林冠伦 《我国杂草生防研究进展和趋势》江苏杂草科学,1985 李博,徐炳声,陈家宽《从上海外来杂草区系剖析植物入侵的一般特征.生物多样性》2001,9
生物入侵【摘要】 区域间生物入侵是指国家内部不同区域间物种入侵所引发的危害。由于我国生态系统错综多样,国内人员、物品流动频繁且不易监控,因此区域间生物入侵危害已经十分严峻。本文主要以我国以及国外已有的区域间生物入侵事件为例,分析其主要的入侵途径、危害与防治措施。区域间生物入侵主要通过引种、运输、人为干扰等途径,可以造成土著种灭绝、基因污染、生物多样性降低等危害。全球气候变化、南水北调等大型工程建设以及海峡两岸交流等领域是今后我国区域间生物入侵研究的主要方向。【关键词】区域生物入侵 外来物种 现状 防治1.生物入侵的定义生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态,并对本地生态系统造成一定危害的现象。这些生物被叫做外来物种。外来物种是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元,包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。外来入侵物种具有生态适应能力强,繁殖能力强,传播能力强等特点;被入侵生态系统具有足够的可利用资源,缺乏自然控制机制,人类进入的频率高等特点。外来物种的“外来”是以生态系统来定义的。2.中国外来物种入侵原因对外来物种认识不足,往往为了一时喜好,没有很好的对引时物种进行分析研究。如富寿螺,原产地在美洲吧,当年可能是华侨看到这个东西的美味,就带入国内,没想到这种生物繁殖性强,在中国少有天敌,成为人们稻田里的害虫。一堆堆粉红色的卵。还有一地黄花也是,当初引入中国是为观赏,但却不负责的让其在野处生存,也是因无天敌,繁殖力强,抢夺农作物的养份,土地。成为中国另一大害。中国现在流行中国的小龙虾,原产地也是美洲,但它却成为中国百姓口中的美食,这可能是例外吧。外来物种,有的是意外进入国内,如航空、运输。有的是特意引入,为了改良中国原有品种,有的是一些人个人喜好,私下带回国,一时兴起,过后又极不负责地放归大自然,让这些在没有天敌的地方快速成长,造成难以消除的生物灾难。 3.中国外来入侵物种3.1德国小蠊德国小蠊,原产于德国,故称“德国小蠊”。因国际间的贸易往来,在商品流通运输的过程中输入我国,由于其体态与蟑螂极为相似,个体的大小如一般蟑螂四分之一,属蟑螂的一个品种。小蠊的繁殖速度比一般蟑螂要快数千倍,经半个月左右其幼卵即可长成成虫,群体数量比一般蟑螂多几倍乃至几千倍。小蠊的生活习性与一般蟑螂相似,喜在宾馆、酒店的中西厨房、酒吧、餐厅、包房等场所活动。它对人们造成的危害与蟑螂类似,主要是它们在活动其间将许多有害物质及病菌等传播到人们的食品及用具中,对人们的生命健康造成危害3.2薇甘菊薇甘菊((学名:Mikania micrantha),也称消化蔓泽兰或小花假泽兰。原产于中美洲,现已广泛传播到亚洲热带地区,如印度、马来西亚、泰国、印度尼西亚、尼泊尔、菲律宾,以及巴布亚新几内亚、所罗门、印度洋圣诞岛和太平洋上的一些岛屿包括斐济、西萨摩亚、澳大利亚北昆士兰地区,成为当今世界热带、亚热带地区危害最严重的杂草之一。大约在1919年薇甘菊作为杂草在中国香港出现,1984年在深圳发现,2008年来已广泛分布在珠江三角洲地区。该种已列入世界上最有害的100种外来入侵物种之一。也列入中国首批外来入侵物种。 3.3空心莲子草空心莲子草原产于巴西。20世纪30年代末随日军侵华引种至中国,起先在上海郊区栽培用作养马饲料,20世纪50年代,中国南方一些省市将其作为猪羊饲料推广,随后又被进一步引入中国长江流域及南方各省。该草已成为恶性杂草,在中国23个省市有发生。空心莲子草是一种多年生宿根性杂草,生命力强,适应性广,生长繁殖迅速,水陆均可生长。空心莲子草主要在农田(包括水田和旱田)、空地、鱼塘、沟渠、河道等环境中生长为害。空心莲子草根系发达,地上部分繁茂,在农田中生长会与作物争夺阳光、水分、肥料以及生长空间,造成严重减产。在田埂和田间成片生长影响农事操作。在鱼塘等水生环境中生长繁殖迅速,降低水中溶解氧含量,腐败后又污染水质,影响鱼虾生长。在河道和沟渠中的生长会堵塞水道,限制水流,增加沉积,对水运输和农田灌溉造成极为不利的影响。在路边、公用绿地、居民区等生长影响环境的美观和卫生。3.4桔小实蝇 桔小实蝇,学名:Bactrocera dorsalis Hendel中文译名:柑桔小实蝇、东方果实蝇、黄苍蝇、果蛆 分类地位:双翅目实蝇科 柑桔小实蝇俗称果蛆,国外分布于美国、澳大利亚、印度、巴基斯坦、日本、菲律宾、印尼、泰国、越南等,国内广东、广西、福建、四川、湖南、台湾等省。幼虫在果内取食为害,常使果实未熟先黄脱落,严重影响产量和质量。除柑桔外,尚能为害芒果、番石榴、番荔枝、阳桃、枇杷等200余种果实。我国列为国内外的检疫对象。3.5水葫芦 多年生宿根浮水草本植物。因它浮于水面生长,又叫水浮莲。又因其在之间有一像葫芦状的大气泡又称水葫芦。凤眼莲茎叶悬垂于水上,蘖枝匍匐于水面。花为多棱喇叭状,花色艳丽美观。叶色翠绿偏深。叶全缘,光滑有质感。须根发达,分蘖繁殖快,管理粗放,是美化环境、净化水质的良好植物。但是也有害处:水葫芦繁殖能力很强,就是因为太强了,覆盖在整个湖面,使得水中的其他植物不能进行光合作用,而水中的动物没有得到充物,不能够维持水中的生态平衡。甚至有时会堵塞水道。3.6烟粉虱(B型与Q型)、稻水象甲、苹果蠹蛾、马铃薯甲虫、松突圆蚧、椰心叶甲、红脂大小蠹、红火蚁、克氏原螯虾、松材线虫、香蕉穿孔线虫、福寿螺、紫茎泽兰、巴西龟,美国白蛾 ,福寿螺 水花生、豚草、紫茎泽兰、飞机草、大米草、薇甘菊、银胶菊等。4.中国生物入侵现状4.1中国外来入侵物种的危害 1)对经济的影响。中国农业部门经过测算,仅11种外来入侵物种给农业、林业造成的经济损失就高达570多亿元,给中国造成的经济损失至少在一千亿元以上。外来生物入侵的频率也在加快。万方浩透露说,中国海关每年截获的外来入侵物种的数量和批次急剧增加,每年大约以20%的速度增长。外来生物入侵指外来物种在新的环境中肆意繁衍并对进入地的生物多样性、农林牧渔业生产、人类健康造成经济损失或生态灾难。2)对生态环境的影响。 ①改变地表覆盖,加速土壤流失由于植食性动物的采食和践踏而加速土壤流失的情况在世界各地均有发生,尤其是岛屿。 ②改变土壤化学循环,危及本土植物生存 (a)某些外来植物在营养代谢过程中沉积某些物质,从而改变了周围土的化学成分,使周围的本土植物难以正常生长而失去竞争能力。 (b)改变水文循环,破坏原有的水分平衡入侵的外来植物主要通过比本土植物多用或少用降水而影响当地水文循环。 (c)增加自然火灾发生频率自然火灾发生 (d)格局是自然生态系统动态的重要组成之一,当外来生物入侵后,改变了这一格局,则对自然生态系统造成重要影响。 ③阻止本土物种的自然更新 外来动、植物均可以阻止本土物种的自然更新,从而使生态系统结构和功能发生长期无法恢复的变化。20 世纪50 年代传入我国 的紫茎泽兰Eupatorium adenophorum 扩散蔓延于我国西南省区,侵占林地、荒山,阻碍森林生长和更新。 改变本土群落基因库结构 外来物种与本土近缘物种杂交,从而改变本土物种基因型在生物群落基因库中的比例,使群落基因库结构发生变化。而且有时这种杂交后代由于更强的抗逆能力而使本土物种面临更大的压力。这种情况不但发生在植物中,在鱼类、两栖和无脊椎动物中也时有发生。 加速局部和全球物种灭绝速度根据Macdonald 等对全球脊椎动物的统计,941 种濒危动物中的18.4 %受到外来物种的威胁,但分布格局差异很大,岛屿上的比例明显高于陆地(除澳大利亚外) , 达到31.0 %;在各大洲中以澳大利亚最为突出,达到51.7 %。