《生物入侵及其影响》课件

生物入侵及其影响欢迎参加《生物入侵及其影响》专题课程本课程将系统介绍生物入侵的基本概念、历史背景、全球现状以及对生态系统、经济和人类健康的多方面影响我们将探讨入侵物种的传播机制、成功因素以及各类典型案例，特别聚焦中国面临的生物入侵挑战同时，我们还将分析国内外防控策略、技术手段和未来发展趋势，以期培养大家对生物入侵问题的全面认识希望通过本课程的学习，你能够理解生物入侵的严重性，并积极参与到防控工作中来让我们共同努力，保护生物多样性，维护生态平衡！什么是生物入侵？生物入侵定义本地与外来物种区别生物入侵是指外来物种被有意或无意地引入到其自然分布范本地物种是在特定区域内经过长期进化适应形成的物种，与围以外的生态系统中，并在新环境中成功存活、繁殖，最终当地生态系统有着复杂而平衡的关系它们通常受到各种生对当地生态系统、经济或人类健康造成不良影响的现象态因子的调控，种群数量相对稳定而外来入侵物种则是人为引入的生态陌生人，缺乏自然制这些外来物种脱离了原有生态系统中的天敌和制约因素，往约机制，常常打破原有生态系统的平衡状态，造成本地物种往能够在新环境中迅速扩张种群，形成生态优势，进而危害种群减少甚至灭绝，最终导致生物多样性下降本地生态平衡生物入侵的历史背景史前时期工业革命后即使在人类文明早期，随着人类迁徙活动，一些伴生动植物也开随着蒸汽船和铁路的发展，物种传播速度与范围大幅增加19世始跨越地理屏障传播然而，这一过程缓慢且规模有限，对生态纪末至20世纪初，各国积极引进外来物种用于农业、园艺和养系统的影响相对较小殖，许多现今严重的入侵物种问题源自这一时期1234大航海时代现代全球化时代15-17世纪的地理大发现推动了洲际间物种交流的第一次高峰欧当代交通和贸易全球化使生物入侵呈爆发式增长集装箱运输、洲殖民者有意或无意地将欧洲物种带到美洲、澳洲等地，同时也国际旅游、宠物贸易等现代活动极大加速了物种传播，使生物入将异域物种引回欧洲，造成了首次大规模的生物入侵侵成为全球性生态危机生物入侵的全球现状11000+17%全球记录入侵物种数量全球陆地面积受影响比例据国际自然保护联盟IUCN统计，全球已记研究表明，全球约17%的陆地面积已受到明录的外来入侵物种超过11000种，涵盖植显的生物入侵影响，其中岛屿和沿海地区受物、动物和微生物等各类生物害尤为严重万亿

1.4全球年经济损失美元生物入侵每年给全球经济造成高达

1.4万亿美元的损失，相当于全球GDP的近5%，这一数字还在持续增长当前全球生物入侵热点地区主要集中在北美、西欧、澳大利亚、新西兰以及东亚地区这些地区通常拥有发达的贸易网络、频繁的人员往来，同时也具有较为脆弱的本地生态系统，成为生物入侵的重灾区生物入侵的主要类型植物入侵动物入侵主要包括入侵杂草、观赏植包括陆生动物、水生动物和物逸为野生、农作物杂草昆虫等多类群入侵动物不等这类入侵生物通常具有仅直接捕食或竞争排挤本地繁殖能力强、适应性广的特物种，还可能携带病原体，点，能迅速占据生态空间，对当地生态系统造成多重压危害本地植被例如水葫力入侵鱼类、贝类、啮齿芦、紫茎泽兰等已成为全球类和蚂蚁是最常见的入侵动性入侵植物物微生物入侵包括病毒、细菌、真菌等微小生物虽然肉眼难以察觉，但微生物入侵往往具有快速扩散、难以控制的特点，可导致严重的植物病害、动物疫病甚至人类传染病，如松材线虫、疟疾等入侵物种的传播途径空运途径航空货物、旅客行李中的生物材料海运途径船舶压舱水、船体附着生物陆运途径国际贸易货物、车辆携带商品贸易观赏植物、宠物、农产品人员往来国际旅游、移民携带物种这些途径中，海运是最主要的传播媒介之一全球约80%的贸易通过航运完成，船舶压舱水每年转移约100亿吨水和无数水生生物集装箱运输也成为陆生生物入侵的重要媒介，其封闭环境为害虫、小型动物提供了理想的旅行方式国际贸易的快速发展使生物传播速度显著加快以昆虫为例，在全球化贸易前，一种昆虫的自然扩散速度约为每年几公里，而现在通过贸易途径可以在数天内跨越洲际人类活动与入侵物种扩散城市化与基础设施全球化影响城市扩张与道路建设改变了原有生态环国际贸易和运输网络的快速发展使地理隔境，创造了适合外来物种生存的干扰生离屏障被打破，为外来物种提供了前所未境城市热岛效应、绿化引种等因素进一有的传播机会年以来，全球贸易2000步助长了外来物种的定植城市地区外来量增长了近倍，与之相伴的是入侵物种3植物比例通常比周边自然区域高出30-报告数量的指数级增长50%气候变化农业活动全球气候变暖正在改变物种的适生范围，集约化农业、单一种植等现代农业模式为使原本无法在某些地区生存的外来物种找害虫和杂草入侵创造了理想条件农产品到了生态机会预计到年，气候变和种子贸易同样是外来物种传播的重要途2050化将使全球入侵风险增加以上径，全球约的作物病虫害来自外来入20%15%侵种入侵物种的成功机制生物学特性优势生态优势人类活动助推成功的入侵物种通常具有快速生长、早熟、在新环境中缺乏天敌是入侵物种最大的优势人类对环境的扰动创造了适合入侵物种定居高繁殖力等特点例如，一株紫茎泽兰每年之一脱离了原产地的寄生虫、病原体和捕的生态空缺森林砍伐、土地开发等活动损可产生超过10万粒种子，而许多入侵鱼类比食者的控制，入侵物种能够将更多能量用于害了本地生态系统的完整性，降低了其抵抗本地鱼类产卵数量高出数倍至数十倍生长和繁殖，实现种群爆发式增长入侵的能力这些物种往