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。     

“植物生物安全”专栏寄语

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央坚持总体国家安全观,把国家安全贯穿到党和国家工作各方面、全过程,着力构建大安全格局新时代。植物生物安全是国家安全的重要组成部分,包括植物病虫害防控、外来入侵生物管理、生物技术产品风险评价和生物资源保护利用等。维护植物生物安全对保障国家粮食安全、生态安全和农产品质量安全具有重大的战略意义。国家农业生物安全科学中心是我国目前唯一的国家级植物生物安全研究平台,是国际一流、设施先进、功能齐全的现代化农林生物安全预防和控制科学技术研究基地。中心主要围绕国内外重大植物疫情、高危农业病虫害、转基因植物安全性评价与监测、引进境外生防资源安全性评估,开展农业病虫害的灾变规律、防控理论、安全评估与防控技术的基础性科学研究,为国家提供植物生物安全预警预防、检测监测、科学管控所需的科技支撑和技术保障。2021年4月15日,《中华人民共和国国家生物安全法》正式出台实施,表明我国生物安全进入依法治理的新阶段。在国家生物安全法实施一周年之际,国家农业生物安全科学中心联合《植物保护》杂志策划推出的“植物生物安全”专栏,旨在通过报道植物生物安全研究的相关进展,促进我国植物生物安全研究的快速发展,加强植物生物安全防范意识。专栏得到了王振营研究员、陆永跃教授、林克剑研究员、刘万学研究员、吕全研究员、江幸福研究员、何玉仙研究员、张桂芬研究员、李方方研究员和王瑞副研究员等专家学者的大力支持。专栏共收录了11篇综述性和研究性论文,涵盖了农林草入侵生物的发生现状和防控对策,农业重大病虫害的监测预警和发生趋势,以及转基因作物的风险管理等内容。希望通过本专栏的推出,能引起国内学者对植物生物安全研究工作的高度重视,提升科研工作者对植物生物安全研究的兴趣,携手推进植物生物安全学科的发展,为保障国家粮食安全、生态安全和农产品质量安全提供更强的科技支撑。     

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。     

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。     

《生物入侵》系列著作

随着经济全球化的飞速发腱,生物入侵已成为与各国经济发展、生态安全、国际贸易与政治利益紧密关联的重大科学问题和各国政府、科学家与民众共同关心的社会热点。由科学出版社出版的《生物入侵》系列著作已列入“十一五”国家重点图书出版规划,包括《入侵生物学》、《生物入侵：预警篇》、《生物入侵：检测与监测篇》、《生物入侵：生物防治篇》和《生物入侵：管理篇》,系统地论述了国内外入侵生物学的最新理论研究和发展前沿,全面地展现了我国在生物入侵的预防预警、检测监测、扑灭根除与持续减灾等方面的成果,形成了从理论、技术与方法到管理的具有系统性与完整性的学科体系。《生物入侵》系列著作是科学技术部、农业部、刚家自然科学基金委员会等科技项目资助的重要成果,凝聚了我国入侵生物学家的辛勤劳动与心血,其出版是我国入侵生物学学科发展历程中的重要里程碑。     

美国、澳大利亚防控生物入侵策略对我国的启示

近年来,随着全球经济一体化进程的加快,外来生物入侵现象越来越严重,生物入侵带来的环境、经济、生物安全等问题日益突出,引起了世界各国的普遍关注。我国在防控外来生物入侵策略上与发达国家相比尚有较大差距,美国、澳大利亚等国家在防控生物入侵方面已积累了不少成功的经验。     

外来入侵植物病毒在我国的发生、危害与管理

外来入侵植物病毒已经严重威胁全球多个国家和地区的农业生产。预防和控制入侵植物病毒能够确保农业安全生产和可持续发展。本文详细地总结与综述了我国重要外来入侵植物病毒发生与危害情况。结合国内外生物入侵防治经验与我国入侵植物病毒的实际情况,分析了我国植物病毒入侵防控面临的挑战,提出了我国入侵植物病毒防控的几种通用措施。     