美国鱼类与野生动物保护署认为,濒危物种名单中的160 种濒危动物与外来物种的入侵有关;另有估计,美国958 种濒危物种中的约400 种面临外来物种的竞争和捕食而处境危险。而在世界其他某些地方,多达80 %的濒危物种面临外来物种的压力。3)对人类健康的影响。一些外来入侵物种能直接或间接地危害人类健康,如,红火蚁叮咬人体。豚草产生的花粉引发变应性鼻炎和哮喘等疾病。褐家鼠传播流行性出血热病。麻疹、天花、淋巴腺鼠疫以及艾滋病都可以成为入侵疾病。人类对热带雨林地区的开垦,为更多的病毒入侵提供了新的机会,其中包括那些以前只在野生动物身上携带的病毒,比如多年前袭击刚果等地的埃博拉病毒。前面提到的三裂叶豚草,它的花粉是引起人类花粉过敏的主要病原物,可导致“枯草热“症,在美国约有20%的人受花粉过敏症的侵扰。我国国内虽然还没有大量的报道,但在国外的许多华人到美国后一两年内就会出现花粉症的症状。目前豚草已分布在东北、华北、华东、华中地区的15个省市,如果一旦大面积爆发,后果不堪设想。 4.2中国预防外来入侵物种的措施1)预先防范方法在考虑对已经本地化的外来物种采取消灭、遏制和控制措施时,也应使用这种预先防范方法。对一个外来物种的侵入可能造成的各种长期影响缺乏科学定论不应被用作理由来推迟采取或不采取适当的消灭、遏制和控制措施。2)三阶段分级处理方法①预防比之在一个外来入侵物种已经引进和本地化后再采取措施更有成本效率和有利于环境。 ②应优先重视预防在国家之间和之内引进外来入侵物种。如果已经引进一个外来入侵物种,则及早发现和迅速采取行动对防止其本地化极其重要。可取的做法往往是尽快消灭引进的生物体③在无法消灭或缺乏将其消灭所需要的资源的情况下,则应实施遏制和长期控制措施对有关的惠益和费用(环境、经济和社会方面)的任何研究应在长期的基础上进行。3)生态系统方法为对付外来入侵物种而采取的措施应酌情以缔约方大会第V/6号决定中所阐明的生态系统方法为基础。4)国家的作用①在外来入侵物种方面,各国应认识到在其管辖或控制范围内各种活动作为外来入侵物种的潜在来源而对其他国家可能构成的风险, 并应采取适当的单独和合作行动以尽可能减少这种风险,包括提供关于某一物种的侵入行为或侵入危险的任何现有资料。②此种活动的例子包括:(a) 有意地把一个外来入侵物种转移到另一个国家(即使它在起源国中是无害的); (b) 有意的把一个外来物种引入本国,如果存在着使物种此后扩散(无论是否以人类为媒介)到另一个国家并成为侵入性物种的风险。 (c) 可能导致无意引进的活动,即使引进的物种在起源国是无害的。 ③为协助各国尽量减少外来入侵物种的传播和影响,我国应尽可能查明有可能变成具有侵入性的物种,并向其他国家提供此类资料。 5)研究和监测为了发展充分的知识以处理这个问题,各国有必要酌情对外来入侵物种进行研究和监测。这些努力应试图包括一项关于生物多样性的基准生物分类研究。除这些数据外,监测是及早发现新的外来入侵物种的关键。监测应包括有针对性的普查和一般性普查,并应争取得到其他部门包括地方社区的参与。有关外来入侵物种的研究应包括彻底查明所存在的入侵物种并应记录:①侵入的历史和生态资料(来源、途径和时期)②外来入侵物种的生物特性 ③在生态系统、物种和遗传方面造成的有关影响,还有社会和经济影响,以及它们如何随着时间发生变化。 6)边界控制和检疫措施对外来物种构成威胁的风险分析及其潜在的进入途径进行评估。应视需要加强和扩大现有有关政府机构或主管当局,应适当培训工作人员以实施这些措施。采取旨在及早发现的办法以及区域和国际间的协调对预防工作极为重要。7)教育和提高公众意识提高公众对外来入侵物种的意识对成功地管理外来入侵物种至关重要。因此,各国有必要促进在侵入的原因和与引进外来物种有关的风险方面的教育和公众意识。在需要采取减轻措施时,应开始实行教育和公众意识方案,促使地方社区和相关部门团体支持这种措施。
我国是自然灾害严重多发国家,农作物病虫灾害是我国的主要自然灾害之一,它具有种类多、影响大、并时常暴发成灾的特点。我国的重要农作物病虫草鼠害达1400多种,其中重大流行性、迁飞性病虫害有20多种。几乎所有大范围流行性、暴发性、毁灭性的农作物重大病虫害的发生、发展、流行都与气象条件密切相关,或与气象灾害相伴发生。农作物病虫害的发生、发展和流行必须同时具备以下三个条件:一是有可供病虫滋生和食用的寄主植物;二是病虫本身处在对农作物有危害能力的发育阶段;三是有使病虫进一步发展蔓延的适宜环境,其中气象条件是决定病虫害发生流行的关键因素。 虫害与气象条件---害虫生长、繁育和迁移活动的主要气象要素有温度、降水、湿度、光照和风等,特别是其综合影响对于虫害发生发展有重要作用。这些气象要素还通过对寄主作物和天敌生长发育与繁殖的影响,间接地影响虫害的发生与危害。 温度: 农作物害虫的活动要求一定的适宜温度范围,一般为6℃—36℃。在适宜温度范围内,害虫发育速度随温度升高呈直线增长,害虫生命活动旺盛,寿命长,后代多。 湿度和雨量: 湿度和降雨量是影响害虫数量变动的主要因素。对害虫生长繁育的影响,因害虫种类而不同。喜湿性害虫要求湿度偏高(相对湿度≥70%),喜干性害虫要求湿度偏低(相对湿度<50%)。例如,春季雨水充足,相对湿度高,气候温和,常有利于玉米螟的大发生。 光照: 对害虫的影响主要表现为光波、光强、光周期三个方面:光波与害虫的趋光性关系密切;光强主要影响害虫的取食、栖息、交尾、产卵等昼夜节奏行为,且与害虫体色及趋集程度有一定的关系;光周期是引起害虫滞育和休眠的重要因子。自然界的短光照会刺激害虫休眠。 风:风与害虫取食、迁飞等活动的关系十分密切。一般弱风能刺激起飞,强风抑制起飞;迁飞速度、方向基本与风速、风向一致。 病害与气象条件---病害发生发展的主要气象要素是温度、降水、湿度和风等,低温、阴雨、干旱和大风等不利条件将明显影响寄主作物的抗病能力。 掌握病虫害的发生与气象条件之间的规律,用前期气象因子和病虫因子就可以预测未来病虫害的发生情况。 农作物病虫害与气象密切相关
入侵检测技术在网络安全的应用论文
摘要: 入侵检测技术是现代网络安全技术的一个分支,入侵检测技术是能更加迅速及稳定地捕捉到网络安全的弊端,并通过相关算法对网络安全加以保证。
关键词: 入侵检测技术;网络安全;应用
1引言
自21世纪以来,计算机技术和电子信息快速发展,而后又随着互联网的更新换代,以及网络进入千家万户,标志着人类进入了信息化社会,网络也作为一种和人类生活息息相关的生活资料所存在,我们日常生活和工作都是网络资源的获取以及利用过程,高效的资源获取会给我们创造更高的价值,也会使我们在工作和生活中获得更大的竞争优势。入侵检测技术可以很好的帮助用户实现网络安全以及管理者对入侵者管理,使网络安全工作更加的入侵检测技术化和科学化。与以往的人工记录不同,入侵检测技术有着以下优点:高效的数据处理速度和精准的准确性。通过从入侵者的名称、分类、安全量进行查找,不仅快速,而且准确率高。人们不在局限于必须去网络馆分门别类的寻找入侵者,只需要在入侵检测技术中输入自己需要的网络或根据类别查询相关详细信息即可实现,便于安全,减少了人工劳动量,大大节约了成本。入侵检测技术的目的就是帮助人们通过快速查找入侵者然后保护网络安全,查询自己的安全信息状态,管理者能更方便的管理入侵者的状态,对用户的安全行为进行高效的管理。节约了时间,带给人们更大的便捷。
2可行性分析
对入侵检测技术进行可行性分析的目的在于:确定入侵检测技术是否能在现有的技术、经济以及人员等各方面条件下,使问题得到解决,并分析是否值得解决。通过对用户的应用进行分析和调研,提出可行性方案并进行论证。接下来从以下三个方面对入侵检测技术进行可行性分析。
2.1技术可行性
技术可行性是考虑以现有的技术能否使入侵检测技术的开发工作顺利完成,并且满足开发的应用。入侵检测技术采用的是入侵检测算法,它们具有容易开发、操作简单、稳定等优点,使用的入侵检测技术发展比较成熟,都属于当前流行的开发技术,所以入侵检测技术在技术开发方面是完全可行的。
