综述:森林中外来入侵植物的管理:全球视角

《Journal of Applied Ecology》:Management of invasive alien plants in forests: A global perspective

【字体: 时间:2026年07月08日 来源:Journal of Applied Ecology 5.3

编辑推荐:

  森林对于提供商品和服务至关重要。它们面临诸多威胁,包括外来入侵植物(IAPs)的存在,这可能会影响本地生物多样性和生态系统功能。然而,关于森林中IAPs管理的成果和成本,目前缺乏综合性的总结。 研究人员进行了一项系统综述,旨在识别:(i) 全球范围内哪些地区

  
森林对于提供商品和服务至关重要。它们面临诸多威胁,包括外来入侵植物(IAPs)的存在,这可能会影响本地生物多样性和生态系统功能。然而,关于森林中IAPs管理的成果和成本,目前缺乏综合性的总结。

研究人员进行了一项系统综述,旨在识别:(i) 全球范围内哪些地区报道了IAPs管理,(ii) 哪些IAP物种正在被管理,(iii) 使用了哪些方法,以及 (iv) 相对于对照或基线条件,哪些方法在管理森林IAPs方面最有效。

评估森林IAPs管理成果的研究在26个国家进行。美国在证据基础中占主导地位,占纳入研究的61%,涵盖了最广泛的IAP物种范围。这可能反映了该国广阔的森林覆盖面积、高IAP流行率以及完善的研究基础设施和投资。

在192项研究中,研究了623种物种与管理处理的组合。化学施用是最常用的方法(占方法的41%),通常具有高成功率。大多数方法的结果好坏参半,其中使用动物放牧的结果差异最大。处理间的低重复性使得难以就管理有效性得出明确结论。

只有15%的纳入研究评估了季节时间对管理成果的影响,尽管这些研究的证据表明季节性可能影响成功率。此外,仅有6%的研究报告了管理成本,且报告方式不一致。

综合与应用。本综述揭示了森林IAP管理中紧迫且关键的知识缺口,这些缺口需要解决以实现生物多样性和森林健康的全球目标。这些缺口包括:全球研究努力极不平衡、物种关注范围狭窄、方法重复性有限、季节性效应被忽视以及成本报告不一致。使用化学方法的强大传统可能也阻碍了非化学方法的发展。需要立即采取行动,开发标准化方法和报告渠道,以缩小这些缺口,从而帮助从业者做出知情的管理选择。
**1 引言**

外来入侵物种(IAS)是生物多样性下降的五大驱动因素之一,也是物种灭绝的第二大常见原因,国际自然保护联盟(IUCN)红色名录中十分之一的物种受到IAS威胁。全球化和环境变化可能促进IAS的扩散、定殖和影响,从而增加IAS构成的威胁。生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)的《外来入侵物种及其控制专题评估报告》指出,外来入侵植物(IAPs)在陆地领域中对自然造成的负面影响的近一半(45%)负责。经济上,IAPs的全球成本估计为89亿美元,尽管这被严重低估。森林是全球重要的栖息地,因为它们广泛提供商品和服务,如碳储存和固存。它们还拥有地球上大部分陆地生物多样性,例如,热带森林中发现了60%的维管植物。虽然自2000年以来全球森林损失率有所放缓,但当前速率仍然令人担忧,2010年至2020年间全球森林面积净损失470万公顷/年。森林创建和植树已被提出作为一种成本效益高的基于自然的解决方案,以减缓气候变化和全球生物多样性丧失。通过减少森林砍伐和人为退化来促进森林恢复已被强调为实现这一目标的关键策略。

然而,森林栖息地的多重压力因素,包括IAPs的入侵,威胁着恢复目标和阻止退化的进展。据报道,IAPs对本地植物区系的多样性、无脊椎动物产生负面影响,改变土壤真菌和细菌群落,影响林分结构,包括本地树种的再生,并阻碍动物移动。IAPs还可能降低森林生产力和再生能力,从而通过导致的木材价值下降带来经济影响。鉴于IAPs对森林栖息地的影响,多项研究、非政府组织(NGO)、政策倡议(例如IPBES)和公众呼吁改进森林中的IAP管理。

多种人为和地理因素促进了IAPs向森林的扩散。传播途径包括花园废物的倾倒、道路建设和交通、邻近水道的存在、森林机械、土地转为农业用途以及自然干扰,如风暴和洪水。在过去一个世纪中,IAPs向森林的扩散速率一直在增加。

