防控外来入侵物种,保护国家生物安全
2022-03-11刘本福
刘本福
编者按:我国地域辽阔,生态系统类型多样,生态脆弱带分布广泛,极易受到外来物种入侵。近年来,紫茎泽兰、薇甘菊、福寿螺、草地贪夜蛾、红火蚁等重大外来入侵物种,不仅导致农、林、牧、渔业遭到损失,还导致我国部分地区生物多样性丧失和生态系统遭到破坏,甚至威胁到人们的健康。随着跨国(境)电商和旅游业的飞速发展,以及不规范的放生活动等情况的出现,导致我国外来物种入侵监管和防控工作难度进一步加大,防控形势更加严峻。从2021年4月15日起,我国开始施行《中华人民共和国生物安全法》,明确指出要建立生物安全风险监测预警制度和国家生物安全工作协调机制,组织建立国家生物安全风险监测预警体系,提高生物安全风险识别和分析能力。外来物种入侵防控事关我国粮食安全、生物安全和社会安全。因此,要做好我国外来入侵物种的防控工作,还需要全社会的共同参与。
记者:周院长,您好!近年来,我们经常看到关于外来物种入侵对我国生态系统造成破坏的报道。请您介绍一下什么是外来物种入侵,好吗?
周春火:根据世界自然保护联盟的定义,当外来物种在自然和半自然生态系统或生境中建立的种群改变或者威胁本地生物多样性的时候,就构成了外来物种入侵。
记者:请问外来物种入侵我国的途径主要有哪些?
周春火:外来物种入侵我国主要有3个途径,即自然入侵、有意引种、无意引种。
(1)自然入侵。指通过风媒、水体流动或由昆虫、鸟类等自然力量的传带,使得植物种子、动物幼虫和卵、微生物发生自然迁移而造成生物危害所引起的外来物种入侵。如:豚草就是因为修建铁路、公路时,造成对周围植被的破坏,因而逐步从朝鲜扩散至我国的;紫茎泽兰是通过自然扩散从东南亚进入我国的。
(2)有意引种。指人们有意实行引种,将某个物种有目的地专一引进到其自然分布范围及扩散潜力以外的地区。这些入侵物种由于生存环境和食物链被改变,在缺乏天敌制约的情况下往往会泛滥成灾。如:凤眼蓝(又名水葫芦)、加拿大一枝黄花,当初是作为观赏植物被引入我国的,但因为环境适宜、繁殖太快等原因逸生为入侵物种,对生长地生态环境造成危害;福寿螺起先是作为一种营养价值较高的食用螺类被引入我国的,并被广泛养殖,但因其味道掺杂腥味而被弃养,进而逸生為入侵物种,对我国生态环境甚至人们的身体健康造成了危害。
(3)无意引进。指某个物种利用人类或人类传送系统为媒介,扩散到其自然分布范围以外的地方,从而造成非有意的引入。这种方式一般是随国际贸易无意进入我国的,比如随苗木和插条引进的杨树花叶病毒,随进口粮油、货物或行李裹挟偶然带入的长芒苋。这种入侵方式虽是人为引进的,但并没有主观上的引进意图。无意引进是外来物种的主要入侵途径。
记者:您能介绍下目前我国外来物种的入侵形势,以及外来入侵物种对我国的生物多样性、经济、社会造成了哪些影响吗?
周春火:据初步统计,全球约有20000种外来入侵物种。我国外来物种入侵形势比较严峻,且外来物种入侵数量呈增加趋势。目前,已发现有660多种外来入侵物种,其中最近10年就增加了约三成,成为世界上遭受外来物种入侵危害较严重的国家之一。在已发现的660多种外来入侵物种中,入侵植物约280种。在外来入侵物种中,又有约50%的物种发生在农业生态系统中,其中71种因对自然生态系统已造成或具有潜在威胁而被列入《中国外来入侵物种名单》,52种为政府重点管控物种,农业领域的政府管控外来入侵物种占78.8%。67个国家级自然保护区外来入侵物种调查结果表明,215种外来入侵物种已入侵国家级自然保护区,其中48种是被列入《中国外来入侵物种名单》中的外来入侵物种。
外来物种入侵会严重破坏生物的多样性,并加速当地物种的灭绝。外来物种在入侵传播的过程中,对侵入地的生物多样性造成了极大的危害,已经导致许多物种的灭绝,并成为土著物种减少和生态系统退化的主要原因之一。据统计,在最近400年中,外来物种入侵造成全球接近40%的动、植物灭绝,成为威胁全球生物多样性的主要因素。
虽然我国投入了大量的人力、物力,以尽力保护我国生物的多样性,但我国每年因外来入侵生物造成的直接经济损失仍高达2000亿元,其中农业经济损失占61.5%。比如,马铃薯甲虫造成马铃薯减产30%~50%,严重的高达90%以上,甚至绝收。
此外,外来入侵物种对人们的身体健康及社会稳定也造成了一定的影响。在我国,豚草的花粉引起人们花粉过敏,导致我国花粉症发生量逐年上升,每年仅医药费就高达14亿元。2013年,红火蚁进入我国,危害我国农林业生产安全,不但咬伤人体导致人们中毒,扩散蔓延后还对电力和交通设施造成破坏,严重威胁我国重大工程的运行与人们的身体健康。
记者:目前江西省外来物种入侵情况如何?江西省主要的外来入侵物种有哪些?