2.2运行可行性
入侵检测技术在数据收集,处理方面都是基于入侵检测技术,属于比较稳定的状态,而且这种模式以及入侵检测技术都属于比较常见的软件技术,在操作方面应该可以很快学习和上手,在用户的操作方面都使用了简单明了的方式,最大程度的提高了用户的使用体验,完全符合用户快捷方便安全的应用,所以入侵检测技术在运行方面是完全可行的。
2.3经济可行性
经济可行性研究是估计项目的开发成本是否合理,判断此项目能否符合用户的切身利益。入侵检测技术的建立比较简单,所需要的应用硬件和软件都容易获取,因此开发成本低。而在后台入侵检测技术的运行以及维护等方面,由于入侵检测技术由管理人员操作,完全可以由管理者在入侵检测技术上进行管理,减少了传统的人工作业,省出了一笔费用并且可以用于更好的建设入侵者安放及保护,明显的提高了工作效率,所以在此方面是完全可行的。
3入侵检测技术应用分析
3.1应用概述
3.1.1总体目标入侵检测技术能解决当前一些网络仍然靠人工作业带来的效率低、检索速度慢、病毒的统计工作量大、没有算法除去等问题。该入侵检测技术可以实现两种用户类型的使用:1.用户在入侵检测技术中可以根据算法进行查找和详细查找,对入侵者进行算法除去,修改自己的信息,能够查询安全信息情况,查看入侵者的详细信息。2.管理者能够方便的对安全保护模块进行增加、修改、删除等操作,对安全保护模块进行删除或者添加操作,对病毒进行除去,并根据安全情况进行管理,以及对入侵检测技术的算法信息进行相关的添加或者修改。3.1.2用户类型入侵检测技术的控制用户主要有两种:网络管理员和普通用户,不同的身份就有不同的权限。用户通过算法结构进入到入侵检测技术后,查找自己所需要安全的级别,然后进行算法除去和保护询,也可查看自己的安全情况。管理者以管理员的身份进入到管理界面后,对入侵者和用户进行相应的管理。
3.2应用模型
3.2.1功能应用入侵检测技术的'目的是为了实现用户的高效安全算法,方便查询相关入侵者,管理者能方便有效的对用户和入侵者进行相应的管理。入侵检测技术主要需要完成以下功能:1.登录。登录分为两种:普通用户的登录和管理员身份的登录,经过入侵检测技术的验证之后,用户和管理员才能进入入侵检测技术。2.查询功能:有两种身份的查询功能,用户可以通过类别找到相关的入侵者,也可通过输入具体的入侵者名称和类型找到,还有查询自己的安全情况;管理者可以查询用户的安全情况和入侵者情况。3.管理功能:管理者主要是对入侵者进行增删和更换等操作,对用户的算法除去请求进行审核和管理用户状态。4.算法除去功能:用户登陆后选择要算法除去的网络,由管理员审核通过之后方可隔离此病毒。3.2.2安全功能应用用户通过算法结构进入到入侵检测技术后,可通过入侵检测算法来找到安全的网络,用户的信用良好且此病毒在病毒库还有剩余的情况下才能算法除去,在设定隔离病毒的时间之后即可完成病毒除去操作。通过入侵检测算法的实现,用户的安全情况可由管理员操作。3.2.3管理员功能应用入侵检测技术的管理员主要是对入侵检测技术的用户和入侵者进行管理。入侵者管理包括对相关信息进行增删和更换等操作,对入侵者的具体详细信息进行修改;用户管理包括对用户的算法除去入侵者请求进行审核,对用户的正常或冻结状态进行管理,查看用户的安全情况。同时管理员还可以对算法结构进行修改和添加操作,也可以修改自己的登录密码。
参考文献:
[1]胡天骐,单剑锋,宋晓涛.基于改进PSO-LSSVM的模拟电路诊断方法[J].计算机技术与发展.2015(06)
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[3]胡秀.基于Web的数据挖掘技术研究[J].软件导刊.2015(01)
摘要:标记数据集是训练和评估基于异常的网络入侵检测系统所必需的。本文对基于网络的入侵检测数据集进行了重点的文献综述,并对基于包和流的底层网络数据进行了详细的描述。本文确定了15种不同的属性来评估单个数据集对特定评估场景的适用性。这些属性涵盖了广泛的标准,并被分为五类,例如用于提供结构化搜索的数据量或记录环境。在此基础上,对现有数据集进行了全面的综述。本综述还强调了每个数据集的特性。此外,本工作还简要介绍了基于网络的数据的其他来源,如流量生成器和数据存储库。最后,我们讨论了我们的观察结果,并为使用和创建基于网络的数据集提供了一些建议。 一、引言 信息技术安全是一个重要的问题,入侵和内部威胁检测的研究已经投入了大量的精力。在处理与安全相关的数据[1]-[4]、检测僵尸网络[5]-[8]、端口扫描[9]-[12]、蛮力攻击[13]-[16]等方面已经发表了许多贡献。所有这些工作的共同点是,它们都需要具有代表性的基于网络的数据集。此外,基准数据集是评价和比较不同网络入侵检测系统(NIDS)质量的良好基础。给定一个带标签的数据集,其中每个数据点都被分配给类normal或attack,可以使用检测到的攻击数量或虚警数量作为评估标准。 不幸的是,没有太多具有代表性的数据集。Sommer和Paxson[17](2010)认为,缺乏具有代表性的公共可用数据集是基于异常的入侵检测面临的最大挑战之一。Malowidzki等人(2015)和Haider等人(2017)也发表了类似的声明。然而,社区正在解决这个问题,因为在过去几年中已经发布了几个入侵检测数据集。其中,澳大利亚网络安全中心发布了UNSW-NB15[20]数据集,科堡大学发布了CIDDS-001[21]数据集,新布伦瑞克大学发布了CICIDS 2017[22]数据集。未来还会有更多数据集发布。然而,现有数据集没有全面的索引,很难跟踪最新的发展。 本文对现有的基于网络的入侵检测数据集进行了文献综述。首先,对底层数据进行更详细的研究。基于网络的数据以基于包或基于流的格式出现。基于流的数据只包含关于网络连接的元信息,而基于包的数据也包含有效负载。然后,对文献中常用的评价网络数据集质量的不同数据集属性进行了分析和分组。本调查的主要贡献是对基于网络的数据集进行了详尽的文献综述,并分析了哪些数据集满足哪些数据集属性。本文重点研究了数据集内的攻击场景,并强调了数据集之间的关系。此外,除了典型的数据集之外,我们还简要介绍了流量生成器和数据存储库作为网络流量的进一步来源,并提供了一些观察和建议。作为主要的好处,本调查建立了一组数据集属性,作为比较可用数据集和确定合适数据集的基础,给出了特定的评估场景。此外,我们创建了一个网站1,其中引用了所有提到的数据集和数据存储库,我们打算更新这个网站。 本文的其余部分组织如下。下一节将讨论相关工作。第三部分详细分析了基于包和流的网络数据。第四部分讨论了文献中常用来评价入侵检测数据集质量的典型数据集属性。第五节概述了现有的数据集,并根据第四节确定的属性检查每个数据集。第六节简要介绍了基于网络的数据的进一步来源。在本文件以摘要结束之前,第七节讨论了意见和建议。 二、相关工作 本节回顾基于网络的入侵检测数据集的相关工作。需要注意的是,本文没有考虑基于主机的入侵检测数据集,比如ADFA[23]。读者可以在Glass-Vanderlan等人的[24]中找到关于基于主机的入侵检测数据的详细信息。 Malowidzki等人[18]将缺失的数据集作为入侵检测的一个重要问题进行了讨论,对好的数据集提出了要求,并列出了可用的数据集。Koch等人的[25]提供了入侵检测数据集的另一个概述,分析了13个数据源,并根据8个数据集属性对它们进行了评估。Nehinbe[26]为IDS和入侵防御系统(IPS)提供了关键的数据集评估。作者研究了来自不同来源的七个数据集(如DARPA数据集和DEFCON数据集),强调了它们的局限性,并提出了创建更真实数据集的方法。由于在过去的四年中发布了许多数据集,我们延续了2011年到2015年[18],[25],[26]的工作,但提供了比我们的前辈更最新和更详细的概述。 