中国生物入侵研究(万方浩等编著)思维导图
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我国主要入侵植物概述3160100227 杨俊涛摘要:区域间生物入侵是指国家内部不同区域间物种入侵所引发的危害。
由于我国生态系统错综多样,国内人员、物品流动频繁且不易监控,因此区域间生物入侵危害已经十分严峻。
生物入侵是当今世界三大难题之一,中国也是世界上遭受生物入侵危害最大的国家之一。
入侵中国的生物主要是以陆生植物为主,源地以美洲为主。
本文参考了国家环保总局公布的我国首批外来入侵物种,以中国主要入侵植物为出发点,分析介绍:紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子,豚草、毒麦、互花米草、飞机草、凤眼莲(水葫芦)、假高粱的特征,危害和影响,这几种植物对我国的生态影响巨大,由于没有天敌的存在,加上适宜的环境,它们繁殖速度超快,很快就泛滥成灾,对我国造成了巨大的经济损失。
让生物入侵广大关注,并在加深对其了解的基础上做出相应的防御和补救措施,不要在因无知造成更大方面的生物入侵。
关键词:入侵植物,生物入侵,危害Abstract:Regional biological invasion is refers to the different areas within countries between the hazards caused by invasive species.Because our country complex ecological system diversity, domestic frequent personnel, goods flow and not easy to monitor, so regional biological invasion has been very serious.Biological invasion is one of the three big problem in the world today, China is also subjected to biological invasion in the world one of the most harmful.China is the main terrestrial plants on the biological invasion, the source is given priority to with the americas.This article refer to the state environmental protection administration announced the first batch of invasive species in China, the main invasive plants in China as a starting point, analysis is introduced: violet bine ze LAN, mikania micrantha, alternanthera, ragweed, darnel, qingjiao rice grass, the airplane, crassipes (water hyacinth), fake sorghum grass characteristics, harm and influence for biological invasion of the general attention,These plants had a huge impact on our country's ecology, as a result of the existence of have no predators, coupled with a comfortable environment, they are breeding super fast speed, will soon be overrun, caused huge economic loss to our country. And on the basis of a deeper understanding of its defense and remedial measures accordingly, don't be in more aspects of the biological invasion caused by ignorance.