可行性,最后从确立入侵物种名录制度、加强风险评估预警制度建设、实行有意引种许可、追究和备案制度、成立跨部门的专门机构统一负责外来物种防治管理、强化公众参与和宣传影响等5个方面提出了立法的优先考虑领域。     

我国农林生态系统近20年新入侵物种名录分析

了解新入侵物种的发生和分布有利于及时掌握我国外来入侵物种发生、发展态势,指导防控实践中各项资源的合理配置。本文将外来入侵物种野外科学调查数据和国内外文献资料相结合,整理了1998-2017年我国农林业生态系统中外来入侵物种名单,并对物种的来源/原产地、分类地位、首次发现或记录的年份和地区的数据进行分析和讨论。分析结果将为我国外来入侵物种的预防、控制和管理提供基础科学数据。     

“外来入侵物种管理”专栏导读

外来生物入侵是当前国际社会共同面临的严峻挑战。全球经济一体化进程加速、气候变化与农业结构调整、交通设施网络贯通、人员流动和农产品贸易加速,不可避免地加剧农业外来有害生物的跨境、跨区域扩散成灾。我国是世界上遭受生物入侵威胁和危害最为严重的国家之一,潜在入侵物种频频犯关,新发、突发入侵物种快速扩散蔓延和暴发成灾,已严重威胁我国粮食安全、生态安全、农产品贸易安全和人畜健康。加强外来物种入侵的早期预警与实时控制,将有利于提升外来入侵物种的国家管控能力。 党中央高度重视外来物种管理。十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》亦强调“加强外来物种管控”。外来物种管控成为《中华人民共和国生物安全法》依法处置的重要内容。为加强重大外来入侵物种防控,推进“一种一策”精准治理,农业农村部等四部门联合发布了《外来入侵物种管理办法》,进一步加强对入侵物种的早期预警与风险评估、监测与检测、阻截与灭除、联防联控等全程管理。国家重点研发计划项目“重大外来入侵物种前瞻性风险预警和实时控制关键技术研究”(编号：2021YFC2600400)项目组和“重大农业入侵生物扩张蔓延机制与高效防控技术研究”（编号：2021YFD1400200）项目组联合植物保护杂志策划推出的“外来入侵物种管理”专栏,旨在通过报道外来入侵物种管理的相关进展,促进入侵物种防控研究,加强全社会对外来入侵物种的防范意识。专栏得到了刘凤权研究员、石娟教授、许益镌教授、吴品珊研究员、何玉仙研究员、杨秀玲研究员等专家学者的大力支持。专栏涵盖了农林入侵生物的发生危害特性、早期预警与风险评估、快速检测与智能监测技术、绿色防治技术等方面。 希望通过本专栏的推出,引起国内学者对入侵物种前瞻性防控研究工作的进一步重视,加大科研工作者对入侵物种风险预判预警和实时性高效控制研究的进一步聚焦,携手推动入侵生物学的发展,为提升入侵生物防控的主动应对能力、保障国家粮食安全与生物安全提供科技支撑。     

基于网络舆情视角分析我国外来生物入侵问题

外来生物入侵已成为全球面临的生态安全与生物安全重大问题，而我国是全球遭遇外来入侵生物危害最严重的国家之一。针对目前我国外来生物入侵高发、频发的现状，充分发挥网络舆情大数据监测与分析能力，解析近年来我国外来生物入侵舆情发展、传播路径与特征，并提出应对措施和建议，为开展防控治理工作提供基础数据支撑。该文基于网络舆情大数据，采用主题抽取、热点话题识别、情感倾向分析、舆情演化分析等技术，重点梳理自2000年以来的重要网络外来生物入侵舆情事件，归纳总结舆情演变过程，分析提炼舆情特征规律；并将我国外来生物入侵网络舆情的发展大致分为萌芽阶段、发酵阶段和爆发阶段3个阶段，综合分析舆情特征，发现当前网民对外来入侵生物的态度趋于理性，参与外来入侵生物防治意愿高涨；媒体报道调性以正向为主，舆论引导力提升；监察部门积极发挥监察职能，通过公益诉讼参与外来入侵生物治理，整体舆论形势向好，已经构建了政府-媒体-公众多元治理的良性互动格局。     

环境DNA技术在生物入侵研究中的应用进展

生物入侵事关国家粮食安全、生态安全和生物安全。快速发现外来物种并及时根除或阻截是降低损害的重要手段,而传统的鉴定方法往往无法满足对外来物种精准快速的检测需求。环境DNA(environmental DNA,eDNA)技术是一种新型检测技术,具有非侵入性和易于取样等特点,弥补了入侵生物传统鉴定技术在检测率低、耗时长以及破坏样本等方面的不足,为入侵生物防控提供了重要的技术支撑。该文综述了eDNA技术的特点及发展概况,从入侵物种的检测与监测、入侵途径、分布与危害程度以及与其他物种的相互关系等方面介绍了eDNA技术在生物入侵研究中的应用进展;同时,指出了eDNA技术存在的问题并展望了该技术的应用前景。     

