评估的入侵风险桉树在美国使用澳大利亚杂草风险评估

文摘

许多农业物种经历了选择特征符合那些增加一个物种将成为入侵的概率。然而,入侵的风险可能准确预测对于大多数植物物种测试使用澳大利亚杂草风险评估(包装材料)。这个系统已经测试多个气候和区域,平均而言,正确识别90%的主要植物入侵者入侵风险高,和70%的noninvaders低风险。我们使用这个工具来评估入侵38的风险桉树类群目前正在测试和培育纸浆在美国,生物燃料和其他用途。我们预计15类群有低风险的入侵,14个类群有很高的风险,和9类群需要进一步信息。除了入籍的历史和侵袭性,特征显著为高入侵风险结论包括高产种子生产和代时间短。选择对这些特征的概率应该减少桉树林里。桉树种植在美国将成为入侵威胁自然区域和农业系统。

1。介绍

全球旅行和贸易导致了前所未有的外来物种的介绍(1,2]。此外,许多农艺和营林物种选择和培育快速增长、高繁殖力、公差范围广泛的气候和环境条件(3,4]。这些特征是许多入侵物种的相同,因此人们日益担心种植物种可能会侵入性(5]。因为生物入侵可以有巨大的生态和经济成本5,6),准确预测引入物种很可能成为入侵可以有显著的好处。

生态和经济影响的多数是由一个相对较小的比例变得有害外来物种入侵的4,7),区分这组和非侵入性的工具大部分是至关重要的。一个这样的工具,澳大利亚杂草风险评估(以下包装材料)8),是在澳大利亚和开发用于监管目的已有十多年。这个系统已经被测试在温带、热带,岛和大陆地区和跨地区(似乎与准确性9]。平均在这些测试,包装材料正确识别90%的有害植物入侵者入侵风险高,70%的noninvaders具有低风险(9]。大约10%的每个noninvaders和有害的入侵者,其余需要进一步评估。这把入侵者之间的歧视和noninvaders独立的物种的比例类别,这是很重要的,因为真正的比例是未知但显然是由noninvaders [9,10]。而担忧基础概率、误分类和偏见提出了关于包装和其他预测工具(11),预防支持的生态和经济价值的实现积极的方法(12]。澳大利亚的成本节约与实现相关包装材料的保守估计在50年内节省16.7亿美元(13]。

桉树物种(桃金娘科)是广泛栽培于亚热带和热带地区植树造林,生产木材、纸浆、和其他林产品,渐渐地,潜在的生物能源原料(14,15]。几个种类、杂交和基因型(以下简称“类群”)桉树林里。桉树显示快速增长跨广泛的环境(16]。选择和基因改造范围增加,集中在一个潜在的需要2000万吨/年桉树在纸浆和生物燃料的生产到2022年仅在美国南部(17]。因此,5000 - 10000公顷/年可能转化为商业桉树这个地区的种植园(17]。

超过200桉树外类群已经筛选培养本国范围在过去的180年18]。只有少数的这些已经成为有害的入侵者,包括e .桉(15,19),大肠megacornuta(20.),大肠camaldulensis(21,22),大肠茅(21,22),大肠conferruminata(15,22),e·罗布斯塔(15),而大肠diversicolor(22]。Corymbia citriodora(c . maculata)、大肠灰质、大肠cladocalyx大肠tereticornis,大肠saligna也被确认为侵入性(15,22]。

介绍的桉树林里。桉树占相对较小的份额,成为入侵(~ 5%)可能反映的频率和程度上培养,繁殖体数量,或地理范围的介绍(繁殖体压力美国标准(27),而不是增加这些类群的入侵风险的可能性15]。三个以上的物种鉴定为入侵者在四个物种(e . camaldulensis大肠桉、大肠茅和大肠urophylla)和他们的混合动力车,占全球的80%桉树种植园(14]。大部分的分类单元,已成为入侵属于亚属Symphyomyrtus(15),因此可能会有特定的生物特征影响入侵风险。随着种植桉树林里。桉树预计将增加在美国,预测和避免那些可能成为昂贵的类群和破坏入侵物种会是有益的。