虽然许多数据集论文(如CIDDS-002[27]、ISCX[28]或UGR ' 16[29])只对一些入侵检测数据集做了一个简要的概述,但Sharafaldin等人对[30]提供了更详尽的综述。他们的主要贡献是一个生成入侵检测数据集的新框架。Sharafaldin等人还分析了11个可用的入侵检测数据集,并根据11个数据集属性对其进行了评估。与早期的数据集论文相比,我们的工作重点是对现有的基于网络的数据集提供一个中立的概述,而不是提供一个额外的数据集。 最近的其他论文也涉及到基于网络的数据集,但主要关注的焦点有所不同。Bhuyan等人对网络异常检测进行了全面的综述。作者描述了现有的9个数据集,并分析了现有异常检测方法所使用的数据集。类似地,Nisioti等人的[32]关注于用于入侵检测的无监督方法,并简要参考了现有的12个基于网络的数据集。Yavanoglu和Aydos[33]分析比较了最常用的入侵检测数据集。然而,他们的审查只包含七个数据集,包括其他数据集,如HTTP CSIC 2010[34]。总而言之,这些作品往往有不同的研究目标,而且只是接触对于基于网络的数据集,则略有不同。 三、数据 通常,网络流量以基于包或基于流的格式捕获。在包级捕获网络流量通常是通过镜像网络设备上的端口来完成的。基于包的数据包含完整的有效载荷信息。基于流的数据更加聚合,通常只包含来自网络连接的元数据。Wheelus等人通过一个说明性的比较强调了这一区别:“捕获包检查和NetFlow之间的一个很好的区别示例是徒步穿越森林,而不是乘坐热气球飞越森林”[35]。在这项工作中,引入了第三类(其他数据)。另一个类别没有标准格式,并且因每个数据集而异。 A基于分组的数据 基于包的数据通常以pcap格式捕获,并包含有效负载。可用的元数据取决于使用的网络和传输协议。有许多不同的协议,其中最重要的是TCP、UDP、ICMP和IP。图1显示出了不同的报头。TCP是一种可靠的传输协议,它包含诸如序列号、确认号、TCP标志或校验和值之类的元数据。UDP是一种无连接的传输协议,它的头比TCP小,TCP只包含四个字段,即源端口、目标端口、长度和校验和。与TCP和UDP相比,ICMP是一个包含状态消息的支持协议,因此更小。通常,在报头旁边还有一个可用的IP报头传输协议的。IP报头提供源和目标IP地址等信息,如图1所示。 b .流为基础数据 基于流的网络数据是一种更简洁的格式,主要包含关于网络连接的元信息。基于流的数据将所有在时间窗口内共享某些属性的包聚合到一个流中,通常不包含任何有效负载。默认的五元组定义,即,源IP地址、源端口、目标IP地址、目标端口和传输协议[37],是一种广泛使用的基于流的数据属性匹配标准。流可以以单向或双向格式出现。单向格式将主机A到主机B之间共享上述属性的所有包聚合到一个流中。从主机B到主机A的所有数据包聚合为另一个单向流。相反,一个双向流总结了主机a和主机B之间的所有数据包,不管它们的方向如何。 典型的基于流的格式有NetFlow[38]、IPFIX[37]、sFlow[39]和OpenFlow[40]。表I概述了基于流的网络流量中的典型属性。根据特定的流格式和流导出器,可以提取额外的属性,如每秒字节数、每个包的字节数、第一个包的TCP标志,甚至有效负载的计算熵。 此外,可以使用nfdump2或YAF3之类的工具将基于包的数据转换为基于流的数据(但不是相反)。读者如果对流导出器之间的差异感兴趣,可以在[41]中找到更多细节,并分析不同的流导出器如何影响僵尸网络分类。 c .其他数据 这个类别包括所有既不是纯基于包也不是基于流的数据集。这类的一个例子可能是基于流的数据集,这些数据集已经用来自基于包的数据或基于主机的日志文件的附加信息进行了丰富。KDD CUP 1999[42]数据集就是这一类别的一个著名代表。每个数据点都有基于网络的属性,比如传输的源字节数或TCP标志的数量,但是也有基于主机的属性,比如失败登录的数量。因此,这个类别的每个数据集都有自己的一组属性。由于每个数据集都必须单独分析,所以我们不对可用属性做任何一般性的说明。 四、数据集属性 为了能够比较不同的入侵检测数据集,并帮助研究人员为其特定的评估场景找到合适的数据集,有必要将公共属性定义为评估基础。因此,我们研究了文献中用于评估入侵检测数据集的典型数据集属性。一般概念FAIR[43]定义了学术数据应该遵循的四个原则实现,即可查找性、可访问性、互操作性和可重用性。在与这个一般概念相一致的同时,本工作使用更详细的数据集属性来提供基于网络的入侵检测数据集的重点比较。通常,不同的数据集强调不同的数据集属性。例如,UGR ' 16数据集[29]强调较长的记录时间来捕捉周期效应,而ISCX数据集[28]强调精确的标记。由于我们的目标是研究基于网络的入侵检测数据集的更一般的属性,所以我们试图统一和概括文献中使用的属性,而不是采用所有的属性。例如,一些方法评估特定类型攻击的存在,比如DoS(拒绝服务)或浏览器注入。某些攻击类型的存在可能是评估这些特定攻击类型的检测方法的相关属性,但是对于其他方法没有意义。因此,我们使用一般的属性攻击来描述恶意网络流量的存在(见表三)。第五节提供了关于数据集中不同攻击类型的更多细节,并讨论了其他特定的属性。我们不像Haider et al.[19]或Sharafaldin et al.[30]那样开发评估评分,因为我们不想判断不同数据集属性的重要性。我们认为,某些属性的重要性取决于具体的评估场景,不应该在调查中普遍判断。相反,应该让读者能够找到适合他们需要的数据集。因此,我们将下面讨论的数据集属性分为五类,以支持系统搜索。图2总结了所有数据集属性及其值范围。 A.一般资料 以下四个属性反映了关于数据集的一般信息,即创建年份、可用性、正常网络流量和恶意网络流量的存在。 1)创建年份:由于网络流量受概念漂移影响,每天都会出现新的攻击场景,因此入侵检测数据集的年龄起着重要作用。此属性描述创建年份。与数据集发布的年份相比,捕获数据集的底层网络流量的年份与数据集的最新程度更相关。 2)公共可用性:入侵检测数据集应公开可用,作为比较不同入侵检测方法的依据。此外,数据集的质量只能由第三方检查,如果它们是公开可用的。表III包含此属性的三个不同特征:yes, o.r. (on request)和no。On request是指在向作者或负责人发送消息后授予访问权限。 3)正常用户行为:此属性指示数据集中正常用户行为的可用性,并接受yes或no值。值yes表示数据集中存在正常的用户行为,但它不声明是否存在攻击。一般来说,入侵检测系统的质量主要取决于其攻击检测率和误报率。此外,正常用户行为的存在对于评估IDS是必不可少的。然而,缺少正常的用户行为并不会使数据集不可用,而是表明它必须与其他数据集或真实世界的网络流量合并。这样的合并步骤通常称为覆盖或盐化[44]、[45]。 4)攻击流量:IDS数据集应包含各种攻击场景。此属性指示数据集中是否存在恶意网络通信,如果数据集中至少包含一次攻击,则该属性的值为yes。表四提供了关于特定攻击类型的附加信息。 B.数据的性质 此类别的属性描述数据集的格式和元信息的存在。 1)元数据:第三方很难对基于包和基于流的网络流量进行内容相关的解释。因此,数据集应该与元数据一起提供关于网络结构、IP地址、攻击场景等的附加信息。此属性指示附加元数据的存在。 2)格式:网络入侵检测数据集以不同的格式出现。我们大致将它们分为三种格式(参见第三节)。(1)基于分组的网络流量(例如pcap)包含带负载的网络流量。(2)基于流的网络流量(如NetFlow)只包含关于网络连接的元信息。(3)其他类型的数据集可能包含基于流的跟踪,带有来自基于包的数据甚至来自基于主机的日志文件的附加属性。 