周春火:江西省是遭受外来入侵生物危害比较严重的省份之一。目前,江西省的外来入侵物种由2009年调查发现的90多种增加到了200多种,其中入侵植物160多种,入侵病虫害生物31种,入侵水生动物7种,严重威胁江西省的生物多样性和生态安全。其中,具有重大危害的外来入侵物种主要有凤眼蓝、空心莲子草、加拿大一枝黄花、福寿螺、红火蚁、草地贪夜蛾和松材线虫等,它们不仅对江西省的生物多样性、生态环境及农业经济造成了重大危害,还对人们的健康造成了威胁。
记者:自从2003年我国发布第一批《中国外来入侵物种名单》以来,全国上下都在加大对外来入侵物种的防控力度,也投入了大量的人力、物力,以支持研发外来入侵物种防控技术。请问,目前我国外来入侵物种防控技术主要有哪些?
周春火:目前防控外来入侵生物的主要技术有物理、化学、生物三大类防控技术。其具体防治方法有以下六种:
(1)农业防除。针对入侵的抛荒耕地,可采用深耕、复种轮作、施用腐熟的厩肥、合理密植等农业措施,并多种措施综合运用。
(2)人工铲除。针对那些刚刚传入还没有大面积蔓延的入侵物种,可进行人工铲除。
(3)机械防除。指在地形、环境适宜的地点,利用各种机械对外来入侵生物进行集中清除。
(4)化学防除。即选用高效、低毒、安全的化学药剂,采用科学施用的方法防除。
(5)生物防除。包括生物菌剂和生物天敌两种防除。生物菌剂防除的基本原理是,利用可使外来入侵物种致病或死亡的微生物,生产成菌剂、药剂施用,来消灭外来入侵物种。如南京农业大学强胜教授发现了能使加拿大一枝黄花感病致病的齐整小核菌SC64,并已经将其致病细菌生产成菌剂,施用该菌剂后,对加拿大一枝黄花就起到了很好的防除效果。而生物天敌防除是依据“有害生物—天敌”的生态平衡理论,在有害生物的传入地,通过引入原产地的天敌因子,重新建立“有害生物—天敌”之间的相互调节、相互制约机制,恢复和保持这种生态平衡。比如,空心莲子草的天敌直胸跳甲,就可很好地抑制空心莲子草的入侵和蔓延。
(6)替代控制。即用有经济价值或生态价值的本地植物,控制外来入侵植物。但这需要充分研究本地土生植物的生物、生态学特性和它们与入侵植物的竞争力,并掌握这些植物的繁殖和栽培技术要点。
针对已发现的外来入侵物种,我国已基本形成了相应的外来入侵物种的防控技术。比如,针对在内蒙古通辽严重蔓延的外来入侵物种少花蒺藜草,研发了沙打旺、菊芋等10套替代控制技术,以及精喹禾灵、烟嘧磺隆等6套高效、低毒、安全的化学防控技术。再如,针对吉林白城的外来入侵物种刺萼龙葵,研制出了紫花苜蓿、无芒雀麦等12套替代修复技术和氨氯吡啶酸、乳氟禾草灵等7套化学防控技术。
我们团队承担了两个农业农村部和两个江西省外来入侵物种研究课题。连续三年来,我们针对加拿大一枝黄花和福寿螺开展了综合防控技术的研发与示范。通过比较分析不同的物理农艺、化学农药、生物药剂等防治措施对加拿大一枝黄花的防除效果的示范试验,结果发现,针对撂荒的入侵耕地,“铲除+翻耕+碎土”防控技术对加拿大一枝黄花的灭除效果达90%以上,采用氨氯吡啶酸和甲嘧磺隆两套化学农药技术,喷洒药剂60天后的灭除效果达100%。
针对福寿螺,我们团队比较分析了不同物理农艺、化学药剂和天敌防控等技术的防除效果。结果表明,以稻鸭共作为主,采用“纱网阻截—旋耕灭螺—茶皂素粉与基肥混施杀螺”的绿色防控技术和以“纱网阻隔—旋耕灭螺—高效药防—水分调控抑螺”为主的综合防控技术,对福寿螺的综合控制效果均达92%以上,水稻可增产8%以上。
记者:这些入侵植物如果都直接铲除,也是一种浪费,能不能既防除外来入侵植物,又充分利用其丰富的生物质呢?
