综述:21世纪海洋有害生物控制的转型

《Trends in Environmental Analytical Chemistry》:Transforming marine pest control for the 21st century

【字体: 时间:2025年10月26日 来源:Trends in Environmental Analytical Chemistry 13.4

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  本文系统阐述了海洋入侵物种管理的创新路径,强调通过借鉴陆地生物安全策略(如适应性治理框架)和发展新型技术工具(如水产化学品Aquachemicals、AI驱动技术),推动海洋有害生物防控从被动应对转向主动干预。作者提出通过目标-策略-战术(GST)层级体系优化防控效能,呼吁建立可扩展的操作验证平台以突破当前技术瓶颈。

  
海洋有害生物控制:全球挑战与创新路径
海洋害虫控制是一个关键的全球挑战,其历史表现不佳
全球沿海地区已报告超过6000例海洋入侵物种引入案例,这些物种造成了严重的生态破坏。典型案例如狮子鱼(Pterois volitans/P. miles)在两年内导致巴哈马本土鱼类生物量下降65%,绿蟹(Carcinus maenas)在新斯科舍省连根拔起约84%的鳗草床。当前海洋害虫控制技术多局限于低效的人工清除、机械 dredging 或广谱杀菌剂(如氯)处理,缺乏针对性和可扩展性。
迈向成功——推动有效的海洋害虫根除与管理
成功的核心要素包括早期发现入侵并迅速采取行动,同时将决策模式从"默认不作为"转变为"有条件行动"。通过建立适应性治理框架(Adaptive governance frameworks),将生物安全风险评估转化为具体干预措施,例如采用分级响应系统,根据害虫种群动态调整管理强度。
目标设定、策略与战术的层级体系
明确的目标-策略-战术(Goal-Strategy-Tactics, GST)框架可有效整合资源。在陆地生物安全、人类健康和网络安全等领域已有成熟应用模型,如通过空间竞争进行生物源性控制(Biogenic control),或利用AI驱动技术(AI-powered technologies)优化监测网络。关键是通过战术创新实现害虫种群的指数级衰退。
新型海洋害虫控制技术的创新
技术工具箱需要突破当前局限:开发选择性水产化学品(Aquachemicals)以替代非特异性毒剂;探索基因驱动等遗传干预手段;利用水下机器人进行精准物理清除。值得注意的是,狮子鱼专用陷阱的捕获效率比传统方法提高14倍,证明针对性技术研发的潜力。
操作验证与主动优化
当前管理多处于被动响应模式,建议建立前瞻性操作验证平台。数据显示,入侵物种造成的损失是管理成本的十倍以上,因此需推动预验证投资。可通过模拟入侵场景测试技术组合效能,例如在封闭海湾验证多种控制技术的协同效应。
展望未来
海洋害虫控制科学尚处于萌芽阶段,需加强跨学科合作。重点方向包括:开发可量化影响的评估标准,建立基于风险的决策支持系统,优化生物控制剂(如寄生虫/病原体)的应用规范。通过融合生态建模与先进技术,最终构建具有预测-干预-评估闭环的智能生物安全系统。
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