[生物工程]生物入侵研究概况与发展趋势.doc

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1、［生物工程］生物入侵研究概况与发展趋势入侵外来生物(invasivealienspecies)对生态系统、生物多样性、农林牧渔业的巨大危害与经济损失无可置疑地得到国际社会与科学家的高度重视(Mooney&Hobbes,2000；Perringsetal,2000；LovEi,1997；Schmitz,etal.1997)。外来生物的入侵的生态代价是造成本地物种多样性不可弥补的消失以及种的灭绝，构成对生物多样性保护与持续利用及人类生存环境的重要威胁因素。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。美国科学家的研究表明外来物种的入侵对生态环境的危害和经济损失每年高达1

2、370亿美元，我国几种主要外来农林昆虫和环境杂草造成的经济损失每年达574亿人民币。1.国内外研究概况对于生物入侵的研究，国外科学家早在1958年就出版了〉一书。此后，各国科学家陆续开展了许多有关外来动物、植物、微生物、海洋生物等各个方面的研究。但真正引起科学家广泛关注与研究的则是在20世纪80年代后期。特别是近20年来，对外来入侵生物的研究从宏观的预防与控制策略与有效可行的控制和管理技术体系到微观的分子生物学与生态学、生态遗传学、协同进化及控制技术与生态修复的机制等，均成为广泛研究的热点与焦点，并有较高层次和较深水平的研究。在国际生物多样性公约原则的指导下，GEF针对各缔约国对

3、外来入侵生物的预防与管理提出了9条指导性原则。1996年由SCOPE.IUCN和CABInternationa1共同组织的全球入侵生物项目开始实施以来，在发展外来入侵生物的最佳预防与管理策略与指南、组织实施国际合作项目的研究等方面取得了卓有成效的成果。我国对外来入侵生物的研究主要体现在以下几个方面：对外来种的检疫、除害处理研究较多，但对病原微生物的快速检测技术、外来生物狙击的系统技术研究较少；在文献资料的基础上，对外来入侵生物的综合风险分析研究较多，但对实际的个案试验风险评估模式和体系的研究较少；对外来入侵种的危害性研究较多，对潜在的危险外来种入侵的预警、扩散与传播机制研究较少；

4、对外来的主要病虫害分布、危害、生物生态学特性、控制技术等研究较多，对入侵生物学、入侵生态学及爆发的机制研究较少；对外来入侵种的种群时间动态研究较多；但从微观水平和宏观水平的研究较少；对外来入侵的环境有害杂草的生物防治与综合治理技术较多，对入侵种的遗传变异、对群落结构的影响与生态调控和修复的研究较少。总之，我国对外来入侵生物的研究处于刚刚起步、积累经验和资料、单一方向的水平阶段，有待于向不同层次和更高水平、多学科交叉的实验与理论研究的方向发展。1.研究与发展的趋势及核心问题:危险性外来入侵生物研究过程有别于本地有害生物的研究。一般来讲，外来物种指超出其自然分布范围以外种群。但就大多

5、数物种种群而言，“自然分布”的概念在进化的时间尺度及生态的空间尺度上难以准确认定(Carlton,1996)。因此，大部分个案研究范围将外来物种定义于：无意识的传入/引进、在空间上以国土疆界或以地理障碍生态区、时间上近期发生、后果上导致生态与经济损失为范围。外来生物的入侵一般分为传入、定居与种群建立、潜伏、传播/扩散、成灾几个阶段(Ehler,1998)。由于外来生物的入侵呈现出一个有序的过程，因此各个阶段的研究应根据各个阶段的特点各有侧重。1.传入前或传入过程中的预防与预警：阻止外来有害生物的建立种群是防御外来生物入侵的第一道防线。有效地防止外来生物入侵的首要问题是如何进行科学

6、的预测。由于传入途径的多样化，以及不同生物种具有不同的生物学特性,很难用某一通用模式来预测和解释各类外来生物入侵的方式和潜在的危害。20世纪90年代后期，对预测植物、大型动物入侵的研究文献激增，大多数研究指出：物理屏障不再是外来种入侵的重要因素，而会随着国际贸易往来的增加而增加。因而，预警能力的建设在预防和预测外来种的入侵中就显得更具有重要的科学地位和更具现实意义。众多研究表明，依据物种的系统发育限制因子：生活史特征、入侵种原产地与入侵地生物气候相似性、入侵种的生物学特性和遗传多样性在原产地与入侵地的分化特性、入侵种与本地种种群/近缘种间存在的差异、入侵种的传播方式等因子可预测入

7、侵种可能的分布范围与危害，因此，发展早期预警系统是提高预防与预测准确性的首要关键科学问题；在早期预警系统的引导下，发展快速的检测技术，建立快速的狙击系统是防御不可缺少的一部份，这在实践上，是一种积极的、需要优先考虑的防御技术体系。2.定殖与种群建立过程中的入侵生物生态学过程与遗传的“前适应性”机制：对有详细记载的外来物种成功传入的分析表明：大部分的传入或引进是不成功的，传入种只有1/10的概率建立种群成为偶见种，偶见种中又只有1/10的概率称为常见种，在此之中，又只有1/10机会