第二届全国生物入侵学术研讨会（第1轮通知）

“第二届全国生物入侵学术研讨会”将于2008年11月在广州举行。本次研讨会将邀请国内外生物入侵研究领域的知名专家出席,针对我国外来入侵生物的预防预警、检测监测、控制管理等方面的理论与技术的热点与前沿问题,着重于实现生物入侵有效防控的国家发展目标和国家需求进行广泛交流。现将有关事项通知如下：     

中国草地外来生物入侵现状与防控建议

草地是我国生态系统的重要组成部分,更是我国畜牧业发展的重要物质基础。外来生物入侵迫使我国脆弱的草地生态系统雪上加霜,严重威胁生态安全、生物安全和畜牧业高质量发展。本文全面总结了我国草地外来入侵生物的物种组成、来源及其危害,系统分析了重要外来生物的入侵扩散机制和防控现状。根据文献统计,我国草地外来入侵生物共有176种,包括入侵植物145种,入侵动物25种,入侵微生物6种,它们主要来源于北美洲。大量外来生物入侵直接影响了草地物种多样性,破坏了草地生态系统的结构和功能,严重威胁人畜健康和社会经济可持续发展。草地外来生物成功入侵与其自身的生物学生态学特性、与本地种的相互作用和环境条件的可入侵性密切相关,虽然目前利用化学防治、生物防治和生态控制等技术可以进行有效防治,但防控的实效性、可持续性差,建议建立基于智能识别与监测预警,集成应急阻截和持续减灾等关键技术的系统解决方案,实现外来入侵物种早发现、早治理,为快速抑制扩散蔓延和区域持续减灾提供科技支撑。     

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。     

2009年－2019年全国口岸进口大麦中检疫性有害生物截获情况分析

为给进口大麦中检疫性有害生物截获策略提供参考,本研究统计了全国口岸2009年-2019年大麦进口基本情况,比较并分析了不同来源国(或地区)大麦中截获杂草、软体动物、真菌、昆虫、病毒等检疫性有害生物的种类数和种次数。结果表明,近11年来我国大麦进口量呈波动上升的趋势,其中2015年大麦进口量最大。截至2019年,大麦中截获检疫性有害生物共计70种,包括杂草53种、软体动物2种、真菌5种、昆虫8种、病毒2种,其中疫情最突出的是杂草。从来源国来看,澳大利亚、法国、加拿大、乌克兰是截获检疫性有害生物种类及种次数最多的国家。其中,澳大利亚、法国大麦中主要截获杂草、软体动物、真菌等有害生物,加拿大大麦中主要截获杂草、真菌及病毒,乌克兰大麦则主要截获杂草、软体动物及昆虫。本研究汇总了2009年-2019年不同来源国(或地区)进口大麦中截获检疫性有害生物的名单,为进口大麦检疫工作提供参考。     

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。     

SSR分子标记技术在入侵昆虫学研究中的运用

外来入侵生物通过与本地生物竞争营养、水分和生存空间,造成严重的生态破坏和生物污染,最终导致生物多样性的丧失,逐渐成为人类生存和社会可持续发展的新威胁。简单序列重复(simple sequence repeats,SSRs)或微卫星DNA(microsatellites DNA)分子标记是生物群体遗传结构分析与变异研究中极有价值的分子标记,由于其具有多态性检出率高、信息含量大、共显性标记、实验操作简单、结果稳定可靠等优点,目前在外来入侵生物研究中得到广泛应用。本文概述了SSR分子标记在入侵昆虫来源鉴定、杂交和基因渗透、瓶颈效应等方面的应用进展,并对其在入侵生物学中的应用前景进行了展望。     

中国外来入侵物种防控法规和管理机制空缺分析

生物入侵对我国的危害日趋严重,依法高效地管理外来入侵物种是当前面临的主要挑战。本文通过分析我国现存的外来生物入侵的法律法规和管理机制、国际上主要国家外来入侵物种法律法规和管理体系,结合当前我国外来生物入侵的管理需求,探讨了我国在外来入侵物种法律法规和管理机制方面的缺口,并提出了建议。     

