外来入侵物种的大数据获取及预测分析方法研究进展

随着全球经济一体化推进,国际国内贸易往来剧增,生物入侵问题愈加突出,国内外应加强生物安全工作。随着外来入侵物种数据的大量积累,将大数据技术运用到外来入侵物种防控工作中变得至关重要。本文将近些年国内外针对外来入侵物种防控和检测监测工作中涉及的以下3种大数据技术进行综述：1)基于PDA(personal digital assistant)、SOA(service-oriented architecture)、GIS(geographic information system)、GNSS(global navigation satellite system)等移动应用技术设计并开发的外来入侵物种大数据采集方法;2)国内外主要的外来入侵生物数据库;3)预测外来入侵物种潜在地理分布、定殖可能性以及潜在经济损失的大数据预测与分析方法。为生物入侵的早期预警和快速反应提供信息技术支持。     

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。     

植物检疫性有害生物相关术语梳理及规范

植物检疫术语是进行植物检疫工作交流的前提与基础,对植物检疫工作具有重要意义。本文通过梳理及规范有害生物相关术语及其定义,明确了有害生物与外来物种的相互关系;通过对有害生物风险分析相关术语及其定义进行整理和规范,提出判定植物检疫性有害生物的评估方法,评估过程可结合适生性分析、传播途径、寄主情况及潜在的经济/环境影响等因素,从进入、定殖、扩散可能性及后果评估等方面进行分析。检疫性有害生物与外来入侵物种有一定交集,因此检疫性有害生物的防控对生物入侵防控具有积极作用。而对有害生物和有害生物风险分析相关术语进行规范也为植物检疫性有害生物名单的制修订提供了科学思路。本文提出的定义修改建议及植物检疫性有害生物评估方法较为概括,仅为定义和名单的制修订工作提供参考。     

世界性害虫番茄潜麦蛾入侵我国的风险分析

为评估原产于南美洲的世界性毁灭害虫——番茄潜麦蛾Tuta absoluta(Meyrick)入侵我国的可能性和风险,应用有害生物风险分析方法对其进行风险评估,即对番茄潜麦蛾的不同入侵阶段风险进行定性分析,并应用多指标综合评价方法,从其国内外的发生现状、潜在的经济危害性、受害作物的经济重要性、入侵我国的可能性以及风险管理的难度等方面进行入侵风险的半定量分析。结果表明,番茄潜麦蛾虽然目前在我国还没有分布,但在我国大部分番茄产区都可以存活和定殖,是一种具有高度潜在威胁的有害生物;其入侵我国的风险评估值R为2.64,属于极高风险性农业有害生物。故此建议将其增补列入《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》,在新疆、云南、广西等边境省区开展预防性监测,并加强对该种害虫的检验检疫力度,严防其传入我国。     

国内外入侵及有害生物数据库现状

入侵及有害生物数据库是防控生物入侵的重要信息平台。数据库的使用旨在为从事入侵生物相关工作的科研机构和职能部门提供外来入侵物种数据查询、检测监测信息发布、科研成果交流和科普教育的综合信息服务。在汇总国内外入侵及有害生物数据库的同时,也针对性地收集了与其相关的生物多样性数据库、媒介生物相关数据库、气候数据库及贸易数据库等。目前,数据库还存在标准不统一、信息更新不及时及资金人员投入不足等问题。未来的数据库将向着更加健全、及时和天地一体化的方向发展。     

爱知生物多样性目标框架下生物入侵的检疫防控

生物入侵在爱知生物多样性目标框架下被列为第九条。出入境检验检疫部门在外来有害生物入侵具有明确的行政职责,因此急需加大宣传理解、制定行动计划并有效实施。基于中国生物入侵现状及趋势,预计无论外来有害生物种类还是其造成的经济损失未来都有可能持续快速增加。为御"入侵生物"于国境之外,检疫部门需要加强与农林环保等相关部门的协同合作。在爱知生物多样性目标框架下生物入侵的检疫防控应重点放在外来有害生物信息收集、进境植物检疫性有害生物名录制修订及传播路径监控三方面。     

