Lentis/世界貿易作為入侵物種的載體

         “[An] aquatic nuisance species [is] a nonindigenous species that threatens the diversity or abundance of native species or the ecological stability of infested waters, or commercial, agricultural, aquacultural, or recreational activities dependent on such waters.”
           -Nonindigenous Aquatic Nuisance Prevention and Control Act, 1990

國際航運路線地圖，這是入侵物種的主要載體

歷史

隨著新的貿易機會，歐洲探險家向西探索將新的生物物種帶入了美洲。在16世紀初，歐洲商人將豬運往加勒比海以及現在的美國。^[2] 豬被留下來繁殖，作為迴歸水手的食物來源和經濟貿易商品。美國政府將野豬歸類為入侵物種，這種生物不是生態系統中的本地物種，其引入會導致或可能導致傷害。如今，野豬造成的損失估計僅在美國就高達 15 億美元。^[3] 國際貿易將許多其他非本地生物物種引入美洲，這些物種對當地經濟、本土生物多樣性、基礎設施和立法產生影響。無論入侵物種是被有意還是無意引入，地方和國際政府都實施了對抗措施來對抗其有害影響。

入侵物種的影響

環境影響

非本地物種迫使本地物種從其生態位中消失，並將它們推向滅絕。它們透過與本地物種爭奪食物和其他必要資源、傳播有害疾病以及佔據產卵地來抑制本地物種。本地野生動物缺乏抵禦入侵者的防禦能力，無法適應突然被打亂的食物鏈。^[4] 當入侵者將本地物種從該地區趕走時，生物多樣性就會下降。多樣化的生態系統，特別是以植物為主的生態系統，可以迅速退化為脆弱的單一栽培。^[5] 入侵者可以透過影響生物多樣性以外的方式改變環境。例如，趕走某些在土壤中固定化學物質的物種，導致土壤化學性質發生變化，本地物種無法適應。它們還可以透過殺死樹木並創造更多枯木來增加野火的強度，這會對土著物種產生不利影響。^[6]

經濟和貿易影響

入侵物種給受災地區造成經濟壓力。全球估計造成的年度損失為 1.4 萬億美元，其中美國約為 1200 億美元。^[7] 在美國，入侵物種影響著各種生態系統，包括南部的溼地、北部的山脈和森林以及幾乎所有水生生態系統。例如，佛羅里達州每年花費 5600 萬美元來管理水生雜草水葫蘆。^[8]

每個入侵物種都構成經濟負擔。它們可以透過將放牧場變成貧瘠的荒地、增加野火的頻率和強度或將疾病引入牲畜和作物來造成農業生產力的巨大損失。入侵物種蔓延的風險威脅到該地區的進出口。像澳大利亞和關島這樣的島嶼和孤立地區擁有脆弱的生態系統，必須實施嚴格的貿易限制來保護其環境。^[9][10]

財產損失

2005 年，美國國會技術評估辦公室確定了與 79 種有害物種相關的最壞情況損失，為 970 億至 1370 億美元。^[11] 這些成本考慮了農業、林業、漁業和其他用水、公用事業、建築物和自然地區的損失。但是，此範圍不包括對相關企業和行業的影響。例如，斑馬貽貝是一種入侵物種，給水力發電廠造成了 31 億美元的損失。美國國會考慮的損失並不包括依賴水力發電的企業損失。^[12]

對抗措施

立法

聯邦政府在斑馬貽貝在五大湖蔓延後，於 1990 年通過了《非本地水生有害生物防治法》。該聯邦專案致力於執行新的壓載水海洋交換政策，減少五大湖中貽貝的傳播。該專案成立了一個工作組來執行新的規定。水生有害生物工作組包括美國魚類和野生動物管理局、美國海岸警衛隊、環境保護署、陸軍工程兵團、國家海洋和大氣管理局以及其他 20 個聯邦機構。聯邦政府正式參與了船舶運營監管、行業和當地居民的教育和培訓專案以及入侵物種的生態調查。^[13]

1996 年的《國家入侵物種法》修訂了既定的規定，並將影響範圍擴充套件到五大湖地區之外。新法案為在 200 海里美國專屬經濟區之外交換壓載水設定了標準，並規定了船舶在進入該區域時報告其壓載水狀況的預期。它在水生有害生物工作組的任務中增加了外聯和研究，並開始制定州管理計劃。^[14]

