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中国生物入侵的现状与预防(下)

来源:用户上传      作者: 郭建英

  (接上期)
  三、外来入侵物种的预防与控制
  外来入侵物种与本地农业有害生物的管理控制策略有所不同。对本地农业有害生物的治理,不提倡种群灭绝的策略,而是考虑到生态平衡,将其种群控制在经济危害水平之下即可。由于入侵地存在生态位空缺和剩余资源,缺乏有效的生物制约因子,外来入侵物种易于建立种群和爆发成灾。因此,对外来入侵物种的控制策略,应针对其入侵阶段采取相应措施,包括:第一,严格进行过境检验检疫,杜绝有害生物的传播。第二,完善早期预警和监控技术,在外来物种入侵早期进行根除和灭绝。第三,在入侵物种种群扩散蔓延时期,加大力度进行种群限制和阻断。第四,在种群爆发成灾阶段,综合运用生物、物理、化学和生态等方法进行治理,将其控制在经济危害水平之下。
  简言之,外来入侵物种的控制目标在于:在入侵物种种群构建环节加以灭绝,在入侵物种扩张过程中进行限制,在入侵物种爆发后进行持续控制。
  通过“十一五”科技支撑计划项目的实施,我国已初步构建了外来入侵物种早期预警与狙击体系、应急控制技术体系、阻断与扑灭技术体系、可持续综合防御与控制技术体系。下面就相应的控制技术向大家进行简要介绍。
  (一)传入前和传入过程中的预防、预警与应急控制
  外来有害生物入侵的一个最大特点就是具有不确定性,有害生物跨越国界不需要身份证和护照,传入的途径却多种多样,这种不确定性给入侵物种的防控带来了困难。因此,我们需要采取主动防御的阵势,加强监测预警的能力。包括:第一,掌握足够的生物信息,建立资料详实的数据库,根据风险程度制定黑色、灰色、白色等不同防御级别的入侵物种名单。第二,发展快速检测的分子识别技术,用于口岸诊断和疫情监测。第三,进行应急扑灭和可持续控制的超前研究,建立有效狙击的紧急处理技术。这样,我们才能对濒临国门的危险性入侵物种进行诊断、识别、监测、预警和应急扑灭。
  我国现有的农业生物信息数据库中,有7个与外来入侵物种相关,这些数据库为普及公众知识、制定防控计划、发展科学研究提供了大量的信息。尽管如此,我国对生物入侵数据信息采集与集成的基础研究工作尚很薄弱,主要在于入侵物种种类不够全面、信息量较少、功能尚不健全、共享程度与保密范围不够明确。因此,需要继续收集和整合我国入侵物种数据信息,构建和完善“中国外来入侵物种基础信息的国家级平台”,以有利于我国外来入侵物种的预警和监控工作的开展。
  在有害生物的风险分析方面,我国学者早在20世纪90年代就提出了外来生防作用物风险评估的理论、体系与方法,并应用于外来入侵物种及其引进生防作用物的风险评估。近年来,我国逐渐建立了生物入侵的预警体系,采用多种适生性预测分析模型,进行了大豆疫霉菌、小麦矮腥黑穗病菌、香蕉穿孔线虫、红火蚁、桔小实蝇、加拿大一枝黄花等数十种外来入侵物种的适生性风险分析,制定了相应的控制预案与管理措施,为国家检疫和进出口贸易决策等,提供了重要的技术支持。
  近年来,国际上针对重要植物检疫性病虫害的分子检测,正朝着快速、灵敏、低耗、可重复性强、自动化和规模化的方向发展。我国已建立黄瓜绿斑驳病毒、柑橘溃疡病菌、大豆疫霉菌、烟粉虱、西花蓟马等多种重要外来入侵物种的快速检测技术;并在快速分子检测、化学信息监测和物理监测等技术基础上,建立了多种入侵物种的监测技术体系。这些技术、方法与标准,为构建我国应对外来入侵物种突发事件的检测与监测技术平台,提供了有力的技术支撑。
  在外来入侵物种的紧急控制和扩散阻断技术方面,我国已针对一些局部发生但具潜在快速扩张威胁的重要入侵物种,如红火蚁、马铃薯甲虫、松材线虫等,开展了扩散狙击和非疫区建设的研究和示范,研发了物理诱杀装置、化学诱集剂和装置、生物农药、天敌等产品,制定了应急控制技术标准和应急处理预案。如,苹果蠹蛾目前在我国仅分布于新疆和甘肃部分区县,但其最佳适生区包括我国苹果、梨等全部主产区,其潜在扩张趋势严重威胁我国果业生产和出口。近几年,甘肃省政府开展了苹果蠹蛾狙击带建设及非疫区建设,收到较好效果,为其他入侵物种的应急控制和扩散阻断提供了技术借鉴。