一.引言由于18世纪新航路的开辟,世界逐渐连成了一个整体,但随着开辟者而来的是他们当地的物种,而每个区域的生态环境经过千百年的演变,早已形成了稳定的生态系统,其他物种一来就破坏了这种平衡,就会对区域的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难,我们称之为生物入侵。
通信作者:王晶.封面人物编者按:此为«世界农业»编辑部与中国农业科学院海外农业研究中心合作的农业 走出去 风云人物系列报道第二篇(第一篇请参见2017年11月刊),本次将介绍中国入侵生物学开创者与奠基人万方浩研究员.万方浩,男,博士,博士生导师,二级研究员,全国农业先进个人,全国优秀科技工作者,中央国家机关优秀共产党员,享受国务院政府特殊津贴. 973 计划首席科学家及 973计划领域专家咨询组成员㊁国家重点研发计划生物安全领域指南编制专家和专项咨询专家组专家㊁国际生物入侵学术团体(I C B I )负责人㊁ 一带一路 国际植物保护联盟负责人.长期从事生物入侵与有害生物生物防治研究,中国入侵生物学学科开创者与奠基人;带领团队阐明了重大入侵生物传入定殖㊁扩散扩张与暴发成灾的生态过程与机制,构筑了生物入侵 早期预警㊁检测识别㊁阻截监控 3道防线;开创性地提出了入侵生物学的学科框架与体系㊁研究范畴与重点;编著了生物入侵从基础理论到防控技术㊁方法与管理的系列专著与教材,创建了中国新型学科 入侵生物学.获国家和省部级成果奖22项,其中国家科学技术进步奖二等奖2项(分别排名第一位和第三位);发表论文600余篇(S C I 源150余篇),编著专著21部,获授权发明专利50余项和软件著作权16项.引领国际生物入侵研究的 中国梦记国际知名入侵生物学家万方浩研究员㊀周忠实1㊀王㊀晶2(1 中国农业科学院海外农业研究中心植物保护研究室㊀北京100081;2 中国农业科学院海外农业研究中心办公室㊀北京100081)摘要:中国是全球遭受外来生物入侵最严重的国家之一.入侵物种遍布中国,涉及几乎所有生态系统,每年造成上千亿元的经济损失.中国的生物入侵研究近20年来得到快速发展.在以万方浩为代表的植物保护科学家的努力下,逐步建立了完善的学科理论体系,阐明了外来有害生物的入侵机理和成灾机制,构建了外来生物入侵的防控技术与方法管理体系.本文主要从国际合作的角度,介绍了万方浩在引进天敌防治生物入侵以及构建生物入侵技术防线方面的科研成就和成效,以及他在 一带一路 背景下,在建立植物保护国际创新合作机制中发挥的作用.关键词:天敌;生物入侵;国际合作;植物保护D O I :10 13856/jc n 11G1097/s 2018 02 031㊀㊀在中国,只要谈起生物入侵,大家就一定会提到 万方浩 这个名字.他是中国入侵生物学这门702 WorldAgriculture2018郾02(总466)新型学科的开创者与奠基人,主导编著了«入侵生物学»和«生物入侵»系列丛书等12部专著和教材,从生物入侵理论㊁技术方法和管理等不同角度阐释了生物入侵这个学科概念和理论体系.其研究成果在«科学»上联合发表,并两次受邀在«昆虫学年评»上发表综述论文.从事生物入侵领域研究近30年来,他先后主持了7个重大国际合作项目,与加拿大㊁澳大利亚㊁德国㊁丹麦㊁瑞士㊁以色列㊁意大利及国际应用生物科学中心等10多个国家和国际组织在重大入侵物种预警㊁检测与防控等领域开展了合作研究与联合攻关.缘起国际合作㊀生物防治成效凸显早在20世纪90年代,万方浩刚刚从中国农业科学院获得博士学位后不久,就与加拿大杂草防治专家彼得 哈里斯(P e t e rH a r r i s )教授申报了由加拿大农业部资助的一项关于外来杂草生物防治的合作研究.