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学科评估:外来入侵植物防控与修复理论方法与技术体系

总工办 | 2019-11-25 10:14:00
 
【学科评估】

初步构建了外来入侵植物防控与修复理论方法与技术体系

外来入侵物种是导致生物多样性丧失的第二大因素有效控制入侵物种提升生态系统的入侵抵御能力,是保护生物多样性的重要途径之一生态所生物安全研究室专注于自然生态系统外来入侵物种防控管理从分区管理、风险评估、技术研发、技术规范等方面取得突破,在外来入侵物种分区管理、自然保护区外来入侵物种影响评估、外来入侵物种防控与生态修复等方面取得了重要进展。

(1)吸收借鉴国际成果经验,初步形成中国外来入侵物种分区管理方案

以国家级自然保护区为研究对象,吸收借鉴国际成果经验,从外来入侵物种数量、潜在外来入侵物种数量、生物多样性保护重要性以及生物多样性保护优先性等四个层次构建指标体系,通过指标赋分分级得到中国国家级自然保护区外来入侵物种管理分区图层,按照综合评估分值划定中国外来入侵物种重点预防区重点监测区重点管理区,并提出了分区管理策略,其中重点管理区应重点关注于外来入侵物种调查、评估、防控和生态修复重点监测区应重点关注于外来入侵物种调查、监测、预警、防控和生态修复重点预防区应重点关注于外来入侵物种监测、预防应急

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图1 中国国家级自然保护区外来入侵物种管理分区

(2)运用分子手段探究外来物种入侵机制重构典型外来入侵物种扩散路径

 

我国外来入侵物种研究起步较晚,大部分外来入侵物种仅有现状分布信息,而无详细的历史动态分布数据,而基于分子手段开展入侵物种种群间遗传信息差异分析有助于推断入侵种群的来源地,进而重溯外来入侵物种扩散路径。团队基于3个叶绿体片段、核基因片段(nrITS)及5个微卫星标记对我国豚草19个居群进行了遗传多样性和遗传结构的分析,并结合来自原产地(北美)的56个叶绿体片段分析了我国豚草的入侵来源及扩散路径,发现我国现有的豚草遗传分布格局不是单次入侵造成的,而是多次入侵、多来源造成的;我国豚草居群遗传分化很低,且居群间的基因流非常有限,我国大部分豚草居群来源于早期就发生了遗传混合的居群。综合分子与历史扩散路径发现,我国豚草居群有着从南向北,从东向西的扩散趋势,且南方居群间的基因流较高,北方居群间基因流非常低,南方居群到北方居群的个体迁移率很高,北方居群到南方居群的个体迁移率很低。

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2 基于微卫星标记豚草居群遗传结构分析

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3 中国豚草扩散方向推测

(3)开展西南地区外来入侵植物对植物多样性影响调查形成外来入侵物种影响评估标准,我国自然保护区外来入侵物种管理提出新思路

我国是全球外来物种入侵最严重的国家之一,213种外来物种已入侵到自然保护区,部分物种已侵入国家级自然保护区核心区,对保护对象造成威胁。然而据统计,我国仅13.5%的国家级自然保护区开展过外来入侵物种调查,且以简单记录为主,我国自然保护区外来入侵植物生态影响评估尚属空白区域。为此,我们以中国外来物种入侵重灾区为研究区域,在云南省、贵州省、广西壮族自治区等20个国家级自然保护区开展了外来入侵植物调查和生物多样性影响评估工作,掌握自然保护区外来入侵植物分布状况及其对植物多样性的生态危害,并探索性的构建了外来入侵植物对自然保护区植物多样性影响评估指标体系,形成了《外来入侵植物对自然保护区植物多样性影响评估技术导则》,对规范我国自然保护区外来入侵植物影响评价、提升自然保护区保护成效、保障自然保护区生物多样性和生态安全提供了重要的技术支撑。

(4)基于科学有效的综合防控技术研发,开展了典型外来入侵物种防控示范,为我国防控外来入侵物种提供技术支撑

近年来,随着外来入侵物种种群数量持续增加、面积不断扩大,其对生态系统的危害态势依旧严峻,外来物种入侵态势仍未得到有效遏制,而采取科学合理的防控措施、并对遭受其损害的生态系统进行生态修复是保障生物安全、维护生物多样性的重大需求。为此,我们在广西北海青山头和江苏盐城大丰港开展了互花米草综合防控技术示范研究,探索了刈割+遮荫刈割+秸秆覆盖刈割+翻耕、刈割+碎根、刈割+翻耕+秸秆覆盖刈割+遮荫+种植等多种防控治理技术并申请相关专利。同时基于互花米草扩散趋势分析和生物多样性保护需求,提出了相应的控制管理策略,为我国外来入侵物种防控与管理提供技术支撑。

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图4 刈割+遮荫样方及遮荫处理后地上部分

A:遮荫3个月后; B:遮荫6个月后; C:遮荫9个月后; D:遮荫12个月后

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图5 广西互花米草防控策略

左图:广西壮族自治区北部湾西线地区;右图:广西壮族自治区北部湾东线丹兜海地区

 供稿单位:生态所,总工办

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