  (二)已入侵物种的持续治理
  上述是针对传入前和传入初期阶段应采取的相应措施,针对已入侵并爆发危害的生物,需要发展持续有效的控制技术,重点发展综合治理技术体系,包括人工和机械防除、物理防治、化学防治、替代控制和生物防治等单项技术,并制定最佳的优选方案和技术组合。
  第一种方法:人工和机械防除
  人工和机械防治适用于那些刚刚传入定居,还没有大面积扩散的入侵物种。在群落中有其他敏感植物存在时,也要用机械法。在我国,人工防治具有悠久的历史,在水葫芦、空心莲子草、大米草、薇甘菊等外来入侵植物的防治中应用较多。
  比如,在过去的十年里,云南、浙江、福建、上海等地政府都曾组织人力打捞水葫芦。1991年,云南昆明曾发动10多万军民人工打捞;1999年,浙江温州市政府投入1000万元人工打捞;福建莆田专门成立了水葫芦打捞办公室,每年花费500万元。
  陕西西安、咸阳和辽宁锦州等地通过采用人工剪除幼虫网幕、高截树头,成功控制了美国白蛾。
  对分布于低洼地里的外来杂草,可以用水淹的方法来消灭它。国外在消灭易燃的外来种时,有时采用火烧的办法。
  我国人力资源丰富,人工防除可在短时间内迅速清除有害生物,但对于已沉入水里和土壤的植物种子和一些有害动物则无能为力。高繁殖力的有害植物容易再次生长蔓延,需要年年防治。人工、机械防治有害动植物后如不妥善处理动植物残株,它们可能成为新的传播源,客观上加速了外来生物的扩散。
  第二种方法:化学防除
  化学农药具有效果迅速、使用方便、易于大面积推广应用等特点。但在防除外来生物时,化学农药往往也杀灭了许多种本地生物,而且化学防除一般费用较高,在大面积山林及一些自身经济价值相对较低的生态环境使用,往往不经济、不现实。而且,对一些特殊环境如水库、湖泊,化学农药是限制使用的。

  国外在采用化学方法处理外来杂草时,应用较多的有草甘膦和绿草烷两类除草剂。草甘膦是一种广谱性的除草剂,可以杀死几乎所有植物。绿草烷则是种选择性的除草剂,只对阔叶木本植物有杀伤力。两者都是系统性的除草剂,可以控制处理能以地下茎和地下根进行繁殖的外来入侵植物。
  化学杀虫剂杀灭害虫的作用方式有触杀、胃毒、驱避等,也有激素和生长调节剂类农药。害虫抗药性发展很快,所以应经常交替、轮换使用多种杀虫剂,以延缓和降低害虫的抗药性。化学防治是目前防治斑潜蝇、稻水象甲等外来害虫最主要的方法。
  第三种方法:物理防治
  物理防治是指通过创造不利于病虫发生,但却有利于或无碍于作物生长的生态条件进行防治的方法。可通过病虫对温度、湿度、光谱、颜色、声音等的反应能力,控制病虫害。物理防治具有经济、简便、适用、环境安全、无残留、不产生抗性的特点。常用的方法有:(1)利用害虫趋光性进行光电诱杀成虫,如农业害虫防治中广泛应用的黑光灯、高压汞灯和频振式杀虫灯等。(2)利用超出病虫草等有机体所能忍受的极端温度控制病虫草害,如高温控制马铃薯甲虫、火焰去除玉米田杂草、热水土壤消毒灭杀病原物等。(3)利用电磁辐射产生的能量,作用于生物有机体,杀灭病虫草害。(4)物理阻隔:掌握病虫害发生规律,人为设置障碍,阻止病害虫的扩散蔓延,或就地消灭病虫害。此外,还有气调杀虫法、低温冷藏法、湿度处理法、扣紫外线阻断膜、喷高脂膜等物理防治措施。
  举例来说,中国农业科学院蔬菜花卉研究所筛选出对西花蓟马诱集效果最好的海蓝色系列,研制出了专一性诱杀蓟马的蓝板,在设施条件下,每张粘板平均每周可以诱集西花蓟马950多头,当西花蓟马田间种群数量较低时,用这种蓝色粘板的控制效果很好。现在,有的公司还将西花蓟马诱集剂添加进蓝板的黏胶中,或者制作成诱芯与蓝板一起悬挂,诱集效果更好。
  对马铃薯甲虫也可以用物理防治的方法。马铃薯甲虫是世界范围内马铃薯的毁灭性害虫,可将马铃薯叶片吃光,造成绝产绝收。对付马铃薯甲虫,可以采用火焰灼杀的方法。在拖拉机前方安装一个火焰装置,喷出的火焰温度可达500℃,拖拉机在田间以时速2~3公里的速度行使,所过之处,对马铃薯甲虫的杀死率达60%以上,瞬间高温对马铃薯植株却不会造成大害。
  第四种方法:替代控制