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。     

入侵生物适生区与种群动态中的数学方法

生物入侵会带来严重的环境问题与经济问题,近年来生物入侵问题正受到越来越多的关注,而且随着全球交流活动的频繁,生物入侵现象也日益严重。在生物入侵的研究中,建立数学模型尤其重要。本文首先对生物入侵中有关物种适生区预测的常见模型中的统计方法进行介绍,主要包括线性回归模型及广义线性回归模型、广义可加模型、多元自适应回归样条函数、分类回归树、助推树、极大化熵方法和支持向量机方法等,并对这些方法在生物入侵模型中的具体应用进行简要说明,然后对生物入侵中种群动态及物种扩散的常用数学方法进行了简要介绍,最后对入侵生物适生区分析与种群动态中的数学方法进行总结和展望。     

经济全球化与气候变化对生物入侵的影响浅析

随着经济全球化与气候环境变化,生物入侵问题日益严重。在生物入侵理论研究框架下整合种面积理论、物种分布理论和生态系统服务理论,可以系统解析生物跨境传播格局和灾害影响。概述了种面积理论、物种分布影响因素特别是生态位保守性,分析了经济全球化与气候变化对生物入侵的影响。国际贸易是生物入侵的重要渠道,而生物入侵将对经济全球化产生一定负作用。基于物种分布模型的适生性分析,可使用模拟的未来气候数据,预测未来潜在地理分布;全球气候变化还可通过改变生态系统结构和功能,进而影响外来生物入侵。     

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。     

警惕酒椰象甲的入侵

2015年8月,深圳出入境检验检疫局从来自香港的旅客携带物中截获大量酒椰棕榈果,深圳局实验室利用声测仪从该果中截获酒椰象甲(Leurostethus raphiae Marshall,1945),同期,北京出入境检验检疫局从非洲入境旅客携带的酒椰棕榈果中检出该虫。酒椰象甲为中国口岸首次截获。本文对该种有害生物的分类地位、分布、寄主、形态特征、传播途径等进行了介绍,并介绍了一种新型的检测技术-声测仪,提出了口岸检疫的应对措施。     

海南外来有害生物数据库的开发与应用

海南外来有害生物数据库基于Windows 7系统,采用Apache+MyS QL+PHP设计开发。数据库包括"检疫性有害生物信息数据库"和"海南外来有害生物数字标本馆"两个子库,前者收录了我国进境植物检疫性有害生物和全国农林业植物检疫性及危险性有害生物共计674种的学名、分类地位、形态描述、寄主、地理分布、为害特点、传播途径等技术资料;后者依托海南出入境检验检疫局有害生物标本馆的馆藏资源,收录海南口岸截获和省内监测调查的1 143种的外来有害生物标本的数字化信息。系统支持下拉式树形目录浏览、文件夹点击、简单检索、以及多条件组合高级检索等多种查询方式,具有界面友好、查询便捷等特点,实现了对海南外来有害生物信息的规范化存贮与管理。该数据库的建成将不仅为海南省检验检疫、农林部门及相关产业人员提供高效、专业的网络服务,还将成为向公众普及有害生物知识,增强国门安全意识的网络教育平台,使其在全省外来有害生物早期预警和有效防范等方面发挥重要的作用。     

警惕棕榈粗腿豆象入侵

棕榈粗腿豆象(Caryobruchus gleditsiae(L.))是一种严重为害棕榈科植物种子的钻蛀性害虫,原产美洲地区,我国尚无分布记录。该虫寄主广,适应性强,且具有较强的隐蔽性,存在较大的传入风险。本文对该虫的分类地位、寄主、分布、为害特点、生物学特性、形态特征、传播途径等进行了详细介绍,并编制了该属6个种的分类检索表,以期为口岸检疫鉴定提供参考。     

西藏发现重要外来入侵害虫——西花蓟马

西花蓟马是一种世界性的重要害虫,中国大陆地区2003年首次在北京发现并报道.作者对拉萨市区及堆龙德庆县蔬菜上采集到的蓟马进行形态学和分子生物学鉴定,证明此种蓟马为西花蓟马,这是西花蓟马在西藏发生的首次报道.     