往具有极强的环境适应能力，能某些入侵物种还具有化感作用，能分泌抑制人类有意引种也直接促成了许多入侵案例够忍受恶劣条件，在多种环境下存活如豚其他植物生长的化学物质，或拥有其他本地全球约62%的植物入侵和近93%的鸟类入侵草可在各种土壤类型中生长，并能忍受高度物种不具备的竞争优势，如美洲大蠊的高度是由于观赏、农业或宠物贸易等有意引入行污染的环境抗药性使其在城市环境中占据主导地位为造成的这种栽培压力使外来物种有更多机会在新环境定植入侵对生物多样性的影响生态系统服务的破坏水资源影响某些入侵水生植物如水葫芦和水花生能迅速覆盖水面，导致水体溶解氧降低、水质恶化在非洲和亚洲，水葫芦入侵已使许多湖泊和水库的储水量减少30-40%，影响当地饮用水供应和灌溉系统土壤功能退化入侵植物往往改变土壤理化性质和微生物组成例如，互花米草入侵滨海湿地后，改变了土壤结构和养分循环，导致原有红树林生态系统功能丧失，碳储存能力下降20-35%植被结构变化成功的植物入侵往往导致单一物种占据优势地位，取代原有多样化植被澳大利亚的金合欢入侵南非草原后，将开阔草地转变为密集灌丛，改变了整个地区的水文循环和火灾频率入侵物种打破了原有生态系统经过漫长进化形成的平衡状态，扰乱能量流动和物质循环研究表明，受严重入侵影响的生态系统其提供的生态服务价值平均降低30-80%，恢复所需时间可能长达数十年甚至更久在中国西南地区，紫茎泽兰入侵导致当地草场载畜量下降40-60%，蜜源植物减少使蜂蜜产量降低，并改变了土壤水分状况，这些变化直接影响当地农牧民的生计生物入侵与生态位竞争生态位是指物种在生态系统中的功能角色和资源利用方式入侵物种往往通过竞争同一生态位的资源来影响本地物种这种竞争主要表现为对空间、食物、光照、水分和营养物质等关键资源的争夺入侵物种通常在资源竞争中占据优势，因为它们可能具有更高效的资源获取能力、更快的生长速率或更广的生态耐受范围例如，凤眼莲能在贫瘠水体中迅速生长，其发达的根系比本地水生植物更有效地吸收有限的养分生态位空缺理论认为，具有未被充分利用资源的生态系统更容易受到入侵人类活动造成的生态干扰往往创造这种空缺，为入侵物种提供立足点一旦入侵物种占据这些生态位，就可能阻止原有物种的恢复，形成自我维持的入侵状态入侵物种的生态级联效应入侵物种定植外来物种进入并建立种群本地物种减少直接捕食或竞争排挤关键物种食物网结构改变营养级关系被打乱生态系统功能丧失物质循环和能量流动紊乱生态级联效应是指生态系统中一个组成部分的变化引发连锁反应，最终可能导致整个生态系统结构和功能的改变入侵物种引起的级联效应尤为显著，特别是当它们影响到关键物种时美国大湖区的贻贝入侵案例清晰展示了这种效应斑马贻贝入侵后，因其强大的滤食能力使湖水变得异常清澈，阳光得以深入水底，促进了水草大量生长；同时浮游生物减少，导致鱼类食物短缺；最终改变了整个湖泊生态系统的结构和功能典型入侵植物实例紫茎泽兰原产地与传入扩散路径主要危害经济损失原产于中美洲，20世纪40年代由从云南向东扩散至广西、广东、贵侵占农田和草场，排挤本地植被，每年造成中国约15亿元人民币的直缅甸传入中国云南州等省导致生物多样性下降接经济损失紫茎泽兰是一种多年生草本植物，目前在中国已入侵面积超过300万公顷，分布于云南、贵州、四川、广西等13个省区其成功入侵的关键在于强大的生殖能力——单株植物每年可产生1-3万粒种子，种子具有绒毛，可随风传播20公里以上紫茎泽兰还含有毒性成分，牲畜误食后可能导致肝脏损伤甚至死亡在云南某些地区，因紫茎泽兰入侵导致的牲畜死亡率上升了15-20%此外，它还分泌化感物质抑制其他植物生长，形成单优群落，严重降低了草地质量和生物多样性典型入侵植物实例加拿大一枝黄花入侵历史1加拿大一枝黄花原产于北美洲，20世纪30年代作为园艺植物引入中国，50年代开始在上海郊区逸为野生经过几十年的扩散，现已成为中国东部地区最具威胁的入侵植物之一分布范围2目前在中国的分布已遍及25个省市自治区，主要集中在长江三角洲、珠江三角洲和东北地区仅在上海地区，其入侵面积就超过3万公顷，覆盖率在某些区域高达80%以上生态影响3加拿大一枝黄花能够形成高度同质化的单优群落，显著降低当地植物多样性研究表明，其入侵区域的本地植物种类平均减少45-60%，且改变了土壤微生物组成，抑制本地植物种子萌发经济损害4在农田周边，加拿大一枝黄花可降低作物产量15-30%；在城市绿地，其每年清除成本达数千万元；在废弃地，它还增加了火灾风险和病虫害传播概率典型入侵动物实例美洲红火蚁形态特征传播路径主要危害美洲红火蚁体长原产于南美洲，世纪年代入侵北红火蚁具有强烈的攻击性和毒性，被蛰Solenopsis