总体上,有效的IAPs管理可以减少其扩散以及生物和经济影响。管理方法的可行性和有效性取决于物种的特征(例如,传播机制、形成持久土壤种子库或营养繁殖的能力)、入侵的阶段和规模,以及当地栖息地特征,如场地可达性。因此,识别和实施成功的管理行动极其困难且成本高昂,尤其是在大面积的入侵区域。已使用了多种IAPs管理方法,可归类为生物(例如生物防治)、化学(例如使用除草剂)、物理(例如手工拔除)或这些方法的组合。然而,管理森林栖息地中的IAPs是复杂的,关于最有效的方法或其成功率尚无共识。

Dyer等人(2018)和McConnachie等人(2016)强调需要在开展更大规模的管理活动之前,进行管理可行性研究,以便比较方法以确定其功效和成本效益。这将有助于成本效益高的资金分配和优先次序确定,用于IAPs管理。然而,关于方法成本效益的信息有限,对方法功效或全球森林中正在管理的物种了解甚少。此外,IPBES报告(2023)强调需要主动考虑非化学的IAPs管理替代方案,开发更好的技术来控制广泛分布的IAPs,并量化各种管理策略的成本效益。

由于IAPs入侵的增加以及在其森林中成功管理的困难,加上这些栖息地对于应对气候变化的重要性,对森林IAPs管理进行评估是及时的。在此,研究人员进行了一项系统性文献综述,以总结(1)已发表文献中报告的IAPs管理的全球分布,(2)哪些IAP物种正在被管理,(3)正在使用哪些方法,以及(4)相对于对照或基线条件,哪些方法在管理全球森林栖息地中的IAPs方面最有效。

**2 方法**

为了评估不同管理方法在减少森林中IAPs方面的报告有效性(基于相对于对照或基线条件的结果指标),研究人员遵循环境证据协作指南(Pullin等人,2022)的系统综述协议,对同行评审和灰色文献进行了综述。详细的系统综述协议见附录S1,PRISMA报告见图1。

**2.1 检索策略**

为了指导本系统综述的范围界定阶段,根据PICO原则(Pullin等人,2022)确定了研究问题。PICO原则包括四个陈述:
- 群体:林地和森林生态系统。检索标准中使用了林地和森林作为术语,但由于这些术语可互换使用,在本综述中仅指森林。
- 干预:任何旨在减少目标IAP物种的管理/控制方法,使用相对于对照或起点的结果指标衡量。
- 比较器:实施管理干预的地点或时间与未实施管理干预的地点或时间的比较;管理实施前进行的基线评估与实施后的比较;或管理方法之间的比较。
- 结果:管理/控制方法在减少IAP方面的有效性,使用相对于对照或起点的结果指标衡量。

范围界定阶段以英语进行,选择了12篇符合PICO原则的同行评审文章作为基准文章。从基准文章中提取了初始范围界定检索字符串中使用的关键词。“根除”不包括在检索字符串中,因为这被认为是管理(通过控制和/或移除)的一个结果。每个检索字符串都在Web of Science中开发并测试,从广泛开始以最大化相关结果的检索。通过添加反映描述IAPs的术语范围的词语,使检索字符串更加精确。例如,研究人员发现了术语使用的冲突,其中一些IAS尽管是IAS,但仅被称为“入侵物种”。在检索字符串开发过程中,通过其返回基准文章的能力测试了每个检索字符串的全面性。最终检索字符串返回了100%的基准文章,并由四个子字符串组成,使用布尔AND运算符组合。检索涵盖截至2022年12月31日的所有出版物。检索以西班牙语和英语进行,使用相同方法。检索字符串和标准直接翻译成西班牙语。然而,由于某些命名上的差异,使用了更广泛的检索词。因此,2024年运行的完整检索字符串(格式化为Web of Science)为:

英语:(invasive AND (non-native OR nonnative OR “non native” OR alien OR exotic OR introduced OR species OR nuisance OR non-indigenous OR nonindigenous OR “non indigenous”)) (Topic) AND (plant* OR flora OR vegetation OR shrub OR tree) (Topic) AND (woodland* OR forest* OR “riparian wood*” OR “riparian forest*”) (Topic) AND (control* OR manag* OR remov*) (Topic) Refined by: and 2023 (Exclude – Publication Years).