  替代控制主要针对外来植物,是一种生态控制方法,其核心是根据植物群落演替的自身规律,用有经济价值或生态价值的本地植物取代外来入侵植物。它的优点在于:(1)替代控制植物一旦定植便长期控制入侵植物,不必连年防治;(2)替代植物能保持水土,改良土壤,涵养水源,提高环境质量;(3)替代植物有直接经济价值,能在短期内收回栽植成本,长期获益;(4)替代植物可使荒芜土地变成经济用地,提高土地利用率。替代控制的不足在于对环境的要求较高,很多生境并不适宜人工种植植物,如陡峭的山地、水域等,同时人工种植本地植物恢复自然生态环境,涉及到的生态学因素很多,实际操作可能有一定的难度。
  中国农业科学院、沈阳农业大学和辽宁省高速公路管理局等单位曾合作进行三裂叶豚草的替代控制。1989年和1990年,在沈大和沈桃高速公路两侧建立了200 公顷的豚草替代控制示范区,选取的替代植物包括紫穗槐、沙棘、草地早熟禾、小冠花和菊芋等具有经济价值的植物,示范区建成后三裂叶豚草的生物量由每平方米30公斤降低到0.2公斤,这些替代植物还在饲料、绿肥、食品、医药、手工艺、能源和化工原料等方面带来了巨大的经济效益。
  第五种方法:生物防治
  生物防治是指从外来有害生物的原产地引进食性或寄主专一的天敌,将有害生物的种群密度控制在生态和经济危害水平之下,重新建立有害生物和天敌之间的生态平衡,是一种利用生物多样性保护生物多样性的方法。天敌一旦在新的生境下建立种群,就可能依靠自我繁殖和自我扩散,长期控制有害生物,所以生物防治具有控效持久、防治成本相对低廉的优点。值得注意的是,引进天敌之前要对天敌的原栖息地进行考察,研究和评估天敌的安全性和有效性,天敌释放后还要进行监控,确保其安全性。
  在我国,广东省成功开展了松突圆蚧的生物防治工作,1988年从日本引进松突圆蚧花角蚜小蜂,到1993年累计放蜂面积73.83万公顷,占疫区面积的80%左右,寄生蜂定居率98%~100%,雌蚧被寄生率40%~50%,在广东省内成功地控制了松突圆蚧的危害。
  针对入侵杂草,我国先后引进至少7种专一性天敌昆虫,用于控制空心莲子草、豚草、水葫芦、紫茎泽兰等,其中5种已在当地建立种群,有效控制了空心莲子草和豚草等的扩散蔓延。
  第六种方法:综合治理
  将上述生物、化学、物理、机械、人工、替代等单项技术组合起来,发挥各自优势、弥补各自不足,达到持续有效控制入侵物种的目的,这就是综合治理技术。综合治理并不是各种技术的简单相加,而是它们的有机融合,彼此互相协调、互相促进。以利用生物和化学防治综合治理入侵植物为例,由于融合了生物防治和化学防治各自的优势,弥补了各自的不足,因此综合治理入侵植物具有以下特点:(1)速效性。在实施的前期,在一些急需除掉有害植物的地方,选择性地使用一定品种和剂量的除草剂,在短期内迅速抑制有害植物种群的扩散蔓延。(2)持续性。由于除草剂只能取得短期防效,难以持久,因此,使用除草剂后,释放一定数量的专食性天敌昆虫,并使其建立种群定居,长期自我繁殖,可以起到持续控制的效果。(3)安全性。与单一应用化学除草剂相比,综合治理对化学除草剂的品种、使用浓度、剂量和应用次数等都有严格的限制,因此具有较高的安全性,对环境影响不大。(4)经济性。综合治理技术体系以生物防治为主,在释放天敌后,天敌可自我繁殖,建立种群,达到一定数量后基本上不再需要人工增殖,因此具有一次投资、长期见效的优势,防治成本相对较低。
  我国是一个农业大国,任何种类的生物入侵无疑会对特定的生态系统和区域造成巨大的生态与经济损失。因此,我国应尽快制定防止外来入侵物种管理的法律法规,从法制高度重视生物入侵的问题;加强包括监管能力、狙击能力、预警能力、快速反应能力、信息处理能力和教育宣传能力在内的国家能力建设;将生物入侵的研究作为政府优先发展的课题与领域,加强研究能力建设,加大这方面的科研投入,加强生物入侵防控的基础和应用研究。只有这样,才能有效地防止和遏制外来有害生物的入侵,保卫我国的生物安全、生态安全和社会安全,并对国际社会提供可用的信息及经验。


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