環境保護署在 2008 年和 2013 年釋出了《船舶一般許可證》，其中設定了進出口貨物到美國的船舶標準。多個不同的團體對 EPA 釋出 VGP 提出了訴訟。西北環境倡導者、生物多樣性中心、自然資源保護委員會和全國野生動物聯合會起訴 EPA，指責其未能履行《清潔水法》中規定的責任。^[15] 1972 年透過的《清潔水法》規定了 EPA 保護美國水域免受汙染物的責任。法院判決支援環境團體，指出入侵物種是一種危險形式的汙染，可以透過船舶和遊艇傳播。^[16] 來自航運業的三個團體和密歇根州也起訴了 EPA。所有團體都同意許可證過於武斷，沒有為船舶制定嚴格的定量標準。由於聯邦和地方法規之間存在不一致，行業發現很難遵守許可證。^[17]

地方努力

當前針對入侵物種的立法狀態尚未完全解決。定量標準難以設定。壓載水處理遠未完全有效地確保沒有入侵物種進入新的水道。一些地區已採取其他方法來減輕影響並控制入侵物種的數量。

在五大湖地區，休閒船員接受了關於入侵物種（如斑馬貽貝）影響的教育。他們被要求在停泊時清潔他們的船，以減輕有害物種的傳播。在全國範圍內，鼓勵船員和垂釣者報告入侵水生魚類和植物的目擊情況。例如，波托馬克河地區的各州建立了熱線和網站，用於報告入侵蛇頭魚的目擊情況。2016 年，馬里蘭州舉辦了蛇頭魚垂釣比賽，以提高人們的意識。

當地餐館已將入侵物種新增到其選單中，以推廣其美食價值並控制其種群增長。在巴爾的摩，許多餐館在其選單中加入了蛇頭魚。 烹飪網站和環境倡導組織已經編制了使用入侵物種作為食材的食譜。

案例研究

斑馬貽貝

密歇根湖中一個覆蓋著斑馬貽貝的流量計

作為一種入侵物種，斑馬貽貝會危害水生基礎設施和淡水生態系統。從 1980 年代開始，貿易船透過壓載水排放將其沉積在五大湖中。 從那裡，它們蔓延到加拿大，並蔓延到與密西西比河相連的淡水生態系統。斑馬貽貝起源於裡海，但它們在中西部美國富含浮游生物的水域中繁衍生息。斑馬貽貝以高速度消耗浮游植物，從而減少了本土物種可利用的浮游植物量。 由於斑馬貽貝的種群數量急劇增長，很難估計其對國家經濟的影響。

2012 年，斑馬貽貝對五大湖水力發電基礎設施造成了估計超過 1 億美元的損失。 1993 年至 1999 年，斑馬貽貝對五大湖造成的總損失估計超過 30 億美元。

《國際壓載水管理公約》旨在減緩從壓載水艙中沉積的入侵物種的傳播速度。他們制定了壓載水在排放到非本地生態系統之前的基本法規。 此類法規包括過濾系統和化學物質，以破壞壓載水艙中的入侵物種；然而，過濾器效率低下，化學物質會危害本地物種。斑馬貽貝對捕食者具有抵抗力，並且可以在消化過程中存活。因此，它們可以存在於魚體內，並被沉積在另一個水體中。

褐樹蛇

一條以其典型的 S 形姿勢出現的褐樹蛇

褐樹蛇於 1940 年代末在躲藏在一艘貨船上後，來到關島。由於缺乏天敵和獵物豐富，蛇的數量迅速增加，導致島上大多數本地脊椎動物滅絕。例如，有十多種本地鳥類滅絕，而其他鳥類被列為瀕危或極度瀕危。 這些蛇造成數千次停電，給該島造成廣泛的經濟損失。由於關島是太平洋運輸樞紐，褐樹蛇有可能作為偷渡者在空中交通或貨船上被意外引入其他島嶼。

為防止其蔓延而採取的措施包括嚴格的檢查和在出港船舶上部署搜查犬。儘管採取了這些措施，該物種仍在包括威克島、沖繩、夏威夷以及德克薩斯州在內的許多其他島嶼上被發現。 已經進行過多種消滅蛇類的努力，包括在島上投放含有撲熱息痛的小鼠，但這種方法的有效性尚不清楚。