3)匿名性:由于隐私原因,入侵检测数据集往往不会公开,或者只能以匿名的形式提供。此属性指示数据是否匿名以及哪些属性受到影响。表III中的none值表示没有执行匿名化。值yes (IPs)表示IP地址要么被匿名化,要么从数据集中删除。同样,值yes (payload)表示有效负载信息被匿名化,要么从基于分组的网络流量中删除。 C.数据量 此类别中的属性根据容量和持续时间描述数据集。 1) Count:属性Count将数据集的大小描述为包含的包/流/点的数量或物理大小(GB)。 2)持续时间:数据集应涵盖较长时间内的网络流量,以捕捉周期性影响(如白天与夜晚或工作日与周末)[29]。属性持续时间提供每个数据集的记录时间。 D.记录环境 此类别中的属性描述捕获数据集的网络环境和条件。 1)流量类型:描述网络流量的三种可能来源:真实的、模拟的或合成的。Real是指在有效的网络环境中捕获真实的网络流量。仿真的意思是在测试床或仿真网络环境中捕获真实的网络流量。综合意味着网络流量是综合创建的(例如,通过一个流量生成器),而不是由一个真实的(或虚拟的)网络设备捕获的。 2)网络类型:中小企业的网络环境与互联网服务提供商(ISP)有着本质的区别。因此,不同的环境需要不同的安全系统,评估数据集应该适应特定的环境。此属性描述创建相应数据集的基础网络环境。 3)完整网络:该属性采用Sharafaldin等人的[30],表示数据集是否包含来自具有多个主机、路由器等网络环境的完整网络流量。如果数据集只包含来自单个主机(例如蜜罐)的网络流量,或者只包含来自网络流量的一些协议(例如独占SSH流量),则将值设置为no。 E.评价 以下特性与使用基于网络的数据集评估入侵检测方法有关。更精确地说,这些属性表示预定义子集的可用性、数据集的平衡和标签的存在。 1)预定义的分割:有时,即使在相同的数据集上对不同的IDS进行评估,也很难对它们的质量进行比较。在这种情况下,必须明确是否使用相同的子集进行训练和评估。如果数据集附带用于训练和评估的预定义子集,则此属性提供信息。 2)均衡:基于异常的入侵检测通常采用机器学习和数据挖掘方法。在这些方法的训练阶段(例如,决策树分类器),数据集应该与其类标签相平衡。因此,数据集应该包含来自每个类(normal和attack)的相同数量的数据点。然而,真实世界的网络流量是不平衡的,它包含了比攻击流量更多的正常用户行为。此属性指示数据集是否与其类标签相平衡。在使用数据挖掘算法之前,应该通过适当的预处理来平衡不平衡的数据集。他和Garcia[46]提供了从不平衡数据中学习的良好概述。 3)带标签:带标签的数据集是训练监督方法、评估监督和非监督入侵检测方法所必需的。此属性表示是否标记了数据集。如果至少有两个类normal和attack,则将此属性设置为yes。此属性中可能的值为:yes, yes with BG。(yes with background)、yes (IDS)、indirect和no。是的,有背景意味着有第三类背景。属于类背景的包、流或数据点可以是正常的,也可以是攻击。Yes (IDS)是指使用某种入侵检测系统来创建数据集的标签。数据集的一些标签可能是错误的,因为IDS可能不完美。间接意味着数据集没有显式标签,但是可以通过其他日志文件自己创建标签。 五、数据集 我们认为,在搜索足够的基于网络的数据集时,标记的数据集属性和格式是最决定性的属性。入侵检测方法(监督的或非监督的)决定是否需要标签以及需要哪种类型的数据(包、流或其他)。因此,表II提供了关于这两个属性的所有研究的基于网络的数据集的分类。表三给出了关于第四节数据集属性的基于网络的入侵检测数据集的更详细概述。在搜索基于网络的数据集时,特定攻击场景的存在是一个重要方面。因此,表III显示了攻击流量的存在,而表IV提供了数据集中特定攻击的详细信息。关于数据集的论文描述了不同抽象级别的攻击。例如,Vasudevan等人在他们的数据集中(SSENET- 2011)将攻击流量描述为:“Nmap、Nessus、Angry IP scanner、Port scanner、Metaploit、Backtrack OS、LOIC等是参与者用来发起攻击的一些攻击工具。”相比之下,Ring等人在他们的CIDDS-002数据集[27]中指定了执行端口扫描的数量和不同类型。因此,攻击描述的抽象级别可能在表四中有所不同。对所有攻击类型的详细描述超出了本文的范围。相反,我们推荐感兴趣的读者阅读Anwar等人的开放存取论文“从入侵检测到入侵响应系统:基础、需求和未来方向”。此外,一些数据集是其他数据集的修改或组合。图3显示了几个已知数据集之间的相互关系。 基于网络的数据集,按字母顺序排列 AWID [49]。AWID是一个公共可用的数据集4,主要针对802.11网络。它的创建者使用了一个小型网络环境(11个客户机),并以基于包的格式捕获了WLAN流量。在一个小时内,捕获了3700万个数据包。从每个数据包中提取156个属性。恶意网络流量是通过对802.11网络执行16次特定攻击而产生的。AWID被标记为一个训练子集和一个测试子集。 Booters[50]。Booters是罪犯提供的分布式拒绝服务(DDoS)攻击。Santanna et. al[50]发布了一个数据集,其中包括九种不同的启动程序攻击的跟踪,这些攻击针对网络环境中的一个空路由IP地址执行。结果数据集以基于分组的格式记录,包含超过250GB的网络流量。单独的包没有标记,但是不同的Booters攻击被分成不同的文件。数据集是公开可用的,但是出于隐私原因,booters的名称是匿名的。 僵尸网络[5]。僵尸网络数据集是现有数据集的组合,可以公开使用。僵尸网络的创建者使用了[44]的叠加方法来组合ISOT[57]、ISCX 2012[28]和CTU-13[3]数据集的(部分)。结果数据集包含各种僵尸网络和正常用户行为。僵尸网络数据集被划分为5.3 GB训练子集和8.5 GB测试子集,都是基于包的格式。 CIC DoS[51]。CIC DoS是加拿大网络安全研究所的一组数据,可以公开使用。作者的意图是创建一个带有应用层DoS攻击的入侵检测数据集。因此,作者在应用层上执行了8种不同的DoS攻击。将生成的跟踪结果与ISCX 2012[28]数据集的无攻击流量相结合生成正常的用户行为。生成的数据集是基于分组的格式,包含24小时的网络流量。 CICIDS 2017 [22]。CICIDS 2017是在模拟环境中历时5天创建的,包含基于分组和双向流格式的网络流量。对于每个流,作者提取了80多个属性,并提供了关于IP地址和攻击的附加元数据。正常的用户行为是通过脚本执行的。数据集包含了多种攻击类型,比如SSH蛮力、heartbleed、僵尸网络、DoS、DDoS、web和渗透攻击。CICIDS 2017是公开可用的。 cidds - 001 [21]。CIDDS-001数据集是在2017年模拟的小型商业环境中捕获的,包含为期四周的基于单向流的网络流量,并附带详细的技术报告和附加信息。该数据集的特点是包含了一个在互联网上受到攻击的外部服务器。与蜜罐不同,来自模拟环境的客户机也经常使用此服务器。正常和恶意的用户行为是通过在GitHub9上公开可用的python脚本执行的。这些脚本允许不断生成新的数据集,并可用于其他研究。CIDDS-001数据集是公开可用的,包含SSH蛮力、DoS和端口扫描攻击,以及从野外捕获的一些攻击。 cidds - 002 [27]。CIDDS-002是基于CIDDS-001脚本创建的端口扫描数据集。该数据集包含两个星期的基于单向流的网络流量,位于模拟的小型业务环境中。CIDDS-002包含正常的用户行为以及广泛的不同端口扫描攻击。技术报告提供了关于外部IP地址匿名化的数据集的附加元信息。数据集是公开可用的。