invicta2-62030毫米，红褐色，具有明显的腹柄节与美，年首次在中国台湾发现，随后会产生剧烈疼痛和水泡，严重者可能2004本地蚂蚁不同，红火蚁筑巢形成无植被后传入广东、广西、福建等省份目前引起过敏性休克在农业上，它们破坏覆盖的土堆，高厘米，直径可达中国大陆已有个省份发现美洲红火蚁农作物根系，降低产量，还会15-501420-30%厘米，这成为其识别特征之一分布，且仍在以每年公里的速度攻击小型家畜在城市环境中，它们可4035-50向北扩散能损坏电气设备，造成安全隐患典型入侵动物实例福寿螺典型入侵动物实例亚洲鲤鱼物种引入逃逸扩散1970年代引入美国用于水产养殖和水质改善洪水导致养殖场外逃，进入密西西比河水系生态危害种群爆发竞争资源，排挤本地鱼类，改变水体生态在无天敌环境中迅速繁殖，成为主导鱼类亚洲鲤鱼是指鲤科的几种鱼类，包括鲢鱼、鳙鱼、草鱼和鲤鱼等，原产于中国它们如今已成为美国水域最具破坏性的入侵物种之一这些鱼类生长迅速，体型巨大可达45公斤，且繁殖能力强，雌鱼每年可产卵数百万粒在密西西比河流域，亚洲鲤鱼已占据了部分河段总鱼类生物量的97%，极大地改变了水域生态系统结构它们以浮游生物为食，每天可消耗自身体重20-120%的食物，与本地鱼类争夺食物资源美国每年花费约4,500万美元用于防控亚洲鲤鱼，建设电子围栏、声波屏障等设施阻止其进入五大湖入侵微生物松材线虫病生态灾难传播机制松材线虫在中国已造成超过100万公顷松林源头与传入松材线虫主要通过松墨天牛作为媒介传播死亡，直接经济损失超过400亿元在某些松材线虫Bursaphelenchus xylophilus原产天牛成虫携带线虫在健康松树上取食，将线严重疫区，松树死亡率高达80%以上，导致于北美，20世纪初传入日本，1982年首次虫传入树体；线虫在松树内快速繁殖，阻塞森林生态系统结构改变，水土保持能力下在中国南京发现目前已在中国17个省市发树木输导组织；感染松树通常在40-90天内降，引发一系列生态问题现疫情，成为松树林最严重的威胁之一死亡，形成松树枯萎病外来入侵物种的社会经济影响农业损失公共卫生问题入侵物种对农业造成的损失占全球农业总产值的在某些入侵物种直接威胁人类健康豚草花粉是强烈的过敏10-15%中国，仅福寿螺、红火蚁和美国白蛾等几种主要农业入侵害原，在中国导致超过万人患有过敏性鼻炎和哮喘；红2000虫每年就造成约亿元的直接经济损失火蚁蜇人可引起剧痛和过敏反应，重庆地区每年报告近500例蜇伤病例3000入侵杂草如豚草、飞机草等不仅与农作物争夺资源，降低产量，还增加了除草剂使用量，提高了生产成本在某些地入侵物种还可能携带或传播疾病以白纹伊蚊为例，这种入区，农民不得不放弃受严重侵害的农田，造成土地资源浪侵蚊虫是登革热、寨卡病毒等多种疾病的媒介，已在中国多费个城市定植，增加了传染病爆发风险外来入侵物种每年给全球医疗系统带来约亿美元的额外负担600入侵物种带来的经济成本亿亿2700570全球每年经济损失美元中国每年经济损失元人民币根据最新研究估计，外来入侵物种每年给全球经济中国是受入侵物种影响最严重的国家之一，年均直带来约2700亿美元的损失，相当于全球GDP的接经济损失约570亿元

0.3%

5.8%农业产值损失比例入侵物种导致中国农业产值损失比例不断攀升，已从2000年的

2.3%上升至目前的

5.8%入侵物种造成的经济成本不仅包括直接损害，还包括防控支出、修复成本和机会成本在美国，每年用于入侵物种管理的公共开支超过30亿美元，而欧盟每年在入侵物种研究、防控和损失补偿上的总支出达120亿欧元这些经济损失在不同区域和行业间分布不均农业、林业和渔业是受影响最严重的产业，而岛屿国家和发展中国家因生态系统脆弱和防控能力有限，往往承受着不成比例的高额成本随着全球贸易增长和气候变化，预计到2050年，入侵物种造成的全球经济损失将增加至少40%入侵物种与粮食安全作物害虫植物病原体入侵杂草入侵害虫如草地贪夜蛾、入侵病原体可引发大规模入侵杂草与作物争夺水美国白蛾等对农作物造成作物流行病小麦条锈分、养分和光照，同时释直接危害草地贪夜蛾自病、水稻稻瘟病等病害经放化感物质抑制作物生2019年传入中国后，已扩常因外来病原株入侵而加长仅豚草一种植物在中散至26个省区，影响玉剧，导致农作物减产或绝国就已影响农田2800万公米、水稻等作物超过100收UG99小麦锈病菌株被顷，造成粮食减产约1500万公顷，部分地区减产视为全球粮食安全的重大万吨，相当于900万人的30-50%威胁口粮入侵物种对粮食系统的影响不仅限于产量减少，还包括质量下降、储藏损失增加等印度谷蛾和赤拟谷盗等入侵储粮害虫每年造成中国粮食储藏损失约500万吨，价值超过100亿元气候变化正在加剧入侵物种对粮食安全的威胁随着温度升高，许多热带和亚热带害虫正向温带地区扩散，如草地贪夜蛾的适生范围预计将向北扩展200-300公里粮食生产系统必须适应这些新威胁，否则全球粮食安全形势将进一步恶化入侵对渔业的影响水生入侵物种对渔业的影响尤为严重，因水域连通性使防控变得极为困难在中国，入侵鱼类如食蚊鱼、革胡子鲶等已在多个水系建立种群，通过捕食、竞争和栖息地改变等方式影响本地鱼类资源长江流域的本地鱼类组成在过去30年里发生了显著变化，入侵种比例从不足5%上升至20%以上贝类入侵也严重影响渔业生产斑马贻贝、糙面文蛤等入侵贝类不仅改变水域生态系统结构，还会附着在渔具和养殖设施上，增加维护成本在青岛、大连等沿海地区，每年用于清理养殖筏架上入侵贝类的费用超过3亿元水生植物入侵同样威胁渔业安全凤眼莲、水葫芦等漂浮植物形成的密集植被阻碍渔船通行，降低捕捞效率，并改变水质条件，影响鱼类繁殖在广东、广西等地的部分湖泊，因水生植物入侵导致的渔业产量下降高达45%入侵物种与基础设施危害水利设施损害交通系统影响某些入侵双壳类如斑马贻贝和霍乱弧菌属入侵植物如互花米草可改变海岸线形态，贻贝能大量附着在水管、水泵和冷却系统淤积港口和航道；水生漂浮植物如水葫芦上，阻塞水流，降低效率在美国五大湖能形成厚达数米的植物垫，阻碍船只通地区，仅斑马贻贝每年就给水电和自来水行，增加航运成本在广西、广