考虑到日益关注桉树林里。桉树纸浆和生物能源作物生产在美国和其他地方(14,16),我们选择了一套桉树使用包装材料分类单元进行评估。随着这些类群已经引入美国林业生产和收到了一些测试,他们并不代表一个随机样本在这个属。尽管他们对森林产品的预期用途和生物量,我们假设高和低风险分类单元使用包装材料可能被识别。假设这些类群可能培养尽管潜力巨大的外部成本与意想不到的逃避和入侵,我们确定最密切相关的特征与高风险入侵。我们建议选择针对这些特点可以减少入侵风险在美国种植桉树林里。桉树增加。

2。方法

我们选择38桉树分类单元(表1),以前评估使用包装材料在夏威夷,太平洋,或网上佛罗里达的结果(http://www.hear.org/pier/,http://plants.ifas.ufl.edu/assessment/predictive_response_forms.html)。包含在之前的评估可能表明当前或历史这些类群的兴趣培养。这些评估在区域范围内进行了在有限的环境条件,但他们提供了一个初始的每个分类的文献和数据来源。此外,我们发现最近的数据来解决几个问题比原评估完成时。

我们跟着发表指导使用的包装材料28),这是修改后的申请在美国(29日]。像原始的包装,这个系统有49个问题地址历史、生物地理学、生物物种的特征。反应的问题导致从−3到5点,大多数从−1为积极的反应-反应1 [8]。至少10个问题从三个类别的问题指定分布为完成包装材料必须加以解决。点总结的总分与相应的结论:分数低于一个表明物种已经被入侵的风险较低;1到6的成绩表明进一步评估风险水平可能得出结论之前是必要的;分数高于6显示成为入侵的物种有很高的风险8]。我们使用了二次筛选物种需要进一步评估(23)尽可能解决风险水平。

从林业的信息来源主要包括文学,生物入侵物种和引用,为世界不同地区的分布范围和网站,和美国农业部(USDA)种质资源信息网络(30.)和美国农业部植物(31日)数据库。自然分布桉树林里。桉树决心从澳大利亚组成32,33]。所有数据,包括证据和引用用于开发分数,存档和可用的(http://plants.ifas.ufl.edu/assessment/predictive_response_forms.html)。

我们假设任何发布信息为一个物种或混合应用的分类单元的名称。除非我们有特定的信息传播种子,我们假设所有类群风力传播可以忽略不计,但可以是水分散15]。此外,我们认为,通过动物摄入因为种子不分散桉树种子不生存消化道(34]。我们也回答说负面的存在持续的繁殖体银行(15所有分类群)。所有其他问题的反应是基于taxon-specific数据;如果没有可用的数据问题是留空。

台湾水利署允许我们识别结果桉树最低的类群和入侵的风险最高。我们使用回归分析(Proc REG, SAS企业,2010)调查卷总分是否依赖于独立问题回答对于每一个分类单元的数量和类群的总和。我们也发现了问题,进一步分化较低的类群和评估结论(分数6)从高风险类群(分数6)使用韦尔奇的t测试样本的不平等的方差(Proct -测试,SAS企业,2010)。

3所示。结果

我们可以完成所有类群的包装材料,回答的平均28问题(范围:23-35)。分数不同类群之间是3到18(图1)。38个类群,15(39%)决心入侵的概率很低,14(37%)预测高概率的入侵,和9(24%)需要进一步的信息(表1),即使使用的二级界面。几种预测(33%)不同包装材料结果发现以前美国和其他地区(表1),反映新公布的数据的可用性和不同的包装材料是如何实现的。我们所有的分数高于发现的早期评估。在一些情况下,我们发现了新的证据,一个分类单元归化超出其本土范围(例如,e·罗布斯塔、大肠deglupta和大肠tereticornis),解释的差异2到4点。其他作者也回应负面(导致消极点)一些问题当他们发现没有肯定的数据。在这种情况下,我们更有可能离开后的回答(0分)包装指导(28]。我们没有了佛罗里达包装材料导致这种比较(http://plants.ifas.ufl.edu/assessment/),我们组进行了这些地区分析。