西班牙语:TS = ("invas*") AND TS = ("no nativ*" OR "exotic*" OR "exótic*" OR "especie*" OR "biol*" OR "introducid*" OR "alien*") AND TS = ("planta*" OR "vegeta*" OR "flor*" OR "hierb*" OR "arb*" OR "suculen*" OR "cactus" OR enredadera*) AND TS = ("control" OR "gesti*" OR "manej*" OR "erradica*").

**2.2 数据库**

使用纽卡斯尔大学的订阅,检索了Scopus和Web of Science核心合集以获取已发表的同行评审文章。此外,通过EBSCO访问了CAB摘要,以使用纽卡斯尔大学的订阅检索专业文章(仅限英语检索)。使用简化检索字符串(由于字符限制):(invasive AND (non-native OR nonnative OR “non native” OR alien OR exotic OR introduced OR species OR nuisance OR non-indigenous OR nonindigenous OR “non indigenous”)) AND (woodland* OR forest*) AND (control* OR manag* OR remov*) 在Google Scholar上检索灰色文献(仅限英语检索)。结果按相关性筛选,并导出了前50篇文章。

**2.3 文章筛选与纳入标准**

来自上述每个数据库的所有结果均以标题、摘要和关键词导出。英语检索的所有结果(n = 14,034)随后导入EPPI Reviewer,其中移除了重复项。自动移除重复项的阈值设为0.9,即相似度得分0.9或以上的文章被自动移除,任何得分低于0.9的潜在重复项被手动检查并在确认后移除。0.9的得分此前已在综述中使用,应用程序创建者建议,在相似度阈值高于0.8时,不太可能错误识别重复项,因此研究人员确信没有文章被意外移除。去重后,结果导入Rayyan进行筛选。西班牙语检索的所有结果(n = 882)被手动筛选以移除重复项,并导入MS Excel进行筛选。共有8273篇文章在标题摘要级别进行了英语筛选,849篇进行了西班牙语筛选。

**2.3.1 筛选过程**

对英语检索进行了两阶段筛选:标题摘要和全文。对西班牙语检索进行了单阶段筛选,即在标题摘要阶段纳入的任何文章立即进行全文筛选。在每个阶段,所有文章均对照纳入或排除的资格标准进行比较。使用了两个独立的标准,一个用于标题/摘要,一个用于全文。这些标准相同,只是全文筛选中的比较器更为详细,以避免任何歧义。

第一阶段:标题摘要。英语检索的标题/摘要筛选标准如下:
- 群体:本系统综述关注多种栖息地,包括任何森林栖息地。任何关注非林地/非森林栖息地或不提及研究栖息地类型的文章均被排除。任何涉及栖息地恢复的研究必须将栖息地恢复为森林。
- 干预:关注任何针对任何IAP物种在其入侵/存在后的管理方法有效性的研究。非植物IAS被排除,IAP必须是入侵且非本地。
- 比较器:包括任何比较实施管理干预的地点或时间与未实施管理干预的地点或时间的研究。包括比较管理方法与替代方法的研究。此外,包括研究同一管理方法不同强度的研究。包括在自然栖息地或温室或实验室条件下进行的研究,其中样本来自上述群体。排除任何没有管理实施前基线评估、没有与替代管理方法比较或没有与未管理区域比较的研究。
- 结果:包括任何通过比较管理实施前后IAP密度/丰度来评估管理方法效率的研究。排除任何不研究上述管理方法效率的研究。

筛选由一人进行。为确保筛选决策的一致性,随机选择了10%的文章在标题摘要阶段进行二次审查。讨论了任何分歧。标题/摘要筛选完成后,通过检索警报识别了七篇在筛选过程中发表的文章,并也在标题/摘要级别进行了筛选,因此英语语言检索在标题/摘要阶段共筛选了8273篇文章。西班牙语语言检索没有通过检索警报识别到文章。

第二阶段:全文。共1590篇文章由一人进行全文手动筛选(英语文本),西班牙语文本由另一人进行。通过手动搜索和馆际互借获取全文。标准与标题/摘要标准相同,只是全文的比较器更为详细以避免歧义:
- 比较器:研究需要明确的管理重点,例如标题、摘要或目标明确表明将研究IAP的清除/管理/控制/移除。管理可以是以管理种子库以减少地上生物量或直接管理地上生物量的形式。如果研究了环境变量,研究必须明确说明旨在操纵这些变量以管理IAPs。涉及恢复的文章只有在说明管理IAPs作为恢复的一部分时才被纳入。建模IAP移除的文章被纳入,但必须使用实验现场数据。野生火灾(与计划火烧相对)不被包括,因为计划火烧通常是为了管理IAP而进行的。如果研究考察了可能促进入侵/引起扩散的因素,则被排除,除非有明确的管理重点,其中该因素被报告为一种管理方法。研究入侵影响或IAP扩展的建立/驱动因素的文章被排除。