东的部分系统造成约5亿美元的损失内河航道，每年清理水生入侵植物的费用超过5000万元中国长江流域的入侵贝类已导致多个水电站冷却系统效率下降20-30%，增加了维入侵动物也可直接破坏交通设施鼠类和护频率和成本这些生物污损还会加速金白蚁等入侵物种啃咬电缆和木质结构，造属管道腐蚀，缩短设备使用寿命成安全隐患澳洲在蜘蛛蟹入侵后，发生多起因其穿越道路导致的交通事故建筑与城市设施一些入侵白蚁如台湾乳白蚁能够在低温和干燥条件下生存，已在中国北方多个城市定植，对建筑物造成严重破坏相比本地白蚁，这些入侵种对常规防治药剂的抗性更强，处理成本更高入侵植物的根系也可破坏建筑基础和市政管网日本在入侵植物虎杖蔓延后，发现它的根系能穿透混凝土墙和沥青路面，每年造成数亿美元的基础设施维修支出入侵物种与人类健康媒介生物传播入侵蚊种如白纹伊蚊和埃及伊蚊是登革热、寨卡病毒和黄热病等多种疾病的重要媒介随着气候变暖，这些媒介蚊在中国的分布范围不断扩大，已从南方沿海地区向北扩展至长江流域，使超过6亿人口面临风险过敏原植物入侵植物如豚草、三裂叶豚草等产生大量高致敏性花粉，是重要的过敏原来源中国北方地区豚草花粉过敏症患病率已从20年前的3%上升至目前的17%，每年因此增加的医疗开支超过25亿元有毒有害物种一些入侵物种具有毒性，直接危害人类健康毒麻杏含有氰化物，误食可致命；巴西龟可携带沙门氏菌；红火蚁蜇伤可引起严重过敏，全球每年约有60-100人因红火蚁过敏性休克死亡生物入侵的环境治理挑战监测难度广域分布使全面监测成本极高时间延迟发现常滞后于实际入侵5-10年资源限制防控资金与实际需求差距巨大协调复杂跨部门、跨区域合作障碍多权衡取舍防控措施可能产生生态副作用生物入侵管理面临的首要挑战是早期发现的困难许多入侵物种在初期种群规模小、分布零散，难以被常规监测发现研究表明，大多数入侵物种在被正式记录前已在新环境中存在5-10年，此时种群已经建立，防控难度和成本呈指数级增长入侵物种的防控还存在技术瓶颈传统物理和化学防控方法在大范围应用时常面临效率低、成本高、环境影响大等问题生物防治虽有潜力，但筛选合适的天敌物种需要长期研究，且存在引入新入侵种的风险此外，入侵物种往往具有较强的适应能力，能够对防控措施产生抗性，使长期治理效果下降国际生物入侵防控合作公约/组织名称主要职能成员国数量《生物多样性公约》提供入侵物种管理总体框架196和原则《国际植物保护公约》防止植物有害生物传播和入184侵世界动物卫生组织防控动物疫病跨境传播182《船舶压载水管理公约》减少水生物种通过船舶压载79水传播全球入侵物种计划提供科学信息和政策建议非条约组织国际社会已建立多层次的合作机制应对生物入侵挑战《生物多样性公约》第8h条明确要求各成员国尽可能并酌情防止引进、控制或消灭那些威胁生态系统、栖息地或物种的外来物种2010年通过的《生物多样性战略计划》将控制入侵物种列为2020年全球生物多样性目标之一区域合作机制也在不断加强欧盟于2015年实施《外来入侵物种条例》，建立统一的预防、早期预警和快速反应系统亚太经合组织APEC成立了入侵物种管理专家组，促进成员国间信息共享和能力建设中国积极参与这些国际机制，并与周边国家开展双边合作，建立联合监测网络和应急响应机制，提高区域生物安全水平早期预警与快速反应机制风险监测建立多层次监测网络，包括边境口岸检疫、重点区域常规监测和公众参与监测中国已在全国设立2300多个外来物种监测点，覆盖主要口岸、自然保护区和生态脆弱区应用eDNA、红外相机、声学监测等新技术提高监测灵敏度水生入侵物种环境DNA监测技术已能在物种密度极低时实现早期发现，比传统方法提前2-3年发现入侵迹象预警分析基于监测数据和风险评估模型，快速判断入侵风险等级中国建立的全国外来入侵物种预警系统整合气候适宜性分析、传播路径评估和历史入侵记录，对潜在入侵物种进行风险分级结合全球入侵物种数据库和本地监测信息，构建入侵可能性地图这种时空预警模型已在预测美洲斑潜蝇和红火蚁扩散路径方面取得显著成效快速响应制定分级响应预案，明确不同风险等级下的责任主体和行动方案一旦发现新入侵物种，立即启动应急处置，包括封锁、清除和后续监测建立专业快速反应队伍，配备专用设备和药剂广东省红火蚁应急处置队能在发现新疫点后24小时内完成初步控制，有效阻断了多起扩散事件生物防治技术天敌筛选实验室测试在入侵物种原产地搜集天敌，进行安全性和有效严格评估对非靶标物种的影响，确保生态安全性评估大面积应用小规模释放成功验证后推广应用，持续监测长期效果在隔离环境下进行田间试验，监测效果与风险生物防治是利用天敌生物控制入侵物种的可持续方法，具有靶向性强、环境友好、成本效益高等优势中国在这一领域已取得多项成功案例针对危害严重的紫茎泽兰，研究人员从原产地引入并评估了其专一性天敌——泽兰实蝇和泽兰刺皮瘿，在云南、四川等地释放后显著抑制了泽兰种群，防控成本仅为化学防治的1/10针对水生入侵植物，中国科学家成功引入水葫芦象甲防治水葫芦，在广东、广西等省份取得良好效果通过天敌控制，多个水域的水葫芦覆盖率从80%以上降至可控水平此外，国内科研团队还在开发本地天敌资源，如利用本地捕食性螨类控制红火蚁，避免引入新的外来物种可能带来的风险机械、物理与化学防治机械物理防治化学防治机械物理防治是控制入侵物种的传统方法，适用于早期或局化学防治利用药剂直接杀灭或抑制入侵物种，具有见效快、部入侵的情况常见技