周春火:的确,外来入侵植物从环境中吸收、富集养分的能力非常强,积累的养分数量也比较大,能带来很多生物量。比如,凤眼蓝对水体中的氮、磷等养分具有极强的吸收能力。外来入侵植物主要有以下两种资源化利用方式:
(1)生产生物质能源。外来入侵植物巨大的生物量,一般富含纤维素等成分,可以用来制备优异的生物质柴油等燃料。比如,凤眼蓝干物质平均含氮量在2.5%以上,其氮碳比在1∶(15~25),十分有利于通过厌氧发酵制备甲烷,每公顷收割的凤眼蓝发酵产能,相当于种植150公顷的油菜所获得的生物柴油热值。因此,凤眼蓝是一种潜力巨大的能源植物。
(2)肥料资源化利用。外来入侵植物既可通过发酵生产有机肥,也可通过高温煅烧生产生物质炭基肥,从而为土壤提供大量的有机质和矿物质养分,提升土壤肥力。我们外来入侵物种研究课题团队在利用凤眼蓝烧制生产生物质炭的技术模式中取得了较好的进展,并在蔬菜等农作物上开展了施用肥效研究,取得了较好的效果。外来入侵植物加拿大一枝黄花株高可达3米左右,具有非常大的生物量,也具有很大的生物质炭肥料开发潜力。
记者:我国外来物种入侵防控还面临哪些难题?
周春火:目前,虽然我国对外来入侵物种防控的重视达到了空前的高度,但在当前形势下,进一步做好我国外来物种入侵的防控也确实遇到了瓶颈。第一,我国的外来入侵物种的“家底”还依然“说不清”,具体表现在外来入侵物种底数不清、发生动态不清和外来入侵物种扩散风险不清。第二,因为当前对外来入侵物种的监测精度较低、防治成本高和可持续性差的原因,导致目前的外来入侵物种防控成本较高。第三,相关的法律法规缺乏,这使得在对外来入侵物种的防控中缺乏有力的法律法规支持。第四,基层从事外来入侵物种调查与防控的人力和经费投入不足,严重影响了我国外来入侵物种防控工作的有力推进。第五,我国的外来入侵物种防控技术储备和应急物资方面存在严重不足。目前,我国防控外来入侵物种主要还是依靠人工铲除、机械防除和化学防除。
记者:下一步,国家应对外来物种入侵有哪些综合有效的防控举措?
周春火:2021年1月,农业农村部、自然资源部、生态环境部、海关总署和国家林业和草原局五个部门联合发布了《关于印发〈进一步加强外来物种入侵防控工作方案〉的通知》。《通知》要求坚持底线思维、源头预防、综合治理、全面参与的原则,遏增量、清存量,强化制度建设、引種管理、监测预警、防控灭除、科技支撑、责任落实,不断健全防控体系,进一步提升外来入侵物种的综合防控能力。
2021年7月,农业农村部、财政部、自然资源部、生态环境部、住房和城乡建设部、海关总署和国家林业和草原局七部委共同印发了《关于印发〈外来入侵物种普查的总体方案〉的通知》。《通知》要求在未来3年内,对全国范围的农田、渔业、水域、森林、草原、湿地,以及主要入境口岸等区域存在的入侵植物、动物和植物病虫害等开展普查,摸清我国外来入侵物种的种类数量、分布范围、发生面积、危害程度等情况,构建外来入侵物种信息数据库,分析外来入侵物种对我国经济、生态和社会的影响,研判我国外来物种入侵扩散趋势,为科学防控外来物种入侵提供基础数据支撑。力争到2025年,外来物种入侵状况基本摸清,法律法规和政策体系基本健全,联防联控、群防群控的工作格局基本形成,重大危害扩散趋势和入侵风险得到有效遏制;到2035年,外来物种入侵防控机制更加健全,重大危害扩散趋势得到全面遏制,外来物种入侵风险得到全面管控。