利用条形码技术鉴定苹浅褐卷蛾

苹浅褐卷蛾原产澳大利亚,目前仅分布于少数地区,是澳大利亚、新西兰及英国等国家多种经济作物上的重要害虫,苹浅褐卷蛾形态具有多态性,对其形态鉴定一直非常困难,由此也增加了该虫在口岸上的入侵风险。本研究使用DNA条形码技术(barcoding)测定了采集自新西兰5个不同地区苹浅褐卷蛾种群26个样本的细胞色素酶I(COI)序列。研究表明,苹浅褐卷蛾种内COI序列差异远小于3%,而与BOLD数据库中卷蛾科其他种类的种间差异约为7%～16%,远大于3%。该结果肯定了条形码技术能够成为口岸快速、准确鉴定苹浅褐卷蛾的有效方法。     

The large‐scale removal of mammalian invasive alien species in Northern Europe

Numerous examples exist of successful mammalian invasive alien species (IAS) eradications from small islands (<10 km²), but few from more extensive areas. We review 15 large‐scale removals (mean area 2627 km²) from Northern Europe since 1900, including edible dormouse, muskrat, coypu, Himalayan porcupine, Pallas' and grey squirrels and American mink, each primarily based on daily checking of static traps. Objectives included true eradication or complete removal to a buffer zone, as distinct from other programmes that involved local control to limit damage or spread. Twelve eradication/removal programmes (80%) were successful. Cost increased with and was best predicted by area, while the cost per unit area decreased; the number of individual animals removed did not add significantly to the model. Doubling the area controlled reduced cost per unit area by 10%, but there was no evidence that cost effectiveness had increased through time. Compared with small islands, larger‐scale programmes followed similar patterns of effort in relation to area. However, they brought challenges when defining boundaries and consequent uncertainties around costs, the definition of their objectives, confirmation of success and different considerations for managing recolonisation. Novel technologies or increased use of volunteers may reduce costs. Rapid response to new incursions is recommended as best practice rather than large‐scale control to reduce the environmental, financial and welfare costs. © 2016 Crown copyright. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.     

Modelling the establishment,spread and distribution shifts of pests

Abstract

During the last century increasing human trade networks have interacted with other global changes – such as land use and climate change – to accelerate the range expansion of pest species worldwide. In this special issue, we present a series of articles that model the risk of establishment and spread of non-native harmful species, as well as shifts in the distribution of native pest species. We also provide a state-of the art review of the available literature on species distribution models for pests, weeds, and pathogens. Recent advances in modelling approaches have allowed us to significantly improve our abilities to predict changes in species distribution, and these tools have been widely used to enhance biosecurity planning and pest management. We expect that this special issue contributes toward and integration of the scientific knowledge and the development of novel approaches to model pest species distribution, as well as to better understand the factors that influence their expansion in the context of a rapidly changing world.     

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。     

外来入侵种光荚含羞草在我国的分布及防控

本文全面总结了光荚含羞草在我国的分布现状，列出了其在一些地区的标本记录，分析了其入侵的原因，并提出防控建议。     

Influence of obligate parasite Cuscuta campestris on the community of its host Mikania micrantha

As a means of biologically controlling Mikania micrantha in South China, the influence of the native obligate parasite Cuscuta campestris on its natural community was studied in the field. Mikania micrantha is a non‐indigenous vine that smothers other vegetation and has become a major invader of agricultural land and native areas in Southern China. These preliminary results showed pronounced effects on M. micrantha by C. campestris. Cuscuta campestris significantly reduced biomass of M. micrantha, increased species diversity and helped re‐establishment of native species. Biomass of M. micrantha decreased from 328 g m^?2 to 82 g m^?2, biomass of companion species increased from 41 g m^?2 to 145 g m^?2, the total number of species increased from 7 to 19 and the species diversity index from 1.8 to 5.6, when C. campestris was present. These results indicated that the use of C. campestris could be a potentially effective way of controlling M. micrantha and could help us achieve the novel objective of biological control of weeds using weeds.