生物的多样性与稳定性我想我们大家都学过生物起源,还有达尔文的进化论.它们,告诉了我们人类的起源与发展,为我们今后的科学的发展,也为了人类的进步和发展,奠定了坚实基础.我想我们每一个人都听过这样一句话,一猪生九子连母十个样.这又说明了什么?说明了:虽然是同一种生物,但是它们的外行样貌也是不一样的.这也是生物的多样性的一个鲜明例子.也就是说,生物界没有完全相同的同一种生物.即使,它们具有了相同的外行,这种很少的特例,它们的性格特征.也是有所不同的.像我们的现实生活当中,很少能看到有一样的人,不是吗?即使遇到了这样了很少的特例,他们的性格特征也是不一样的.大家也可以去向这样的母亲去咨询一下.这是无可后非的.我希望大家往后能面对这个现实,有效了利用起来.去发展创造我们的未来.我想大家都知道,猪生猪,兔生兔.它们不可能生出猫和老鼠.对吧?这也就是生物学所说的稳定性.我想:也有可能大家都知道,有些生物会生出一些畸形的下一带但它也属于本身同一种生物.也不可能基因突变制其它生物.如果大家有谁见到过,可以给我打电话,我会告诉你,你是历史第一人,你可以获得吉尼斯世界记录,大过年的恭喜你了.世界生物的稳定的性,也给达尔文的进化论起到了相互促进的作用,适者生存不适者被淘汰,这个残酷的现实希望大家能够接受它,这是不可改变的.我相信你们会很好利用的.不论世界的生物在怎么的发展与变化,事物的多样性与稳定性是不可改变的,也是世间万物都必须遵守的法则.希望大家能领会这个道理,能真正的运用其现实当中,来创造我们的社会,为我们的人类,现出自己的一份力量.
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参照这篇的结构和内容吧:生物多样性与生态系统的稳定性(资源与环境学院 X X X)摘要:在生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上,从生物多样性和稳定性的概念出发,可以确定忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关。探讨多样性和稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行。扰动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子,如果根据扰动的性质,把生态系统(或其他组织层次)区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰 " 类系统,稳定性的 ( 个内涵可以理解为:对于受非正常外力干扰的系统而言,抵抗力和恢复力是稳定性适宜的测度指标;对于受环境因子时间异质性波动干扰的系统而言,利用持久性和变异性衡量系统的稳定性则更具实际意义。结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论,:在特定的前提下,多样性可以导致稳定性。关键词: 生物多样性;生物入侵;生态系统稳定性生物多样性是指地球上的生物所有形式、层次和联合体中生命的多样化,简单地说,生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。生物多样性包括三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物入侵则是指外地生物进入另一地区,因为在此地区没有天敌,会较快繁殖而形成种群,打破本地生态系统的平衡,对本地物种的生存造成威胁。生物入侵是对生物多样性的破坏。生物多样性是地球生命经过几十亿年发展进化的结果,是人类赖以生存和持续发展的物质基础。物种的多样性意味着生态系统的结构复杂,网络化程度高,异质性强,能量、物质和信息输入输出的渠道众多而密集,纵横交错,畅通无阻,因而流量大、流速快、生产力高。即使个别途径被破坏,系统也会因多样物种之间的相生相克、相互补偿和替代而保证能量流、物质流、信息流的正常运转,使系统结构被破坏的部分迅速得到修复,恢复系统原有的稳定态,或形成新的稳定态。1.生物多样性物种多样性是群落生物组成结构的重要指标,它不仅可以反映群落组织化水平,而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落功能的特征。生物群落多样性研究始于本世纪初叶,当时的工作主要集中于群落中物种面积关系的探讨和物种多度关系的研究。1943年,Williams在研究鳞翅目昆虫物种多样性时,首次提出了"多样性指数"的概念,之后大量有关群落物种多样性的概念、原理、及测度方法的论文和专著被发表,形成了大量的物种多样性指数,一度给群落多样性的测度造成了一定混乱。自70年代以后,Whittaker(1972)、Pielou(1975)、Washington(1984)和Magurran(1988)等对生物群落多样性测度方法进行了比较全面的综述,对这一领域的发展起到了积极的推动作用。生物多样性通常包含三层含义,即生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性。狭义的遗传多样性是指物种的种内个体或种群间的遗传(基因)变化,亦称为基因多样性。广义的遗传多样性是指地球上所有生物的遗传信息的总和。物种多样性是指一定区域内生物钟类(包括动物、植物、微生物)的丰富性,即物种水平的生物多样性及其变化,包括一定区域内生物区系的状况(如受威胁状况和特有性等)、形成、演化、分布格局及其维持机制等。生态系统多样性是指生物群落及其生态过程的多样性,以及生态系统的内生境差异、生态过程变化的多样性等。从目前来看,生物群落的物种多样性指数可分为α多样性指数、β多样性指数和γ多样性指数三类。α多样性指数包含两方面的含义:①群落所含物种的多寡,即物种丰富度;②群落中各个种的相对密度,即物种均匀度。β多样性指数可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度。不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少,β多样性越大。精确地测定β多样性具有重要的意义。这是因为:①它可以指示生境被物种隔离的程度;②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性;③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。群落物种多样性是梯度变化的。群落物种多样性的变化特征是指群落组织水平上物种多样性的大小随某一生态因子梯度有规律的变化。①纬度梯度:从热带到两极随着纬度的增加,生物群落的物种多样性有逐渐减少的趋势。如北半球从南到北,随着纬度的增加,植物群落依次出现为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒温带针叶林、寒带苔原,伴随着植物群落有规律的变化,物种丰富度和多样性逐渐降低。②海拔梯度:随着海拔的升高,在温度、水分、风力、光照和土壤等因子的综合作用下,生物群落表现出明显的垂直地带性分布规律,在大多数情况下物种多样性与海拔高度呈伏相关,即随着海拔高度的升高,群落物种多样性逐渐降低。如喜马拉雅山维管植物物种多样性的变化,就表现了这样的规律。③环境梯度:群落物种多样性与环境梯度之间的关系,有的时候表现明显,而有的时候则表现不明显。如Gartlan(1986)研究发现土壤中P、Mg、K的水平与热带植物群落物种多样性之间存在着显著的关系。Gentry(1982)对植物群落物种多样性进行的研究表明,在新热带森林类型,物种多样性与年降雨量呈显著正相关,而在热带亚洲森林类型,两者则不存在相关关系。④时间梯度:大多数研究表明,在群落演替的早期,随着演替的进展,物种多样性增加。在群落演替的后期当群落中出现非常强的优势种时,多样性会降低。