术包括人工清除、机械收割、水位调效率高的特点针对不同入侵物种，已开发出多种专用药控和高温处理等在中国西南地区的紫茎泽兰防控中，春季剂例如，毒饵技术在红火蚁防治中效果显著，而选择性除集中清除和根部挖掘被证明有效；对于水生植物入侵，机械草剂在控制紫茎泽兰等入侵植物时具有一定优势打捞结合适度放牧可显著降低生物量然而，化学防治面临多重挑战药剂使用可能对非靶标生物物理屏障也是重要防控手段在防控红火蚁过程中，隔离带造成伤害，影响生态系统健康；长期使用同一药剂可能导致和诱捕器的设置能有效阻断其扩散；对于入侵鱼类，声波屏抗性发展；且在水体和敏感生态区的应用受限为减少环境障和电子围栏在特定水域已显示良好效果此外，高温、低风险，当前研究重点已转向开发生物源农药和高效低毒药温和辐射处理常用于进出口物资的检疫处理，防止新入侵物剂，并探索精准施药技术，如靶向性诱饵和缓释制剂，实现种传入在较低剂量下的有效控制法律政策与立法防控法律框架中国外来物种管理相关法律法规体系部门规章农业农村部、海关总署等主管部门规定技术标准风险评估、监测和防控技术规范中国已建立多层次的入侵物种法律政策体系国家层面，《生物安全法》2021年首次从法律高度明确了外来入侵物种防控要求；《农业生物物种资源保护法》《野生动物保护法》《植物检疫条例》等法律法规也包含了相关条款2022年，《外来入侵物种管理办法》正式实施，建立了以名录管理为核心的系统防控机制主要法律条款涵盖准入管理、风险评估、监测预警、应急处置和责任追究等方面管理体系采取分级分类管理原则，将入侵物种分为禁止进境物种、限制进境物种和管控物种等类别，并明确不同部门的监管职责同时，建立了外来物种风险评估制度，要求引进新物种必须经过严格评估，并设立了违规引入的法律责任条款，最高可处罚100万元社会公众参与与教育公民科学计划学校教育社区行动公民科学是发动普通公众参与科学数据收集将入侵物种知识纳入中小学教育是提高公众社区是防控入侵物种的重要力量各地已组的有效途径中国科学院2018年推出入侵意识的基础农业农村部与教育部联合开发织超过5000个社区志愿团队参与入侵植物物种巡查员项目，开发手机应用程序，允了适合不同年龄段的入侵物种教材，并在生清除、监测点巡查等工作在北京市开展的许公众上传入侵物种照片和位置信息该平物学课程中增加相关内容调查显示，接受清除豚草行动月活动中，社区志愿者每年台目前已有超过20万注册用户，累计提交系统教育的学生对入侵物种的认知度提高了清除豚草超过50吨，有效控制了城市绿地有效记录35万条，发现新分布点2800多3倍，环保行为意愿显著增强的豚草扩散个，极大扩展了监测网络范围外来物种风险评估方法信息收集全面收集物种生物学特性、原产地生态习性和全球入侵历史记录气候适宜性分析利用物种分布模型评估潜在分布范围风险量化评估入侵可能性、危害程度和管理难度风险分级确定管理优先级和防控措施风险评估是入侵物种管理的科学基础，通过系统评价物种的入侵潜力和可能造成的危害，为决策提供依据中国已建立了较为完善的外来物种风险评估技术体系，包括有害生物风险分析技术规范和外来入侵物种风险评估规程等国家标准定量风险评估方法已广泛应用于入侵物种管理澳大利亚风险评估系统AS-ISK和欧洲外来植物评估协议EPPO DSS已被引入并本地化，用于评估贸易引进物种的风险基于这些评估结果，中国建立了不同风险等级的外来物种名录，其中最新版《中国外来入侵物种名录》收录了660种已知入侵物种，并按危害程度分为

一、

二、三级，指导防控资源的优先分配中国入侵物种现状中国最具影响力入侵物种TOP1012紫茎泽兰美洲红火蚁危害范围最广的入侵植物，已入侵中国13个省区，面积超过300万公顷，主要危害森林、草地生态蔓延最快的入侵昆虫，16年内从广东扩散至14个省份，威胁农业生产和人类健康系统34福寿螺松材线虫危害农业最严重的软体动物，年损失超过70亿元，并可传播寄生虫疾病林业第一杀手，已致中国超过100万公顷松林死亡，是森林生态安全的重大威胁中国入侵物种排行榜的其他高危物种包括豚草最强致敏源，影响超过2000万过敏患者；水葫芦最具破坏力的水生植物，覆盖水面阻碍通航；互花米草改变滨海湿地生态系统结构；草地贪夜蛾自2019年入侵以来迅速成为农业新威胁；牛蛙对两栖类生态系统影响严重；以及褐飞虱水稻重大害虫，可传播病毒病这些高影响力入侵物种具有共同特点适应能力强、繁殖速度快、分布范围广、防控难度大，且大多对生态系统或经济造成多重复合危害中国政府已将这些物种列为重点防控对象，制定专项行动计划，投入专项资金用于监测和综合治理中国受灾区域分析西南高发区华南水系区云南、四川、重庆和贵州是植物入侵最严重广东、广西、福建等省份的河流、水库和湿的地区气候多样性、丰富的生物资源和频地系统遭受严重水生入侵物种威胁水葫繁的边境贸易活动使该区域成为入侵物种的芦、凤眼莲等漂浮植物覆盖了超过万公顷5热点紫茎泽兰、飞机草等入侵植物在该水域，红耳龟、罗非鱼等外来动物已建立稳区域覆盖面积超过万公顷，每年造成草定种群，福寿螺每年造成水稻损失约亿15040地生产力下降元15-40%城市化地区长三角农业区北京、天津等城市化程度高的地区外来园艺上海、江苏、浙江和安徽的农业系统面临多植物逸为野生现象普遍豚草分布密度在城种入侵物种威胁加拿大一枝黄花在该区域市周边平均达到株平方米，城市绿地覆盖面积近万公顷，美国白蛾、日本松干15-20/8中外来种比例高达以上，红火蚁已在蚧等入侵昆虫危害严重，加上沿海港口众40%北京南部建立局部种群多，新入侵风险持续上升中国典型入侵物种案例分析一水葫芦入侵历史生态危害水葫芦Eichhornia