在所有类群,总分数依赖问题回答的数量(,,= 0.13;图2)。然而,这种关系没有发现类群预测高风险(,,= 0.20)或那些需要进一步评估入侵或低风险(,,= 0.07)。分类单元我们可以回答大量的问题但被指定为低风险包括在内大肠dunnii(31个问题回答)大肠macarthurii(31)大肠nitens(32),大肠benthamii(34),大肠gunnii(34)。

不足为奇的是,引入了特征与分类单元是否和其他侵入性(归化本土范围之外,外来干扰,农业、或自然区域)是不成比例的,,,、职责)与高风险相关类群(图3)。其他特征导致了入侵的结论包括代时间短(,,)和多产的种子生产(,,)(图3)。没有特定的传粉者的要求(),由动物传播种子(无脊椎动物;种子不摄入)()也有助于预测高风险的入侵。

4所示。讨论

大多数的桉树林里。桉树决心提供一个低风险评估入侵或需要进一步评估(总的来说,63%)。相反,超过三分之一的类群(37%)预测构成高入侵风险。虽然这个比例会出乎意料地高如果类群被随机选择从所有可能的桉树林里。桉树7),更高的比例并不少见林业物种在大面积栽培。例如,24%的物种引入澳大利亚林业归化,和17%已成为有害的入侵者(35]。森林物种入侵物种的植物代表13%和24%在北美和欧洲,分别为(4]。百分之二十(22/110)松果体物种入侵本国以外的范围(4]。总的来说,综合利用多种树种大多可能侵入性(4]。

的桉树分类单元我们评估,更多的预测具有较高的入侵的风险比目前公认的有害的入侵者。这个结果可能是由于滞后时间经常观察到的入侵(36]。唯一量化研究的滞后时间入侵树种发现,平均要花170年的时间他们的介绍识别入侵(37]。延迟会导致几个因素,从内在的人口增长速度,选择宽容到新的环境,气候变化和其他环境或生物特征(37]。繁殖体压力已经证明影响延迟时间和入侵的概率随着越来越多的基因型是引入更多的环境中,增加了分类群的机会遇到情况有利于人口增长(27,38]。

入侵桉树林里。桉树已经与松树从繁殖体可能造成更多的压力比从生物特征(15]。虽然四个全球最广泛栽培类群:e .桉e . camaldulensis大肠,大肠tereticornis(15,17)有高风险的结果,所以做了一些其他的分类单元。桉树urograndis,另一个最常见栽培分类单元(17),需要进一步评估风险评估之前。严重依赖包装材料的分类单元是否入侵以外的本地范围(图3)支持的贡献繁殖体压力入侵风险。然而,特定类群的特征和特点介绍网站的也可能是至关重要的。

而我们的评估是由全国范围内因为桉树林里。桉树种植在多个国家和地区,大多数新上任的培养可能是整个州东南部的[17]。因此,正如前面所讨论的那样,更多的区域评估可能的这些结果提供更大的分辨率不同的物种(佛罗里达地区包装材料的结果http://plants.ifas.ufl.edu/assessment/)。在生殖物候学的差异、年龄成熟,种子活力,耐寒性肯定会影响物种的潜在侵袭性和基因型。种植面积桉树增加,潜在的传播从种植园就更好理解了。此外,主动选择的基因型冷宽容和有理想的生长和木材的特点(例如,14])意味着,尽管一些物种已经介绍了多年来,小说与未知的基因型侵袭性传播。结果的列表桉树类群目前被认为在美国入侵可能不是这种属长期入侵风险的反映。