这个项目成为中国生物入侵领域的第一个国际合作项目,也正是这次合作让万方浩认识到,中国外来入侵物种防治要想成功,必须通过国际合作途径,学习国外先进的知识和经验,尽快在国内建立起现代生物防治理论和技术体系.也只有通过国际合作,才能到入侵物种的原产地去实地考察研究,引进入侵物种的天敌昆虫,实现有效治理.从评估引进生物防治天敌的潜在风险入手,万方浩在国际上首次提出了引进生物防治天敌的风险过滤理论和评估模式;建立了生物防治天敌风险的定量评价㊁风险 收益比较分析与风险控制的决策技术;规范了引进生物防治天敌的筛选标准与程序,修正了生物防治天敌的寄主专一性评价方法.这不但丰富和拓展了国际入侵物种传统生物防治的理论㊁技术与方法,而且为世界各国之间引进天敌昆虫,控制外来入侵物种提供了风险评价标准与方法.基于上述提出的理论㊁技术和方法,万方浩和他的研究团队对从国外引进的8种豚草和空心莲子草食植性昆虫进行了严格的风险评估,筛选出2种豚草天敌昆虫广聚萤叶甲和豚草卷蛾与1种空心莲子草天敌昆虫莲草直胸跳甲,并建立了这3种天敌昆虫的简易规模化生产技术和野外早春助增及夏季助迁的释放技术.该技术成果已在中国亚热带11个省份进行推广应用累计211 33万h m 2,有效地阻止了豚草和空心莲子草的蔓延危害,折合经济效益18 75亿元.欧盟豚草治理项目首席科学家㊁瑞士弗里堡大学海因茨 穆勒 谢勒(H e i n z M ül l e r GS c h är e r )教授认为,豚草生物防治在中国的成功,将成为全世界利用天敌昆虫治理豚草的经典案例和范本.应穆勒 谢勒教授邀请,万方浩团队自2015年开始与其合作,截至2017年,已经在中国完成了豚草天敌广聚萤叶甲对欧洲8种向日葵的安全性评价,证实了其对欧洲向日葵的安全性,为欧洲的生物防治开辟了新路径.2015年,在科学技术部国际科技合作专项的支持下,万方浩和以色列共同执行了 中以利用寄生蜂持续防控温室蔬菜烟粉虱的关键技术研发 项目.烟粉虱等刺吸式害虫因能传播植物病毒病㊁具有极强的抗药性等特点,已经在中国大范围扩散危害.项目研发了蒙氏桨角蚜小蜂㊁海氏桨角蚜小蜂和浅黄恩蚜小蜂3种烟粉虱优势寄生蜂的工厂化生产技术,创新了天敌昆虫组合释放技术及增强天敌控害能力的生态调控技术,在京津冀露地区推广应用累计86万h m 2,降低了温室蔬菜上烟粉虱的发生水平,单位面积收益提高60%以上,共减少损失24 6亿元.目前,这些技术已被转移至合作方以色列,用于约600h m 2的设施蔬菜烟粉虱的生物防治,取得了显著的控制效果.引领创新㊀构筑生物入侵防火墙进入21世纪后,随着经济全球化㊁国际旅游业与现代交通的飞速发展,入侵生物在各国之间不断传入扩散,新疫情不断突发,已入侵种频繁暴发成灾,潜在入侵物种截获频次急剧增加,给世界各国造成了严重的经济损失和生态灾难,也给人民健康和社会稳定带来巨大影响.美国的958种濒危物种中,约有400种是由于外来有害生物入侵所致,其他国家或地区,外来生物入侵导致了超过80%的物种面临濒危.在中国,生物入侵每年给中国造成经济损失达2000亿元以上.万方浩敏感地意识到,生物入侵极有可能成为影响中国国际贸易的技术壁垒,入侵生物早期预警㊁检测监测㊁紧急处理和防治技术的创新与研发已迫在眉睫.2002年以来,在国家 973 计划和科学技术部基础性工作专项等重大项目的资助下,万方浩带802 WorldAgriculture2018郾02(总466)领科研团队对外来入侵物种传入路径㊁外来入侵物种预警㊁检测与监控技术等开展了系统性研究.同时,借助欧盟合作项目 欧亚外来入侵生物检测㊁监测㊁紧急处理和防治技术交流(2007 2009) ,在借鉴欧洲发达国家先进的检测㊁监测技术的基础上自主创新.基于这些项目的研究,创建了入侵生物的早期认定与定量风险评估技术,评估并确证了中国农业入侵生物共有640余种,明确了其中100余种入侵生物传入途径㊁适生区域㊁扩散传播危害的风险,为制定中国进出境检疫名录及管控措施提供了科学依据.