**2.3.2 数据编码与提取**

开发了一个数据提取模板,用于提取每篇纳入全文筛选的文章的关键信息。提取的关键信息可分解为以下类别:(i)书目信息,(ii)研究信息,(iii)利益相关者,(iv)地理和物种,以及(v)管理。个别文章可能报告一项或多项管理研究。如果一篇文章评估了多个IAP物种的管理或对同一物种进行了多项独立实验,则每项均被视为单独的研究。因此,一篇文章可能包含多项独立研究。每项研究可能涉及多种管理方法,或相同方法但以不同方式应用于不同IAP物种。每次将方法应用于不同的IAP物种或以不同方式应用时,都被记录为单独的处理。因此,一篇文章可能贡献多项研究,每项研究包含一个或多个使用单一或多种管理方法的处理。

为协助数据解释,每项处理按管理方法类型和总体类别分组:物理、生物、化学或混合。管理结果相对于对照、比较器或起点分类为:(1)阳性——管理显著减少了IAP;(2)阴性——管理显著增加了IAP;(3)中性——管理对IAP无显著影响;(4)混合——当地点有显著冲突的结果时;(5)信息不足——当特定方法的结果在终点未报告但在其他时间点有报告,或更常见的是,当结果相对于其他方法按成功排名因此无法客观量化时。

纳入文章的参考文献列表见附录S2。图形和分析在R 4.5.0版本中运行。

**3 结果**

共计152篇文章符合本综述的纳入标准,包含192项独立研究。这些研究涵盖26个国家,研究了99种IAP物种,并应用了623种处理,包括33种管理方法,这些方法被归为四个总体管理类别。

**3.1 研究的地理分布**

大多数研究在美国、澳大利亚和新西兰进行。同样,美国管理了最多不同的IAP物种,其次是澳大利亚。然而,大多数国家仅有关于一两种IAP物种管理的已发表文献。西班牙语检索字符串增加了三个国家:乌拉圭、阿根廷和智利。

**3.2 管理方法与结果**

报告的623种管理处理中,大多数归类为化学,其次是混合、物理,生物不到10%。在每个类别中,最流行的方法是单一化学施用、机械+化学、机械、用本地物种重新种植入侵地以及动物放牧。许多管理方法的结果好坏参半,动物放牧的成功率变化最大。生物防治、化学+生物除草剂、单一化学和多种化学品是最有效的管理方法,分别达到了高比例的阳性结果。有趣的是,在化学类别中,更多研究使用了单一化学品而非多种化学品。在所有258种化学处理中,仅报告了一种阴性结果。三种活性成分主导了施用的化学品:草甘膦、三氯吡氧乙酸和咪唑烟酸。大多数研究未报告化学施用方法。

机械方法提供了混合结果,50%的处理有阳性结果。然而,尽管机械方法是第二常用的处理,许多研究仅将其有效性报告为相对于其他方法的排名,限制了定量评估。总体而言,许多管理方法仅由一项或两项研究代表,这使得难以得出结论。

**3.3 研究的外来入侵植物物种**

只有17种IAP物种(占报告物种的17%)有三项或以上的管理研究,而大多数IAP(71种,72%)仅被研究过一次,导致难以得出有效管理策略的结论。少数研究(18%)涉及一种IAP物种使用超过五种处理,每项研究尝试的处理中位数(不包括对照)为三个。研究最多的五种IAP物种是:Alliaria petiolata、Lonicera maackii、Microstegium vimineum、Ailanthus altissima和Cytisus scoparius。24种IAP(24%)使用一种处理进行管理,而只有18种(18%)IAP物种有10种或以上处理被测试,主要在美国。

**3.3.1 生长型**:研究的IAP物种代表了多种生长型。当按大洲划分研究时,北美管理了最多样的生长型,其次是大洋洲,其他大洲管理了四种或更少。非洲和欧洲主要管理乔木状IAPs。在评估植物生活史分类时,79%的研究集中于多年生植物。管理结果因植物生长型而异。化学方法在所有生长型中均显示出阳性结果,而生物方法表现出更多变的有效性,对藤本/攀援植物的成功率高于灌木。化学和混合管理方法最常应用于灌木,灌木是总体研究最多的生长型。

