清研智談 | 新技術在外來入侵物種調查和防治中的應用

外來物種入侵是全球性問題,外來入侵物種不斷繁殖、擴散,嚴重影響入侵地的生態環境,損害農林牧漁業可持續發展和生物多樣性,關乎國家安全和人民群眾身體健康。中國是遭遇外來入侵物種危害非常嚴重的國家,近兩年,我國先后通過實施了《生物安全法》《外來入侵物種管理辦法》等,以應對外來入侵物種造成的侵害;黨的二十大報告也明確指出“加強生物安全管理,防治外來物種侵害”。農業農村部牽頭于2022年啟動了全國外來入侵物種普查工作,以期摸清底數,研判風險,促進防控。
隨著科學技術向各個領域融入發展,林業行業的新技術也加速產生。新技術在外來入侵物種調查和防治中的應用有哪些?
一、新技術應用于外來入侵物種調查
“信息素+誘捕器”
在自然界中,所有生物都有相互交流的方式。有些使用聲音語言傳播,而另一些則使用非語言信號來發送和接收信息。很多昆蟲使用 “信息素”,昆蟲信息素是昆蟲所分泌的能觸發同一物種成員社會反應的微量化學物質,相當于該物種的“通訊系統”,具有高度的專一性,包括性信息素、利它素、利己素、協同素、集合信息素、追蹤信息素、告警信息素、疏散信息素等。目前應用最廣的昆蟲信息素為性信息素,通過模擬昆蟲間的性信號系統,用性信息素制成誘劑產品。
在外來入侵物種調查中,通過在調查區域放置昆蟲性誘劑,再結合不同的誘捕器達到調查、監測的目的。性誘劑緩慢而均勻地釋放出人工合成的性信息素化合物,引誘特定外來入侵昆蟲至誘捕器中。“信息素+誘捕器”具有高度專一性,對環境友好。
天牛誘捕器;舞毒蛾、草地貪夜蛾誘捕器
植物識別應用程序
外來入侵植物識別主要通過形態學分類鑒定和分子生物學鑒定等方法。在外來入侵物種調查中,植物種類繁多,有些種類之間較為相似,各地調查人員水平不一,很容易出現誤判。而專家由于人數有限和專業領域的差異等原因,也無法隨時到現場對入侵植物進行識別。
隨著人工智能和手機軟件技術的發展與進步,許多以手機為終端的植物識別軟件應運而生,這為實現便攜的外來入侵植物智能識別提供了良好的載體與環境。例如“形色”“花伴侶”等,通過使用手機拍攝花朵或植物照片,進行實時智能識別,應用程序就會根據圖片跳轉出結果,根據相似度,給出1-4種植物。這為外來入侵植物調查提供了一個便捷的智能識別工具。根據識別結果,再參考專業書籍和網絡資料進行判定,對于難以辨認的種類再請專家鑒定。
外來入侵物種調查
大數據的應用
外來入侵物種普查工作以地面調查APP(全國林草系統生物多樣性監測數據采集系統)為基礎,開展踏查、標準樣地和樣線調查并采集標本。以鄉鎮行政區為調查單元上報數據,依托國家數據平臺同步建立省級森林、草原、濕地生態系統外來入侵物種數據庫。全面摸清外來入侵物種種類數量、分布范圍和危害程度等情況。根據入侵物種數據庫情況,后期開展林草外來入侵物種風險和危害評估,研判擴散趨勢,提出預防及治理策略。
外來入侵物種調查入侵物種分布地圖
二、新技術應用于外來入侵物種防治
無人機遙測技術
外來入侵物種防治工作當中,可以利用雷達遙感技術來實時地監測采集各種入侵生物的雷達信號,通過數據分析,確定入侵生物的各項信息數據。不過雷達遙感技術實際應用過程中,技術、成本等方面存在局限性,而無人機遙測技術與雷達遙感技術相比,成本偏低,運行軌道不受限,能夠與雷達遙感技術實現優勢互補,同時基于大數據、云計算等技術手段,保證數據處理以及分析的效果。
3S技術
外來入侵物種發展存在不確定性,數量波動以及分布波動較大,隨著現代化科學技術的快速發展,遙感技術、GIS地理信息系統、GPS定位系統發展迅速,能夠全方位動態化地進行各項數據的采集以及分析工作,保證入侵生物的動態化監測效果,從而給有害生物的科學防治工作提供必要的參考。
生物防治
生物防治,是指在入侵生物的傳入地通過引入進食性單一的天敵因子,將入侵生物的種群密度控制在生態和經濟危害水平之下。重新建立入侵生物和天敵之間的相互調節、相互制約機制,恢復和保持這種生態平衡。不過生態系統是經過長期進化形成的,該防治手段因需引入新的外來物種,通常需要慎重考慮和實施。

自2022年開始,清研集團受貴定林業局、福泉林業局委托,對貴定縣和福泉市森林、草原、濕地生態系統進行“全面體檢”。摸清全縣(市)三大生態系統外來入侵物種種類、寄主植物、危害部位、分布范圍、危害程度、發生面積等本底情況,建立林業和草原外來入侵物種信息數據庫,研判外來物種入侵擴散趨勢,為科學防控外來物種入侵提供基礎數據支撐,為保護全縣(市)森林、草原和濕地資源,維護國土生態安全提供保障,提供全面、準確、客觀的基礎數據支撐。
撰稿 | 許潼 清研集團農林研究部研究員
編輯 | 陳澤璽
圖片 | 網絡