此外,创新了近100种入侵生物快速分子检测技术,研发了实蝇㊁粉虱㊁蓟马和介壳虫4个类群600余种昆虫D N A条形码识别诊断技术;创建了入侵生物远程无人实时监测技术及一体化信息分析与展示平台,实现了对100余种入侵生物的系统监控.这些检测与监控技术极大地提升了应对生物入侵事件快速反应能力与紧急处理效率.针对入侵物种的扩散路径与特点,建立了苹果蠹蛾等20余种重要入侵生物扩散阻击与拦截技术体系与应用模式,从而构筑了生物入侵 早期预警㊁检测识别㊁阻截监控 3道技术防线,为中国行业部门生物入侵防控与管理提供了强有力的科技支撑.助力 一带一路 ,打造植保科技命运共同体一带一路 倡议提出以来,农业对外合作服务国家整体外交战略的作用日益凸显.万方浩根据多年的研究和实践结果总结出,生物入侵是一把双刃剑,如何做好生物入侵的跨国研究与科学防范,是维护中国大国形象,保障 一带一路 沿线国家生物生态安全亟待解决的问题.2016年1月,万方浩被中国农业科学院任命为海外农业研究中心植物保护研究室主任,这让他找到了开展植保外交,加强与 一带一路 沿线国家政策互通和协同研究的平台.利用他发起建立的国际入侵生物学大会(2009,福州;2013,青岛;2017,杭州)和中国植物保护学会学术会议,他起草了«长春宣言»,倡议成立了 一带一路 国际植物保护联盟,提出了 关口外移,源头监控,技术共享,联防联控 的合作原则,并筹划建立了 一带一路 跨区农业有害生物预警大数据平台.针对6大经济走廊的地域特点,与肯尼亚㊁巴基斯坦㊁哈萨克斯坦㊁老挝㊁缅甸㊁瑞士㊁澳大利亚㊁新西兰等国家签署合作备忘录,拟建立10余个海外联合实验室,助力 一带一路 建设.万方浩也深知,引领学科发展离不开基础研究领域的深入探索.他与浙江大学㊁西北农林科技大学㊁中国农业科学院深圳基因组研究所以及美国堪萨斯大学㊁德国联邦库恩研究所㊁捷克科学院㊁法国农业科学研究院和澳大利亚默多克大学等国内外单位合作,构建了生物入侵基础研究的分子平台,提出了I A S1000计划,即完成对1000种入侵生物的全基因组测序.由万方浩作为总设计师的 生物入侵:中国方案 ,又称 4E行动 ①,也向国际社会公布.根据方案设计,将开展1000种外来入侵生物的早期预防预警㊁800种外来入侵生物早期监测与快速检测㊁100种外来入侵生物的早期根除与阻截,以及100种外来入侵生物的区域减灾与全程控制.这是中国领衔全球生物入侵研究,在国家舞台发出 中国声音 所迈出的一大步.结语作为入侵生物学的学科奠基人,万方浩深知,只有后续有人,科研成果才能得以延续,生物入侵研究事业才能发扬光大.在他的悉心栽培下,他所指导的众多弟子中,有5人次先后获得国家优秀青年科学基金㊁科学技术部中青年科技创新领军人才㊁国家 万人计划 科技创新领军人才和中国农业科学院农科英才等称号.万方浩带领着这个充满活力的团队,在实现生物入侵跨国治理和联合攻关,构筑生物入侵共同防范的 长城 这条道路上,不忘初心,砥砺前行.①㊀4E指E a r l y w a r n i n g&p r e v e n t i o n㊁E a r l y m o n i t o r i n g&r a p i dd e t e c t i o n㊁E a r l y e r a d i c a t i o n&b l o c k i n g和E n t i r e m i t i g a t i o n,即早期预防预警,早期监测和快速检测,早期根除和阻截,以及区域减灾和全程控制.(责任编辑㊀刘晓婧㊀段丽君)902WorldAgriculture2018郾02(总466)。