crassipes原产于南美洲水葫芦是全球十大恶性水生杂草之一，在适亚马逊流域，20世纪30年代作为观赏植物宜条件下可每7-10天使覆盖面积翻一番它引入中国1957年毛泽东主席曾题词发展在水面形成厚达1米的植物垫，阻挡阳光进水葫芦，将其作为畜禽饲料和绿肥推广入水体，降低溶解氧含量，导致水生生物大然而，由于缺乏天敌和强大的繁殖能力，水量死亡研究显示，水葫芦入侵区域的水生葫芦很快失控扩散，从原本的受控种植转变植物多样性平均下降65-80%，鱼类资源减为严重的生态灾难少40-60%经济损失水葫芦堵塞航道、水利设施和渔业基础设施，造成巨大经济损失在广东、广西等省份，每年用于清理水葫芦的直接支出超过3亿元在部分严重受灾区，水力发电效率下降15-25%，农田灌溉系统效率降低30-40%，渔业产量下降高达50%水葫芦防控已成为中国南方水域管理的重要课题目前采用的综合防控策略包括机械打捞、生物防治和资源化利用相结合的方式从澳大利亚引入的水葫芦象甲Neochetina eichhorniae在广东等地建立了稳定种群，可有效抑制水葫芦生长同时，水葫芦的资源化利用也取得进展，包括生物质能源生产、复合肥料制备和手工艺品加工等，使防控与利用形成良性循环中国典型入侵物种案例分析二小龙虾小龙虾学名:克氏原螯虾,Procambarus clarkii原产于美国南部和墨西哥北部，1929年由日本引入中南京，1940年代传入湖北等地这种入侵物种的独特之处在于它从生态灾难转变为经济机遇的特殊轨迹初期，小龙虾被视为农业害虫，因其挖掘洞穴破坏稻田堤坝，每年造成约15亿元的农业损失然而，随着中国饮食文化的演变，小龙虾逐渐成为受欢迎的食材，带动了巨大产业链2022年中国小龙虾产业总产值达到4100亿元，养殖面积超过150万公顷，从业人员超过500万人湖北潜江、江苏盱眙等地区因小龙虾产业实现了脱贫致富从生态角度看，小龙虾仍是入侵物种，对本地水生生态系统构成威胁它掠食性强，摄食水生植物、鱼卵和底栖动物，已导致部分地区本地螯虾种群锐减小龙虾案例提出了入侵物种管理的新思路在无法根除的情况下，通过市场化机制实现控制与利用的平衡目前政策重点是加强养殖区隔离措施，防止向自然水体扩散，同时鼓励在已受影响水域进行捕捞利用，实现以渔控虾这种模式被视为特定条件下入侵物种管理的创新途径中国典型入侵物种案例分析三福寿螺防控措施农业危害福寿螺防控已纳入国家农业重大有害生物防控引入与扩散福寿螺是水稻最主要的害虫之一，尤其危害水体系综合防控措施包括农田冬季翻晒杀灭福寿螺Pomacea canaliculata原产于南美洲，稻秧苗和再生期，可导致全田绝收在广东、越冬螺体；稻田周围设置诱捕沟引诱集中处1981年首次引入台湾作为食用螺类，随后传入广西等主产区，福寿螺每年造成水稻减产5-理；使用生物制剂如苦参碱、茶籽饼等防治；大陆由于适口性差、养殖户弃养等原因，迅20%，直接经济损失超过70亿元此外，它还推广抗福寿螺危害的水稻品种和栽培技术天速在南方水系扩散目前已在中国大陆23个省危害莲藕、芋头等水生经济作物以及多种水生敌引进方面，已从泰国引入大灰鼠Bandicota区建立野外种群，入侵面积超过300万公顷水植物indica作为生物防控agent进行试验田中国生物入侵防治成效红火蚁联防联控紫茎泽兰生物防控豚草清除行动自2005年首次发现美洲红火蚁入侵以来，针对西南地区紫茎泽兰肆虐问题，中国科学豚草作为重要的过敏原植物，其防控已纳入中国建立了国家层面的联防联控机制农业家自2003年开始系统研究生物防控技术公共卫生体系北京、上海等城市实施无农村部牵头14个省份实施专项行动，采用在云南、贵州等省建立了7个天敌繁育基豚草社区创建活动，组织民众参与清除行发现一点、扑灭一点策略，建立了早期预地，推广泽兰实蝇等生物防控技术，覆盖防动通过十年持续努力，主要城市建成区豚警和快速反应体系截至2022年，已成功控面积超过50万公顷监测显示，使用天草分布密度下降80%以上，过敏性鼻炎发防止红火蚁向北方和西部扩散，控制其分布敌防控的区域紫茎泽兰分布密度下降60-病率明显降低这一公众参与模式已推广至范围在可控区域内，避免了数百亿元的潜在85%，本地植物多样性明显恢复全国28个城市损失本地物种保护措施就地保护增殖放流建立入侵物种优先清除区，重点保护具有特殊针对受入侵物种威胁的本地鱼类和水生生物，价值的本地生态系统在国家重点生态功能开展人工繁育和放流活动，增强其种群竞争区、生物多样性热点地区和自然保护区周边设力自2015年起，中国在长江、珠江等重要水立入侵物种监测预警站，形成早期拦截网络，系实施本地鱼类保育行动，每年放流本地鱼防止入侵物种影响核心保护区域苗超过10亿尾，有效抵消了入侵鱼类对水域生态系统的影响例如，在湿地恢复工程中，将外来植物清除和本地物种恢复同步实施杭州西湖水域生态修农田生态系统中，通过释放本地天敌昆虫如七复项目成功清除了水葫芦等入侵水生植物，同星瓢虫、草蛉等，增强对入侵害虫的生物控制时恢复了荇菜、苦草等本地水生植被，水生生能力在福建茶园实施的本地天敌保护增殖工物多样性提高了45%程，使农药使用量降低35%，同时有效控制了外来茶小绿叶蝉等害虫生态