葛藤

佐治亞州亞特蘭大附近樹木上的葛藤

葛藤於 1876 年在百年紀念博覽會上被引入美國。它被推廣為一種觀賞植物，用於遮蔽門廊、覆蓋以防止土壤侵蝕，以及廉價的高蛋白牲畜飼料來源。 在整個 20 世紀初，美國政府補貼了葛藤的種植，到 1946 年，已種植了 300 萬英畝。經濟變化以及一些枯萎病和蟲害迫使農民遷移到城市地區，將他們的葛藤作物無人照管。葛藤在美國東南部的氣候中迅速生長，到 1953 年，政府將其從推薦的土壤覆蓋物清單中刪除。到 1970 年，它被列為雜草，並於 1997 年被列入聯邦有害雜草清單。如今，葛藤覆蓋了美國東南部的 740 多萬英畝，並且以每年 12 萬英畝的速度增長。

葛藤在美國的分佈範圍

葛藤生長迅速，並在貧氮地區存活，使其能夠收集資源並壓制本地物種。隨著葛藤的蔓延，它會窒息其他植物，造成損壞或殺死其他植物。它還會完全覆蓋樹木，折斷樹枝，甚至會將樹木連根拔起。因此，受葛藤侵害的地區最終會變成生物學上同質的“藤蔓荒地”，在那裡任何其他植物都無法生長。 葛藤每年造成 1 億至 5 億美元的損失，原因是生產力下降。控制其蔓延每年需要花費每 2.5 英畝 5000 美元，電力公司每年花費超過 150 萬美元來修復受損的電力線。 目前還沒有完全有效的控制方法。化學處理對長期控制無效，機械處理速度慢且成本高，而枯萎病和昆蟲捕食等生物處理方法有很大的可能性會損害受影響地區的其他物種。 一種相對較新的潛在處理方法是使用野山羊和綿羊來食用葛藤。一小群山羊每天可以吃掉超過一英畝的葛藤，而幾乎不會對周圍環境造成損害。這種處理方法並不常見，但它正在葛藤受災地區逐漸推廣。

亞洲鯉魚

密西西比河中的一條亞洲鯉魚

在 1970 年代，南部各州試圖透過減少藻類來過濾廢水。亞洲鯉魚被引進作為一種解決方案，因為它們每天可以消耗相當於其體重 20% 的浮游生物，並且可以長到超過 100 磅。然而，洪水使它們能夠逃逸到芝加哥地區水道系統，向著五大湖前進。

由於缺乏天敵、食慾旺盛和繁殖率高，它們正在壓制本地種群。2014 年提交給國會的一份報告指出，亞洲鯉魚約佔伊利諾伊河下游種群密度的 90%。

由於過度捕撈，與 1989 年至 2005 年的全國曆史平均水平相比，商業捕撈產量下降了 13%。 由於亞洲鯉魚的價值低於本土魚類，商業捕撈產量的下降對當地企業造成了很大影響。據自然保護協會稱，亞洲鯉魚影響了五大湖區近 125,000 個工作崗位。 為了抑制亞洲鯉魚的數量，美國政府支援有針對性的商業捕撈。這種方法使伊利諾伊河上游的亞洲鯉魚數量減少了約 68%。亞洲鯉魚持續向五大湖蔓延，促使美國政府實施技術性應對措施。2002 年，美國陸軍工程兵團建造了三個電驅散屏障，以防止魚類在密西西比河和五大湖流域之間進行流域間轉移。這些屏障由鋼製電極構成，在水中產生電場，阻止魚類穿越。 政府還研究了跟蹤亞洲鯉魚移動的方法。他們的主要方法是檢測水樣中的遺傳物質（環境 DNA 或 eDNA），以確定鯉魚在環境中的分佈。這對於早期發現入侵性亞洲鯉魚至關重要，並使各方能夠相應地做好準備。

結論

儘管貿易自西進運動以來就將世界各地的國家連線起來，但也導致了非本地生物的傳播。入侵物種是一個新的研究領域，美國政府於 1996 年透過《國家入侵物種法》首次對此問題進行了處理。 這些不受歡迎的害蟲已造成數十億美元的財產損失，損害了本地生物多樣性，並限制了經濟增長。

雖然已經討論了更大的物種，如植物和動物，但微生物也是一種入侵物種，對本地生物有重大影響。瞭解這些疾病和細菌是如何透過國際貿易傳播的，對於制定先發制人的措施來限制未來的影響至關重要。