国家自然科学基金资助的生物入侵基础研究概况侯有明;胡琼波;万方浩;尤民生【摘要】基于1999 ~2010年国家自然科学基金资助项目,分析了我国生物入侵基础研究概况.在这期间,生物入侵领域得到资助的项目数和经费均呈现快速上升的趋势,资助的项目从1999年的3个增加到2010年的69个,资助的经费从1999年的94万元增加到2010年的1838万元.得到资助的项目数在不同学科的分布不均匀,其中,植物保护学科得到资助的项目数为123个,生态学科得到资助的项目数为82个,这2个学科得到资助的项目数占总项目数的67.9%,得到资助的经费占总经费的66.3%.资助项目的主要研究内容涉及22种入侵植物病原微生物、26种入侵动物和24种入侵植物,从中可以透视本领域的研究重点.资助的项目主要集中在华北、华东和华南地区的国家级科研机构和高等院校,这种区域分布格局与我国入侵生物的地理分布格局相吻合.为了进一步推动国家自然科学基金对生物入侵领域各项工作的资助,本文提出了一些合理化的建议.【期刊名称】《生物安全学报》【年(卷),期】2011(020)001【总页数】9页(P20-28)【关键词】生物入侵;基础研究;国家自然科学基金;资助情况【作者】侯有明;胡琼波;万方浩;尤民生【作者单位】福建农林大学植物保护学院,农业部亚热带农业生物灾害与治理重点开放实验室,福建福州350002;国家自然科学基金委员会,北京100085;中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京100193;福建农林大学植物保护学院,农业部亚热带农业生物灾害与治理重点开放实验室,福建福州350002【正文语种】中文在21世纪全球国际贸易、旅游和交通快速发展的新形势下,外来有害生物的入侵和危害风险日益增加,已成为威胁各国生物安全和生态安全的重要因素(万方浩和郭建英,2007;付文杰,2009)。
我国是受外来有害生物入侵最严重的国家之一,农、林、牧、渔、水产及养殖业遭到严重的损失,一些入侵生物已导致严重的生态灾难,危及我国的生物资源和旅游业的发展,有些入侵物种已对人民群众的身心健康构成巨大的威胁,成为社会不稳定的因素之一(黄雪约,2007;郑培忠和沈健英,2009)。
《生物入侵与生物安全》教学大纲课程代码:16590011课程名称:生物入侵与生物安全;Bioinvasion and Biosafety学分:2.0周学时:4预修课程:植物学、微生物学、动物学、基因工程原理、分子生物学等。
面向对象:植物生产类、生命科学类等本科生。
一、教学目标【学习目标】通过本课程的学习要求学生了解并掌握下列主要内容:1)生物安全广义与狭义的基本概念、生物入侵与转基因生物安全的概念、生物安全有关的生物因素、生物安全有关问题与风险以及应对的评价与控制对策。
2)生物入侵相关的基本概念、国际生物入侵的现状与国内生物入侵的现状、外来入侵生物入侵的机制、外来入侵生物入侵的途径、中国外来入侵种的数量与外来入侵种的危害,以及防止外来生物入侵的对策。
3)转基因技术与转基因生物(微生物、植物和动物)的基本概念、转基因植物与动物的转基因方法,转基因技术在农业、医药、工业、能源环保、新材料等领域的应用情况与发展前景。
转基因动物和转基因微生物的技术原理,了解转基因动物和转基因微生物的研究现状,清楚以及转基因安全评价的内容和转基因检测方法的原理和内容。
基本具备研究或解决转基因生物安全评价和检测的基本方法和技能。
4)转基因植物环境安全性与食品安全性评价有关基本概念、原则,转基因植物环境安全性与食品安全性内容与程序以及应相的方法,转基因植物环境安全性与食品安全性潜在风险的安全控制对策与技术。
5)为什么要进行转基因生物安全管理?农业转基因生物安全管理的要素,国际组织和世界有关国家地区的农业转基因生物安全管理法规条例与管理办法,以及我国农业转基因生物的安全管理的政策法规与制度框架。
【课外要求】利用学校SRTP项目、国家级或省级的创新项目的机遇,若有兴趣和时间,可依托本教师团队所在的具有良好平台,如植物保护国家一级重点学科和国家水稻生物学重点实验室、农业部农业昆虫学重点实验室、国家自然科学基金委员会创新群体“农业害虫生物防治基础研究”(刘树生教授负责,冯明光、陈学新、叶恭银、沈志成教授均系骨干,徐晓莉博士和吴琼硕士系辅助骨干的成员,其中吴琼老师为本课程网站维护的负责人)、教育部创新团队【农业害虫生物防治(冯明光、刘树生、冯明光、陈学新、叶恭银、沈志成、娄永根)、水稻重要病害的成灾机理和持续控制(周雪平、宋凤鸣、马忠华等))等,进入系列教授实验室开展认知、科研与实践。