**3.3.2 Lygodium japonicum**:两篇文章研究了L. japonicum(藤本/攀援植物)在一个国家(美国)的管理,实施了30种处理;全部是基于化学的管理方法。这些包括单一(19种处理)或多种化学品(11种)的应用,均导致高阳性结果。对于单一化学品,26%的结果在阳性和中性之间变化。

**3.3.3 Lonicera maackii**:十三篇文章研究了L. maackii(灌木)在一个国家(美国)的管理。一些管理方法样本量小,因此缺乏重复性限制了结论。Lonicera maackii主要用混合方法管理,包括机械+化学和化学+生物除草剂。化学+生物除草剂有100%阳性结果,而机械+化学有43%阳性结果。然而,这是由于结果被排名而不可量化。此后,使用了化学和物理类别中的处理,但剩余管理方法的低重复性(n < 4)阻止了对结果的稳健结论。

**3.3.4 Cytisus scoparius**:六篇文章研究了C. scoparius(灌木)在澳大利亚、加拿大、新西兰和美国的管理,共同实施了38种处理。其中一些证明非常有效,而其他则结果中性。Cytisus scoparius主要通过化学品管理,包括单一和多种化学品。单一化学品导致的阳性结果(95%)高于多种化学品(63%)。此后,物理管理,特别是机械,导致50%阳性结果。

**3.3.5 Alliaria petiolata**:十六篇文章研究了A. petiolata(草本)的管理,实施了40种处理,但仅限于美国和加拿大。Alliaria petiolata主要使用生物方法和物理方法管理。机械方法、火烧和种植本地物种通常有效,分别有78%、50%和64%的阳性结果。然而,使用动物放牧导致了75%的阴性结果。此后,化学品(单一化学品)有83%阳性结果。

**3.3.6 Microstegium vimineum**:十三篇文章研究了M. vimineum(禾草)在一个国家(美国)的管理,实施了44种处理。Microstegium vimineum主要使用化学方法管理,包括单一化学品、生物除草剂和多种化学品,分别导致92%、67%和100%阳性结果。此后,使用了生物方法,包括动物放牧和种植本地物种。动物放牧大多为阳性结果(75%),但25%的研究有阴性结果。种植本地物种导致100%中性结果。物理方法,包括机械和火烧,分别有80%和74%阳性结果。

**3.4 季节性管理**

在192项研究中,只有15%(n = 29)评估了季节性时间对管理结果的影响。在这些研究中,38%(n = 11)报告方法应用的时机很重要,因为不同季节的管理结果有显著差异。此外,7%(n = 2)的研究报告季节性时间对管理方法应用的重要性取决于所使用的管理方法,而10%(n = 3)的研究指出季节性管理的重要性因地点而异。在29项涉及季节性的研究中,研究了16种IAP物种,大多数仅被研究一次。然而,A. petiolata、M. vimineum、Ligustrum sinense、C. scoparius都有多项研究。对于每个物种,管理的最佳时机因研究而异,地点特异性差异导致了矛盾的结果。在某些情况下,季节性在一个地点影响结果但在另一个地点不影响,或者仅对应用的管理方法之一重要。

**3.5 管理成本**

在192项研究中,只有6%(n = 12)报告了与所用管理方法相关的任何成本评估。成本报告的方法多样,分为五类:管理设定面积/每株植物的成本、与其他方法的成本效益直接比较、移除IAP所需的劳动力数量、项目总成本以及进行管理所需的时间(包括启动成本)。当面积标准化时,报告的成本范围为每平方米0.01美元至1.20美元,树木和灌木通常比禾草便宜。除草剂施用是评估每设定面积成本的最常用方法。除草剂比其他方法(如环剥)更便宜,成本分别为每平方米0.07美元和0.12美元。总体而言,物理方法比化学方法更昂贵。每株植物的成本(不包括按面积报告的禾草)范围为0.05美元至1.73美元,树木比灌木管理成本更高。然而,由于测量单位(每株成本 vs 每面积成本)的差异,无法跨生长型进行直接比较。