2.生态系统稳定性生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力,以及在受到一定的干扰后恢复到原来平衡状态的能力。它包括以下几个概念。1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性 抵抗力也叫抗变能力,表示生态系统抵抗外界干扰和维持系统的结构和功能保持原状的能力。恢复力稳定性表示生态系统在受到外界干扰后恢复到原来状态的能力。2.局域稳定性和全域稳定性 局域稳定性表示生态系统在经受小的干扰后回到原状的能力。全域稳定性表示生态系统在经受一次大的干扰后恢复到原状的能力。对不同的生态系统来说,这两种稳定性可能有下列4种情况(图8-13):(1)局域稳定性和全域稳定性都低(图中以小球是否容易保持稳定来表示);(2)局域稳定性高,全域稳定性低;(3)局域稳定性低,全域稳定性高;(4)局域稳定性和全域稳定性都高。3.脆弱性和强壮性 能在环境条件改变不大的情况下保持稳定的生态系统称为脆弱的生态系统。能在环境变化范围很大的条件下保持稳定的生态系统称为强壮的生态系统3.生物的多样性导致稳定性在生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上,从生物多样性和稳定性的概念出发,可以确定忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关。探讨多样性和稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行。扰动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子,如果根据扰动的性质,把生态系统(或其他组织层次)区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰 " 类系统,稳定性的 ( 个内涵可以理解为:对于受非正常外力干扰的系统而言,抵抗力和恢复力是稳定性适宜的测度指标;对于受环境因子时间异质性波动干扰的系统而言,利用持久性和变异性衡量系统的稳定性则更具实际意义。结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论:在特定的前提下,多样性可以导致稳定性。例如采用多样性理论和冗余理论对固沙植物群落稳定性机制进行论述.物种多样性的变化能很好地反映固沙植物群落的稳定性状态.在生物学各级水平都存在冗余,冗余是生命系统在长期的进化过程中逐渐形成的一种特性,其主要功能是确保生物个体和群体更好地适应极端环境、维持正常的生长发育和保持稳定,而且其功能只是在受到干扰时才明显地表现出来.削弱冗余,会导致在个体、种群或群落水平上产生补偿作用,以此来增加群落的功能.固沙植物群落的稳定程度主要取决于群落内冗余的数量和结构,冗余越多结构越复杂,群落越稳定.削弱固沙群落的根系冗余可获得生物量上的补偿,但使群落稳定性下降.①多数生态学家认为,群落的多样性是群落稳定性的一个重要尺度,多样性高的群落,物种之间往往形成了比较复杂的相互关系,食物链和食物网更加趋于复杂,当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时,群落由于有一个较强大的反馈系统,从而可以得到较大的缓冲。从群落能量学的角度来看,多样性高的群落,能流途径更多一些,当某一条途径受到干扰被堵塞不通时,就会有其它的路线予以补充②May(1973,1976)等生态学家认为,生物群落的波动是呈非线形的,复杂的自然生物群落常常是脆弱的,如热带雨林这一复杂的生物群落比温带森林更易遭受人类的干扰而不稳定。共栖的多物种群落,某物种的波动往往会牵连到整个群落。他们提出了多样性的产生是由于自然的扰动和演化两者联系的结果,环境的多变的不可测性使物种产生了繁殖与生活型的多样化。在群落多样性与稳定性的关系上,目前仍未定论。物种多样性在生物群落中的功能和作用:1.有关物种在生物群落中作用的假说,物种以什么样的机制维持生物群落的稳定?这是一个非常重要的但是目前还仍然没有解决的生态学问题,而且是生物多样性与生物群落功能关系中的核心问题。目前有关物种在生态系统中作用的假说有下列4种。(1)冗余种假说(Redundancy species hypothesis) :生物群落保持正常功能需要有一个物种多样性的域值,低于这个域值群落的功能会受影响,高于这个域值则会有相当一部分物种的作用是冗余的(Walker 1992)。(2)铆钉假说(Rivet hypothesis):铆钉假说的观点与冗余假说相反,认为生物群落中所有的物种对其功能的正常发挥都有贡献而且是不能互相替代的(Ehrlich,1981) ,正像由铆钉固定的复杂机器一样,任何一个铆钉的丢失都会使该机器的作用受到影响。(3)特异反应假说(Idiosyncratic response hypothesis): 特异反应假说认为生物群落的功能随着物种多样性的变化而变化,但变化的强度和方向是不可预测的,因为这些物种的作用是复杂而多变的。(4)零假说(Null hypothesis)零假说认为生物群落功能与物种多样性无关,即物种的增减不影响生物群落功能的正常发挥。 2、概念与类型:上述4个假说中都没有对每个物种的作用程度做出明确的说明。在生物群落中不同物种的作用是有差别的。其中有一些物种的作用是至关重要的,它们的存在与否会影响到整个生物群落的结构和功能,这样的物种即称为关键种(Keystone species)或关键种组(Keystone group)。关键种的作用可能是直接的,也可能是间接的;可能是常见的,也可能是稀有的;可能是特异性(特化)的,也可能是普适性的。依功能或作用不同,可将关键种分为7类。关键种的鉴定目前比较成功的研究多在水域生态系统,而陆地生态系统的成功实例相对较少(Menge等,1994 )。3.功能群的划分及其意义 :为了更好地认识生物多样性与生物群落结构和功能的关系,有必要引入功能群的概念。功能群是具有相似的结构或功能的物种的集合,这些物种对生物群落具有相似的作用,其成员相互取代后对生物群落过程具有较小的影响。将生物群落中的物种分成不同的功能群的意义表现在:(1)使复杂的生物群落简化,有利于认识系统的结构和功能(2)弱化了物种的个别作用,从而强调了物种的集体作用。4.多样性稳定性的意义及其价值生物多样性是地球上生命长期进化的结果,更是人类赖以生存的物质基础。由于当今世界人口的高速增长,人类经济活动的不断加剧,生物多样性正面临着日益严重的威胁,其原因原因在于以下几点:(1)人口增加;(2)生境破坏;(3)环境污染;(4)人类大规模的迁移。除外界因素之外,物种本身的遗传特点,也往往促成了灭绝的发生。如某些种定居与食物链的高级位,还有一些种分布的范围十分有限,某些种散步和定居的能力很弱,它门对环境有特殊的要求,等等这些原因。通过对生物多样性稳定性的研究,从生物多样性的保护与持续利用的角度出发,很好的利用生物多样性具有的现实及其未来的社会经济价值,等等。随着生物多样性研究的不断深入,从以物种为中心转向一生态系统为重点,即从多样性的生物学研究向转向多样性的生态学研究,在大多数物种特化群落或营养级网络层次上认识种群和群落的多样性结构、功能和动态特征。这样将能使种群生物学和保护生物学与生态学的研究内容有机的联系起来,予以它们某种统一规律的认识。充分考虑生物多样性从个体至生态系统的多层次组织结构及其功能的重要性,从而深入了解生物多样性的产生、维持和濒危机制,以及生物多样性结构与动态变化过程的相互关系。参考文献[1] 孙儒泳.动物生态学原理(第三版).北京师范大学出版社,2001.9.[2] 林育真.生态学.科学出版社,2004.[3] 人类发展与生存环境.中国环境科学出版社,2001.