入侵害虫椰心叶甲在中国的风险性分析

为确定椰心叶甲科学的检疫管理措施,根据WTO的<卫生与植物卫生措施协定>(SPS)要求,对其进行风险性分析.依据国际植物检疫措施标准(ISPM)规定的有害生物风险分析(PRA)程序,利用相关模型,对各项分析指标进行分析并赋值运算.各分析指标及运算值为:(1)国内分布情况,风险值为2;(2)潜在的经济危害性,风险值为2;(3)寄主植物的经济重要性,风险值为3;(4)传播扩散的可能性,风险值为2.05;(5)风险管理难度,风险值为1.66.椰心叶甲的综合风险性值为2.09,符合高风险检疫性害虫条件,据此提出2条相关风险管理备选方案,并分别进行效率和影响评估,确定最终风险管理方案.     

IPM program development for an invasive pest: coordination, outreach and evaluation

BACKGROUND: Spotted wing drosophila (SWD), Drosophila suzukii Matsumura, was found along the west coast of the United States, beginning in 2008 and 2009, infesting a wide variety of small and stone fruit crops. This pest is a serious economic threat, as noted in its native range (Asia), because it lays eggs within ripening fruit before harvest, leading to crop loss. The aim of this paper is to describe the process in order to create collaboration, communication routes and evaluation methods in response to a new invasive pest. RESULTS: Funding was secured and a program (SWD*IPM) was quickly developed to address social, economic and biological components. Communication routes were outlined, and a stakeholder advisory panel was established to guide program objectives. A central website was created to host up‐to‐date information. An online monitoring and mapping program for D. suzukii in Oregon fruit‐growing regions illustrated the range, distribution and seasonal abundance of the pest. In addition, a program for backyard fruit growers was initiated to examine citizen scientists' roles in managing D. suzukii infestations in the urban setting. A monitoring kit, laminated educational cards, dry fly mounts and quick‐time videos were some of the tools used to educate growers. First‐year challenges for dealing with a new pest are discussed. CONCLUSION: The discovery and subsequent response to an exotic pest is information intensive and requires a well‐planned, coordinated Extension and evaluation effort. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry     

5种药剂对入侵新害虫扶桑绵粉蚧的防治效果

扶桑绵粉蚧作为一种新的入侵害虫,具有潜在危害性,国内尚无科学的防控技术,为了科学防控此害虫,选择5种常用药剂进行防治效果研究,结果表明:40%劲克介EC、40%氧化乐果EC和48%乐斯本EC都是比较理想防治药剂。     

危险性外来入侵害虫——西花蓟马的鉴别、危害及防治

西花蓟马(Frankliniella occidentalis)及其所传播的番茄斑萎病毒(TSWV)已被许多国家列为检疫性病虫害, 对多种蔬菜、花卉、果树造成严重危害。本文对其主要鉴别特征、分布危害、生物学习性和控制技术作了简要介绍。     

Enhancing the effectiveness of biological control programs of invasive species through a more comprehensive pest management approach

Invasive species are one of the greatest economic and ecological threats to agriculture and natural areas in the US and the world. Among the available management tools, biological control provides one of the most economical and long‐term effective strategies for managing widespread and damaging invasive species populations of nearly all taxa. However, integrating biological control programs in a more complete integrated pest management approach that utilizes increased information and communication, post‐release monitoring, adaptive management practices, long‐term stewardship strategies, and new and innovative ecological and genetic technologies can greatly improve the effectiveness of biological control. In addition, expanding partnerships among relevant national, regional, and local agencies, as well as academic scientists and land managers, offers far greater opportunities for long‐term success in the suppression of established invasive species. In this paper we direct our recommendations to federal agencies that oversee, fund, conduct research, and develop classical biological control programs for invasive species. By incorporating these recommendations into adaptive management strategies, private and public land managers will have far greater opportunities for long‐term success in suppression of established invasive species. © 2016 Society of Chemical Industry