修复工程在清除入侵物种后，积极实施生态修复，重建本地物种群落森林生态系统采用近自然林业理念，构建多层次、多物种的复合林分，提高生态系统抵抗入侵的能力西南地区紫茎泽兰清除后的山地，已成功栽植本地树种超过50万公顷，恢复了原有植被类型在城市绿化中推行本地优先原则，减少外来观赏植物的比例北京冬奥会场馆周边实施的本土植物景观再造工程，使用山桃、榆树等本地树种替代外来景观树种，既恢复了华北地区原生植被景观，又降低了入侵风险科技助力生物入侵防控遥感监测技术利用高分辨率卫星影像和无人机航拍技术，实现大范围入侵物种分布监测中国林科院开发的林业有害生物遥感监测系统能自动识别紫茎泽兰、水葫芦等入侵植分子检测技术物，准确率达85%以上，已在云南、广东等省推广应用，监测面积超过500万公顷环境DNAeDNA技术可通过检测水体或土壤中的目标物种DNA片段，实现早期预警中国农科院开发的多重PCR技术能同时检测8种重要入侵植物病原体，灵敏度比传统方法提高10-100倍，已在口岸检疫中应用，有效拦截了多起潜在入侵事智能防控装备件自动化防控设备提高防治效率浙江大学研发的智能识别除草机器人可精准识别并清除豚草等入侵杂草，工作效率是人工清除的5倍；水下机器人能自动探测并采集水生入侵动物样本，已在长江流域黄河等重要水系应用大数据平台整合多源数据构建预测模型中国外来入侵物种信息系统集成了660种入侵物种的分布、传播和生态特性数据，结合气候变化模型，可预测潜在高风险入侵地区，为防控决策提供科学依据高校与科研机构角色基础研究技术研发中国科学院植物研究所建立了生物入侵与浙江大学农药与环境毒理研究所开发了一系生物安全重点实验室，系统研究入侵机制列高效低毒的入侵生物防控药剂，其中针对和生态影响该团队揭示了紫茎泽兰在入侵红火蚁的新型饵剂在低剂量下可达到95%以过程中的快速进化现象，发现其在中国种群上的防控效果，且对非靶标生物影响小中比原产地种群具有更强的耐寒性和生长速国农业大学研发的水稻抗福寿螺新品种通过率，为理解入侵成功机制提供了新见解提高植株硅含量，显著降低了螺类取食伤害人才培养北京大学、中山大学等高校设立了生物入侵方向的专业课程，每年为防控工作培养300余名专业人才中国科学院大学联合多家研究所建立了生物入侵国际培训中心，为发展中国家培训入侵物种管理专家，提升区域防控能力产学研协作已成为入侵物种防控的重要模式红火蚁防控产学研联盟汇集了15家高校、8家研究所和20余家企业，共同开发实用防控技术并推广应用该联盟开发的综合防控技术在广东、福建等省份应用，有效控制了红火蚁扩散，保护面积超过10万公顷科研机构还积极参与国际合作网络中国科学院与美国、澳大利亚等国家建立了入侵物种研究联合实验室，共享数据和技术，联合应对全球生物入侵挑战这些合作已产生多项重要科研成果，包括全球入侵物种风险预测模型和生物防控新技术未来生物入侵趋势预测面临的主要挑战系统性挑战部门协调与统一行动不足资源挑战防控资金与监测网络不足技术挑战特定物种防控技术缺乏认知挑战公众意识和参与度不够国际挑战跨境合作机制不完善监测盲区是当前中国生物入侵防控面临的主要挑战之一尽管建立了基础监测网络，但在西部边远地区、深海和高山等特殊生态系统的监测覆盖仍然不足数据显示，西藏、新疆等地区的监测点密度不足东部地区的1/5，导致多起入侵事件被延迟发现此外，对微小入侵生物如病原微生物、线虫等的监测技术有限，增加了隐形入侵的风险法律体系建设也存在不足虽然《生物安全法》和《外来入侵物种管理办法》已经出台，但配套实施细则尚不完善，责任主体和惩罚措施执行不到位在民事责任追究方面，针对故意引入有害外来物种的赔偿机制尚未建立，难以形成有效震慑跨部门协调机制也需完善，农业、林业、海关、生态环境等部门的职责边界和合作模式仍需明确，以避免监管空白或重复建设国际典型防控经验借鉴澳大利亚入侵兔子治理新西兰生物安全体系世纪欧洲野兔被引入澳大利亚后迅速泛滥，成为澳最具破新西兰作为岛国，建立了全球公认的最严格生物安全体系19坏力的入侵物种之一澳大利亚政府采取了世界上最大规模其预先预防原则值得借鉴任何引入物种必须证明无害——的生物防控行动引入兔出血病病毒这种病毒对才能获准，而非等到证明有害后才采取行动新西兰设立统——RHDV野兔高度特异，对其他动物无害一的生物安全部门，负责全国生物入侵防控工作，避免职责分散实施结果显示，病毒释放后年内，澳大利亚大部分地区的2野兔数量下降了以上草地植被恢复显著，多种濒危本新西兰还实施了创新的社会参与机制生物安全战略90%2025地动物种群开始回升此案例的经验在于严格的风险评将公民参与视为核心支柱，通过学校教育、社区动员和原住估、长期的科学研究和跨学科协作是成功的关键；生物防控民参与等多种途径提高全民意识公众可通过免费热线和移需要持续监测和调整，随着兔子产生抗性，澳大利亚不断引动应用程序随时报告可疑入侵物种，形成全民监测网络这入新毒株维持控制效果种全社会参与模式使新西兰成功拦截了多起潜在的严重入侵事件，值得中国在公众参与方面借鉴跨境协作与大数据应用区域信息共享传播路径管理人工智能应用中国与周边国家建立了多个区基于大数据分析的传播路径识人工智能技术正革新入侵物种域性生物入侵防控合作机制别是防控关键中国科学院开监测基于深度学习的图像识中国-东盟外来入侵物种监测发的入侵物种传播路径分析系别系统可自动分析卫星图像、预警平台已连接10个国家的监统整合了全球贸