**3.6 管理的空间和时间尺度**

20%(n = 38)的研究未提供管理尺度的细节。其余154项研究的管理应用尺度各不相同。报告尺度的最常见方式是:管理的个体数、管理的总面积、管理样地的尺寸。最常用的实验样地尺寸为1 m × 1 m和2 m × 2 m。在所有研究中,报告了71种不同尺寸/面积,范围从0.5 m × 0.5 m到1.3 ha。管理结果的监测持续时间也不同,范围从24天到13年。具体而言,8%的研究监测结果少于一年,23%监测12–23个月,26%监测24–35个月,10%监测36–47个月,17%监测超过48个月;16%的研究未报告监测持续时间。一些处理的应用空间尺度远大于其他处理。例如,物理管理方法通常比化学方法在更小的尺度上实施。

**4 讨论**

尽管有192项研究在森林中进行了IAP管理,但对于个别物种的最佳管理方法没有明确共识。化学方法使用最多,并显示出广泛的有效性。管理努力集中于全球一小部分IAP物种,只有18%的物种应用了10种或以上处理并调查了结果。尽管多次呼吁提供消费或劳动力成本信息,但显著缺乏此类报告。此外,尽管季节性影响植物生长,只有15%的研究评估了管理效果与季节性时机的关系。那些确实评估的研究强调了纳入季节性因素的重要性,强调了在针对森林栖息地IAPs设计具体情况管理方案时需要考虑季节性。

**4.1 研究和物种的地理分布**:大多数IAP管理研究在美国进行。原因有几个:国家长期致力于科学研究和资助,英语是主要语言,拥有广阔的森林覆盖面积和高度植物入侵水平。此外,美国拥有全球最大的商业林业产业之一,进一步激励了对生产林中入侵植物物种管理的研究和投资。同样,森林面积大和/或IAP数量多的国家,如巴西、阿根廷、加拿大、新西兰和澳大利亚,也是研究最多的国家。此外,这些模式可能反映了高收入国家发表了更多管理研究。然而,一些森林覆盖率高且IAP存在的国家,如中国、印度和俄罗斯,研究很少或没有。本综述的语言限制(英语和西班牙语)可能影响了这些发现,研究人员承认纳入非英语来源可以增强数据完整性并减少明显的知识缺口。此外,215篇文章(占全文级别文章总数的15%)因栖息地信息不明确而被排除。某些国家的代表性不足,如刚果民主共和国和秘鲁(均具有高森林覆盖率),是预期的,因为它们报告的IAP数量较少,因此森林IAP入侵的概率较低。IAP数量较少且森林覆盖率较低的国家,如列支敦士登、图瓦卢和阿曼,研究也有限或没有。

**4.2 管理方法和结果**:化学管理是研究最多的类别,也是减少森林IAP丰度最有效的方法之一,然而化学施用方法很少被定义。其在高有效性下可能自我强化。相比之下,对非化学方法的有限研究,加上小样本量和多样化的方法,造成了对其有效性的不确定性,可能阻碍进一步研究。利益相关者通常偏爱化学方法而非生物防治和机械方法,引用其实用性和可靠性,这可能是由于大量研究投资。尽管化学管理表面有效,但其使用存在争议,包括潜在的非目标效应、化学品如草甘膦的部分禁令或淘汰,以及欧盟对百草枯等化学品的全面禁令。纳入研究中使用的化学活性成分在广谱和选择性除草剂之间均分,使用最多的三种化学品中有两种是广谱的(草甘膦和咪唑烟酸)。茎干注射而非叶面喷洒可以最小化非目标影响,但并非总是适用于非木本物种。当叶面喷洒是唯一选择时,杂草擦拭器和手动喷枪可以提高喷洒精度,从而增加非选择性除草剂的选择性。然而,持续使用化学品可能导致一些IAPs对一种或多种除草剂产生抗性。尽管化学管理有效,但需要非化学方法来防止抗性并在茎干注射和叶面喷洒不切实用的情况下管理IAPs。

在生物管理类别中,生物防治(使用活体生物如昆虫或病原体来管理IAS,由CABI定义)在减少森林IAP丰度方面大多有阳性结果(80%)。在七个国家中,九种IAP物种由一种宿主特异性生物防治剂管理。Ailanthus altissima是一个例外,由两种不同的生物防治剂管理。高管理成功率可能反映了释放前严格测试以确保现场释放后的有效性。尽管管理成功,生物防治是本综述中应用最少的方法之一。这可能反映了高成本和国家特定法规。例如,在新西兰,测试和释放新药剂的监管批准估计成本为NZ$364,550,重复药剂为NZ$138,300。全面的释放前测试、开发限制和严苛的监管过程,加上严格的风险评估,可能耗时。此外,在实施全面释放前测试之前,药剂释放的非目标效应公开案例已推动了对生物防治的负面看法,这可能减缓或阻止新生物防治剂的开发。开发生物防治时,大部分投资用于药剂的筛选和开发,很少资源用于释放后监测。此外,监管机构很少要求验证成功或释放药剂决策的释放后研究,因此关于释放后影响和有效性的有价值信息丢失。森林IAP管理可能存在更多生物防治研究,但由于缺乏强制性的释放后监测,可能未发表。所有纳入的研究涉及现场释放而非实验室研究,因为实验室研究未报告IAP材料来源栖息地。