包装材料的结果之间的差异我们的工作和更早的评估(表1)与包装材料的通用性的报告预测跨地域,气候相似(39]。尽管我们试图保守解释文学和回答问题只有当我们发现具体的证据,我们的成绩一直高于其他努力。然而,最近的一些出版物(例如,4,15,16早期的研究])提供数据不可用。此外,在美国大范围的环境和更多的区域范围内增加了一些类群的潜在栖息地适宜性。在可用的数据和指导改进包装材料的应用和二次屏幕应该减少不符点在得分和认知偏差的概率11),增加包装材料的可靠性结果。我们发现只有一个弱卷评分之间的相关性和问题回答的数量当数据结论结合(图2),表明风险预测在很大程度上是独立于类群上可用的数据量(参见[23])。

亚属的分类单元的假设Symphyomyrtus可能更多侵入性比其他亚类的分类单元(15不支持我们的数据。当我们有足够多的类群在其他亚类专门测试这一假说,在这个亚属类群跨越的范围低到高危险结果(表1)。表明此套件的物种Symphyomyrtus分类单元更容易培养比其他类群从亚类(参见[15])。

目前最有可能的桉树林里。桉树种植在美国南部40)、4 (e . amplifolia e . benthamii e . dunnii和大肠dorrigoensis)预计低入侵风险,和两个(大肠camaldulensis和大肠viminalis)、高的风险。剩下的两个类群可能培养(大肠macarthurii和大肠urograndis)需要进一步评估。桉树茅,e·罗布斯塔和大肠saligna,也受到越来越多的关注14,41),都是预测的高危险性入侵。我们建议使用桉树林里。桉树纸浆的预防方法,生物能源和其他产品通过专注于成为入侵的概率很低的类群(42)或通过选择特征可能增加入侵风险(图2)。

检查包装材料的结果为高风险类群可能表明特定的特征,可以通过育种改良或基因改造,大大降低这种风险43,44]。选择、植物育种和基因改造被用来减少入侵的概率在其他类群(3,43,44]。生物燃料草混合芒草×竹是无菌的,与它的一个高度侵袭性的父母,芒草sinensis(43]。相互影响,一个可以支持侵袭性的特点,已经在物种诸如大米(修改栽培稻)[45]。不足为奇的是,我们的研究结果表明,降低繁殖力的概率会降低分类单元将成为有害的入侵者。同时减少到期时间可能负面影响生产率,消除种子生产出现可行(46- - - - - -48),能有效地消除入侵的担忧。

如果预测高风险桉树林里。桉树种植,种植应视为实验测试所做的预测卷(49]。最大化效用的方法将需要仔细跟踪幼苗建立多个几十年。这些数据是评估的关键类群和细化的实际侵袭性杂草风险评估方法。

5。结论

鉴于日益增长的兴趣识别和培养生物能源作物物种,包装材料越来越被用于评估这些物种的入侵风险(例如,24,26,42,43])。附带的一种方法是指定的最佳管理实践,减少入侵风险。这些做法可能跨度从分类单元选择如上所述,栽培和监测实践。对桉树林里。桉树的例子可能是避免种植水道附近(15)减少种子生产和管理种植园,包括种子成熟之前收获茎(见附加特定的和有限的用途大肠茅佛罗里达大学在品种鉴定http://plants.ifas.ufl.edu/assessment/conclusions.html)。如果超过了入侵的风险可能的好处,建立一个基金,旨在涵盖任何必要的控制成本与包装材料种类的分数6将是明智的。如果繁殖体压力是侵袭性的关键在桉树林里。桉树15,38),一种方法可能是限制培养任何一个分类单元的程度。然而,避免昂贵的入侵的关键影响可能会选择不育甚至警惕的控制显然缓慢从培养网站传播。

确认

本文开发的研讨会评估和管理相关的环境问题桉树文化在美国南部和受益于讨论会议参与者和评论家的评论。d·r·戈登被大型的国际支持,inc .)和美国大自然保护协会的佛罗里达的一章。美国k·莫里斯和a·l·库珀是由热带和亚热带农业研究(TSTAR)佛罗里达大学的拨款。

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