易数据、物种照片陷阱和海关X光扫描图像，测数据，实现近实时信息交分布记录和气候适应性模型，识别可疑入侵物种中国海关换上海合作组织生物安全工能够识别高风险入境口岸和商已在20个主要口岸部署AI辅助作组专门针对中亚地区的跨境品该系统已成功预测多种潜查验系统，提高了查获率30%入侵物种协调防控行动这些在入侵物种的可能入境点，为以上，特别是对隐蔽性强的种机制显著提升了区域早期预警边境检疫提供精准指导子、昆虫等小型入侵物能力大数据分析对预测入侵动态至关重要入侵物种扩散模拟平台整合了气象数据、地形地貌、人类活动和物种生物学特性等多维数据，能够模拟入侵物种的潜在扩散路径和速度以红火蚁为例，该平台成功预测了其在华南地区的扩散趋势，误差率低于15%，为制定防控策略提供了科学依据跨境协作还体现在联合科研和能力建设方面中国已与20多个国家签署生物入侵防控合作备忘录，开展联合监测、技术交流和人员培训一带一路生物安全能力建设项目已为40多个发展中国家培训了500余名入侵物种管理专家，提升了全球防控网络的整体能力扩大公众参与的重要性公民科学家行动社区教育活动青少年教育中国生物入侵监测网络China-BIMN是一个社区是防控的第一线无入侵物种社区创建将入侵物种知识纳入中小学教育是长期战略面向公众的参与式监测平台，通过移动应用程活动在全国300多个城市社区开展，通过志愿教育部与环保部门合作开发的生物安全校园行序允许公民记录和上传入侵物种信息该平台者培训、知识竞赛和清除行动提高居民参与项目已覆盖全国5000多所学校，通过科普读已汇集超过50万条公民提交的观察记录，覆盖度北京市朝阳区的护绿先锋项目培训了物、互动游戏和实践活动培养青少年的生物安全国85%的县级行政区，成为官方监测系统的2000多名社区志愿者识别常见入侵植物，建全意识调查显示，参与项目的学生家庭在引重要补充在云南某边境县，一名中学生通过立了网格化监测体系，使辖区内豚草等入侵植进外来植物和宠物时的谨慎度提高了3倍，成为该应用上传的照片帮助科学家发现了一种新入物的发现和清除时间从平均15天缩短至3天家庭和社区的小宣传员侵的南美植物，及时启动了根除行动高效防控的创新路径基因编辑技术CRISPR/Cas9等基因编辑技术为入侵物种防控开辟了新途径目前研究主要集中在基因驱动Gene Drive系统，通过改变遗传规则快速传播特定基因，如使入侵种群性别比例失衡或降低生育能力在实验室条件下，基因驱动已成功抑制了福寿螺和红火蚁的模拟种群中国科学家在研究以转基因技术控制草地贪夜蛾等农业入侵害虫，但这些技术仍处于实验阶段，需要严格的生态风险评估和监管框架生态系统重组传统防控往往关注单一物种，而生态系统重组方法则着眼于重建健康、有抵抗力的生态系统这种方法通过恢复关键生态过程如火灾、洪水和引入功能等效的本地物种，增强生态系统对入侵的抵抗力在云南高原湿地恢复项目中，通过重建水文节律和恢复本地植被群落，成功抑制了多种入侵植物的扩散，生物多样性指数提高50%以上智能监测与精准防控新一代监测技术正从发现后反应向预测性防控转变环境DNA监测结合人工智能分析可在极低密度下检测入侵物种；自主机器人和传感器网络能够持续监测大面积区域；预测模型可识别高风险入侵热点在长江流域鱼类监测项目中，eDNA技术比传统网捕方法提前12个月发现了斑点叉尾鮰的入侵迹象，为早期防控赢得了宝贵时间总结与展望形势严峻多方协作生物入侵已成为全球生物多样性丧失的主有效应对生物入侵挑战需要政府、科研机要原因之一，每年造成数万亿元的经济损构、企业和公众的共同参与建立统一协失随着全球化深入和气候变化加剧，中调的管理体系，明确各部门职责；加强科国面临的入侵物种威胁将持续增加，防控技创新，开发低成本、高效率的防控技难度加大预计未来30年，中国可能面临术；扩大国际合作，共享信息和经验；提300-500种新的潜在入侵物种，主要来自高公众意识，动员全社会力量参与防控东南亚、非洲和南美洲战略转变未来防控应从被动应对转向主动预防，从单一物种管理转向入侵路径管理，从隔离防控转向生态系统整体管理建立健全风险评估和早期预警系统，前移防控关口；加强边境口岸检疫和贸易监管，切断入侵通道；推进生态修复和本地物种保护，提高生态系统韧性面对生物入侵挑战，中国已取得显著进展法律政策体系不断完善，科技支撑能力持续增强，公众参与度明显提高然而，入侵物种的威胁仍在加剧，需要我们保持警惕，不断创新防控策略和技术手段生物入侵是一场没有终点的战役，需要长期坚持、综合施策通过科学防控、国际合作和全民参与，我们有信心维护国家生物安全，保护生物多样性，推动人与自然和谐共生的生态文明建设课后思考与讨论请同学们结合今天的学习内容，思考以下问题在您居住的社区或校园中，是否存在入侵物种？您能识别出哪些常见的入侵植物或动物？这些物种是如何传入的，又造成了哪些影响？作为个人，您可以采取哪些措施预防和控制生物入侵？请同学们分组完成一项本地入侵物种调查任务每组选择一种在当地常见的入侵物种，收集其基本信息、入侵历史、生态影响和现有防控措施可以通过实地考察、照片记录、文献查阅和访谈等方式获取资料在下节课上，各小组将分享调查成果并提出本地区入侵物种管理的建议欢迎同学们积极参与校园入侵物种监测网络，利用手机应用记录和上传发现的入侵物种信息您的贡献将帮助科学家更好地了解入侵物种分布动态，为防控决策提供重要参考让我们共同行动，保护生物多样性，维护生态健康！。