使用放牧动物在森林中对IAPs进行生物管理产生了混合结果。加上后勤和动物福利考虑,放牧作为一般管理方法的实用性需要进一步研究。例如,一项纳入的文章评估了Odocoileus virginianus密度对M. vimineum的影响,使用了三种放牧强度:低、中、高。他们发现低密度和中密度有阳性结果,但高密度有阴性结果,表明放牧强度影响IAP管理成功,可能解释了结果变异性。相同方法应用于A. petiolata和Berberis thunbergii;然而,所有放牧密度都有阴性结果,因此不成功。这表明放牧可能不适合某些IAPs,和/或某些IAPs和动物由于取食偏好和植物性状的组合而不相容。山羊、牛和鹿是主要使用的放牧动物,但有限的重复性阻止了关于放牧者类型是否影响结果的结论。研究人员对密度、IAP和动物物种之间相互作用的理解很少,需要进一步研究这些相互作用。

物理类别中的机械管理方法最受欢迎,但显示出不同结果,反映了所使用的各种方法,如手工拔除和环剥。手工拔除提供短期效率,需要重复实施以确保持续控制。手工拔除IAPs的持续时间和频率因研究而异,导致混合结果。当应用环剥、割草和修剪时,结果总是阳性,而土壤刮削、手工移除、砍伐和环剥有更多变的结果。

混合类别包括通常具有高成功率的管理研究,表明组合方法增强了其有效性。在纳入的文章中研究了23种处理组合。四种组合占管理处理的78%,大多数使用化学技术与其他技术结合。其中三种组合的阳性结果超过80%:化学+生物除草剂95%,种植+化学80%,以及机械+种植86%。机械+化学有较低的阳性结果48%,这可能反映了许多处理结果(37%)仅相对于其他方法排名,因此不可量化。这些发现表明,某些方法组合可以增强成功,而其他则有拮抗效应。将方法组合评估纳入未来管理研究可能很有价值。

**4.3 管理的物种**:各国森林栖息地IAP存在的数据有限,使得不清楚管理努力或成功是否与入侵风险或影响一致。在研究的99种独特IAP物种中,71种仅在单一研究中被检验,五种IAPs占研究的31%。然而,这些物种中只有一种是前100种最广泛分布的陆生入侵者。相比之下,Lantana camara在87个国家有记录,被公认为全球最恶劣的陆生入侵者之一,并且容易入侵森林,例如威胁印度44%的森林。然而,只有四项研究评估了相对于对照或基线条件的L. camara在森林中的管理功效(方法数=6),涵盖两个国家(印度3项,澳大利亚1项)。由于定量评估所需的标准,一些相关研究可能被排除,可能导致了明显的证据缺乏。然而,这也突显了未来研究需要包括明确的对照或基线以便进行定量比较。这一趋势也适用于其他广泛分布且入侵森林的物种,如Leucaena leucocephala(n=66个国家)和Ricinus communis(n=76个国家),两者均无研究纳入本综述。相比之下,M. vimineum是管理最多的物种,尽管仅在三个国家被记录为IAP,而A. altissima至少在46个国家被记录为IAP,却仅成为14项研究的焦点。

对于许多IAPs,由于每项方法的试验或重复次数有限,难以得出关于有效管理方法的结论。然而,当不同管理类别的各种处理应用于单一物种时,结果显示了模式。例如,对于A. petiolata,放牧无效,而单一化学品有效。对于C. scoparius,单一化学品有最阳性结果,但使用多于一种化学品降低了功效和管理成功。相反,对于M. vimineum,单一和多种化学品都非常有效,机械方法也通常成功。此外,物理方法对草本IAPs比乔木更成功。这可能反映了所使用物理管理方法的多样性,如手工拔除主要用于草本,而乔木使用了更广泛的方法,导致更多变的结果。尽管如此,物理方法在两种生长型中通常产生阳性结果。