入侵昆虫基因组研究进展

随着全球贸易的加速发展,入侵物种对农林业、生态环境及人类健康的威胁日益严重。基因组学研究为阐明外来有害生物入侵的分子机制与生态适应性过程以及研发新型防控技术提供了新手段、新平台与大数据。本文综述了入侵昆虫基因组学研究的发展现状,系统总结了基因/基因家族、转座子/重复序列等基因组信息在决定昆虫入侵性中的重要作用,着力探讨了基因组学研究在助力害虫RNAi、昆虫不育技术(SIT)、化学生态防治和物理防治等防控新技术/新产品开发方面的潜力,并展望了基因组学研究应用于入侵昆虫综合防控的前景。     

中国外来入侵物种数据库简介

中国外来入侵物种数据库系统是我国进行生物入侵交流的权威网络信息平台。该系统由中国外来入侵物种数据库系统、中国外来入侵物种地理分布信息系统、外来入侵物种野外数据采集系统、外来入侵物种安全性评价系统、中国主要外来入侵昆虫DNA条形码识别系统和中国重大外来入侵昆虫远程监控系统等6个子系统组成。该系统旨在为从事外来入侵物种研究、检测监测工作的科研机构和职能部门提供科研成果交流、检测监测信息发布、外来入侵物种数据查询和科普教育的综合信息服务平台。     

自由贸易港背景下的海南外来入侵生物防控探讨

海南自由贸易港建设在促进海南国际贸易量激增、交通基础设施快速发展、入境旅游人数增加及物流运输业快速发展的同时,也给海南外来入侵物种防控带来了新的挑战。本文从海南外来入侵物种的生物安全标准、快速检测识别与监测能力、检疫处理能力、快速处置技术和绿色综合防控技术等方面进行了应对策略探讨,以期为海南自由贸易港的健康发展提供有益参考。     

基于国际贸易和环境气候的生物入侵风险评估综合模型研究初探

国际贸易所带来的外来生物入侵已经成为各个国家面临的重要问题,对其进行风险评估迫在眉睫。为了能够对跨国运输带来的生物入侵风险进行量化评估,我们以联合国粮食及农业组织(FAO)的国际贸易、WorldClim的环境气候因子、全球生物多样性信息网络(GBIF)的物种分布和国内交通运输等数据为基础,以 R 语言为主要计算工具,建立综合分析外来生物入侵风险的评估方法。以苹果蠹蛾Cydia pomonella 和番茄潜叶蛾Tuta absoluta 为例计算其引入风险和定殖可能性,综合量化评估国际贸易带来的物种入侵风险。借此结果对国际进口贸易从入侵风险角度有针对性地提出合理建议。     

我国外来生物入侵的立法概况

随着经济全球化的加速,外来生物入侵现象日益严重。外来入侵生物一直被认为是世界范围内对生物多样性最大威胁之一,其对全球的经济发展、生态环境及人类健康造成了巨大的危害。由于复杂独特的地貌和各种气候类型,中国的外来生物入侵问题也正在面临巨大的挑战。针对这一现状笔者浅析了我国外来生物入侵的立法概况,指出我国在外来入侵生物立法过程中存在的问题,如立法地位低、制度薄弱、立法本意的背离、对长期利益的忽视和法律责任制度不明确等。为了完善我国外来入侵生物的法律制度,本文结合外来入侵生物的国际公约和外国法律,如美国、日本等法律法规,提出相关建议,包括立法化以防止外来生物入侵;整合行政资源,建立专门机构以限制外来生物的使用;建立对外来入侵生物和应急反应机制的跟踪和监控措施。     

我国主要海港外来船舶引起的生物入侵风险分析

外来生物入侵是导致原生物种衰竭、物种多样性减少和遗传多样性丧失的重要原因。其中,有不少外来物种主要通过船只压舱水和随船木制包装箱携带这两种方式入侵新的环境。为了明确抵达我国的外来生物与海运船舶进港次数是否有关联,本文采用了Stata 15软件,选取126个与我国有贸易往来的国家,以2007年-2017年到达我国各港口并被截获出有害生物的船舶进港次数为研究对象,先证明了截获有害生物的船舶进港次数与我国的进口贸易量呈线性正相关,再以贸易引力模型为基本模型,将船舶所属的贸易国与我国每年的人口数量、国民生产总值(GDP)、地理距离、当年的汇率、是否有共同语言、是否相邻、是否是沿海国家等因素作为变量因子,建立模型并进行相关统计分析,阐明了两国间的“汇率”因素,在一定程度上能够十分显著地负向影响由海运产生的生物入侵发生频次和入侵的风险。其结果可为今后由海运产生的生物入侵预测和管理提供参考依据。     

The crucial role of information exchange and research for effective responses to biological invasions

Farmers have been fighting weeds and pests since the beginnings of agriculture, but the impacts of invasive alien species (IAS) on native species, habitats and ecosystem services have only been brought to the world's attention relatively recently. Invasive plants, also known as environmental weeds, constitute an insidious 'biological pollution'. Unlike many other types of pollution, they are not diluted in time but, on the contrary, can expand in numbers, density and geographical extent – often exponentially. This paper illustrates an increasing ability to fight back, using a number of case studies of good management practice, including prevention, ecosystem approaches, adaptive management and stakeholder involvement. It identifies some of the challenges inherent in managing IAS in complex situations and identifies areas where weed scientists and other researchers can increase their contributions. Crucially, communities, conservation groups, NGOs and agencies undertaking prevention and management activities need ready access to science-based biological and ecological information about target species, prevention strategies and management techniques, as well as case studies from other regions facing similar problems. Information exchange is a key component of effective responses to biological invasions. A number of global-scale information exchange mechanisms are described.