**4.4 管理的季节性实施**:研究结果显示,考虑季节性有助于森林IAP管理的成功。IAPs在活跃生长期可能更易受管理影响,特别是在结籽前,干预可以减少进一步扩散。季节性天气条件也可能影响管理技术的有效性。季节性时间在对M. vimineum的管理中显示重要,但某些研究则不重要。而另一项研究发现季节性影响了M. vimineum某些(而非全部)管理技术的功效。

季节性管理的结果不一致,即使相同处理应用于同一IAP物种。在美国印第安纳州使用火烧管理M. vimineum在秋季比春季更成功,而在康涅狄格州,季节性并不影响火烧管理M. vimineum入侵的功效。这表明,虽然应用的方法很重要,但生态区也可能调节季节性对管理的影响。这一趋势在其他IAP物种中也有体现,如hand pulling A. petiolata在五月(晚春)比三月(早春)在偶尔被淹没的低地林地中更有效,而在排水良好的高地林地中,管理时机不影响结果。因此,当地条件可能影响季节性管理功效,在设计管理活动时应予以考虑。识别IAP管理的最佳季节取决于方法和物种生长型。然而,由于只有29项研究明确调查了季节性效应,无法做出明确的推荐。一些模式是明显的:火烧通常在秋季比春季或夏季更有效,禾草往往在秋季管理更成功,而乔木需要在春季或夏季管理,可能由于活跃生长期更高的功效。

**4.5 管理成本**:作为最低要求,包含广泛的成本估算对于决策和确保IAPs管理资源的有效分配至关重要。然而,本综述中只有6%的研究报告了管理成本信息。通常,乔木使用每株植物成本,而禾草、草本和灌木使用管理设定面积成本。报告面积成本的研究以各种方式进行,例如每平方米、每1公顷和1.5公顷。其他研究报告了相对于其他方法的成本效益(无数值数据),或数值仅出现在支持信息中。这由于报告不一致和测量单位不同而使得管理方法之间的成本比较复杂化。各种研究更一般地总结了IAS的管理成本估算。例如,Fernandez等人(2023)估计外来入侵乔木管理的全球成本为12亿美元,Soto等人(2025)建议全球估算超过500亿美元用于管理IAPs。然而,这些成本并非针对森林栖息地的IAP管理,成本模式可能依赖情境,随区域劳动力成本而变化。

**4.6 管理的空间和时间尺度**:管理区域大小的变化使管理结果的评估复杂化,限制了可扩展性的可行性评估,并阻碍了研究之间的比较。例如,手工拔除的中位管理面积为4 m2,而砍伐至少在0.5公顷上进行。在较小尺度上有效的方法在较大尺度上可能表现不佳,并且某些方法,如手工拔除,可能在所有情境下都不可行或不可扩展。在小空间尺度(0.5 × 0.5 m)上应用的手工拔除导致了100%阳性结果。相比之下,在较大尺度(≥2 × 2 m)上应用时,手工拔除在55%的案例中实现了阳性结果,45%为中性结果,突显了该方法在可扩展性方面的局限性。在时间上,超过一半的管理研究在管理应用后监测结果少于35个月,表明对森林IAP管理的长期评估有限。这可能反映了监测的持续成本、对管理有效性的认知减少了进一步监测的需要,或无效方法的终止。

**5 结论**

全球森林IAP管理是零散的,应用了多样化的方法,仅对少数选定的物种进行了深入的研究。本综述突显了管理IAPs时的重大知识缺口和不一致性。一些物种获得了显著的研究关注,但根据方法、季节和地点产生了不同结果。许多这些重点物种未被列为最严重的全球入侵者,而广泛分布的问题物种如L. camara则基本被忽视。美国在本综述纳入的管理文献中占主导地位,突显了对其他受入侵森林地区(如中国、印度、俄罗斯、坦桑尼亚和赞比亚)进行研究的迫切需要。为了最大化资源,研究必须标准化成本报告和方法,包括管理面积、季节性,并提供化学品的处理应用细节。一个简单的统一报告框架将改善数据共享,指导未来管理,并吸引从业者报告结果。虽然存在有效的方法,但它们主要基于化学方法。未来的研究应探索非化学替代方案,调查IAP管理的障碍,并确保标准化报告。加强从业者参与和数据协调将增强全球IAP管理努力及其有效性。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号