生物学是一门能打通很多跨界知识的学科。相比物理学等自然科学,生物学更深刻地揭示了世界的底层规律,其思想放之四海而皆准。下面我给大家带来生物类专业的论文题目及选题方向,希望能帮助到大家!
生物技术 毕业 论文选题
[1]生物技术本科拔尖创新型人才培养模式的探索与实践
[2]禽源HSP70、HSP40和RPL4基因的克隆和表达
[3]中间锦鸡儿CiNAC038启动子的克隆及对激素响应分析
[4]H9和H10亚型禽流感病毒二重RT-PCR检测 方法 的建立
[5]单细胞测序相关技术及其在生物医学研究中的应用
[6]动物细胞工程在动物生物技术中的应用
[7]现代生物化工中酶工程技术研究与应用
[8]GIS在生物技术方面的应用概述
[9]现代生物技术中酶工程技术的研究与应用
[10]两种非洲猪瘟病毒检测试剂盒获批
[11]基因工程技术在生物燃料领域的应用进展
[12]基于CRISPR的生物分析化学技术
[13]生物信息技术在微生物研究中的应用
[14]高等工科院校创新型生物科技人才培养的探索与实践
[15]生物技术与信息技术的融合发展
[16]生物技术启发下的信息技术革新
[17]日本生物技术研究开发推进管理
[18]中国基因技术领域战略规划框架与研发现状分析及建议
[19]鸡细小病毒与H_9亚型禽流感病毒三重PCR检测方法的建立
[20]基于化学衍生-质谱技术的生物与临床样本中核酸修饰分析
[21]合成生物/技术的复杂性与相关伦理 政策法规 研究的科学性探析
[22]合成生物学技术发展带来的机遇与挑战
[23]应用型本科高校生物技术专业课程设置改革的思考
[24]知识可以改变对转基因食品的态度吗?——探究科技争议下的极化态度
[25]基因工程在石油微生物学中的研究进展
[26]干细胞技术或能延缓人类衰老速度
[27]生物技术复合应用型人才培养模式的探索与实践
[28]动物转基因高效表达策略研究进展
[29]合成生物学与专利微生物菌种保藏
[30]加强我国战略生物资源有效保护与可持续利用
[31]微生物与细胞资源的保存与发掘利用
[32]颠覆性农业生物技术的负责任创新
[33]生物技术推进蓝色经济——NOAA组学战略介绍
[34]人工智能与生物工程的应用及展望
[35]中国合成生物学发展回顾与展望
[36]桓聪聪.浅谈各学科领域中生物化学的发展与应用
[37]转基因成分功能核酸生物传感检测技术
[38]现代化技术在农业 种植 中的应用研究
[39]生物技术综合实验及其考核方式的改革
[40]生物技术处理船舶舱底含油污水
[41]校企合作以产学研为平台分析生物技术类人才培养
[42]生物技术专业“三位一体”深化创新创业 教育 改革
[43]基于环介导等温扩增技术的生物传感器研究进展
[44]分子生物学技术在环境工程中的应用
[45]生物有机化学课程的优化与改革
[46]地方农业高校生物技术专业“生物信息学”课程的教学模式探索
[47]不同育种技术在乙醇及丁醇高产菌株选育中的应用
[48]探秘生命的第三种形式——我国古菌研究之回顾与展望
[49]适应地方经济发展的生物技术专业应用型人才培养模式探索
[50]我国科研人员实现超高密度微藻异养培养
生物教学论文题目
1、本地珍稀濒危植物生存现状及保护对策
2、中学生物实验的教学策略
3、如何上好一节生物课
4、中学生生物实验能力的培养
5、激活生物课堂的教学策略
6、中学生物课堂教学中存在的问题及对策
7、中学生物教学中的创新教育
8、本地生物入侵的现状及其防控对策
9、论生物多样性与生态系统稳定性的关系
10、室内环境对人体健康的影响
11、糖尿病研究进展研究及策略
12、心血管病研究进展研究及策略
13、 儿童 糖尿病的现状调查研究
14、结合当地遗传病例调查谈谈对遗传病的认识及如何优生
15、“3+X”理科综合高考试题分析
16、中学生物教学中的差生转化教育
17、中学生物学实验教学与学生创新能力的培养
18、在当前中学学科分配体制下谈谈如何转变学生学习生物学的观念
19、中学生物教学中学生科学素养的提高
20、直观教学在中学生物学教学中的应用
21、中学生物学实验教学的准备策略
22、编制中学生物测验试题的原则与方法
23、浅析生态意识的产生及其培养途径
24、生物入侵的危害及防治对策
25、城镇化建设对生态环境的影响
26、生态旅游的可持续发展-以当地旅游区为例
27、城市的生态环境问题与可持续发展
28、农村的生态环境问题及其保护对策-以当地农村为例
29、全球气候变化与低碳生活
30、大学与高中生物学教育的内容与方法衔接的初步研究
31、国内、国外高中生物教材的比较研究
32、中学生物实验教学模式探索
33、河北版初中生物实验教材动态分析研究 “
34、幼师生物学教材改进思路与建议
35、中学生物学探究性学习的课堂评价体系研究及实践
36、中学生物双语教材设计编写原则探索与研究
37、信息技术应用于初中生物课研究性学习的教学模式构想
38、生物学课堂教学中学生创新能力培养的研究与实践
39、中学生物学教学中的课程创生研究初探
40、信息技术与中学生物学教学的整合
41、中学生物学情境教学研究
42、游戏活动在高中生物学教学中的实践与思考
43、合作学习在高中生物教学中的实践性研究
44、尝试教学法在高中生物教学中的应用与研究
45、生物科学探究模式的研究与实践
46、生物课堂教学引导学生探究性学习的实践与探索
47、白城市中学生物师资队伍结构现状的调查及优化对策
48、结合高中生物教学开展环境教育的研究
49、让人文回归初中生物教育
50、课程结构的变革与高中生物新课程结构的研究
51、在中学生物教学中,如何培养学生的创新能力
52、在中学生物教学中如何激发学生的学习兴趣
53、实验在中学生物教学中的重要性探讨
54、中学生物教学现状研究
55、中学生物课堂教学艺术探讨
56、“生态系统”一节的 教学方法 探讨
57、中学生物教学中的学生科学素质培养
58、初中生物教学中观察能力的培养
59、浅谈生物教学中的科学素质教育
60、中学生物探究性教学的实践与思考
生物技术本科毕业论文题目
1、生物反馈技术在运动性疲劳监控中的应用研究
2、微流控生物催化技术酶促合成天然产物的增效机理研究
3、海洋生物污损过程的分子标记技术研究
4、浮游生物多样性高效检测技术的建立及其在渤海褐潮研究中的应用
5、基于QCM生物传感器技术的组氨酸标签蛋白芯片和悬浮细胞芯片的研制及其应用
6、蛋白核小球藻油脂检测技术评价及光生物反应器培养的研究
7、基因工程制备微藻生物柴油中两项关键技术的研究
8、农业水污染治理环节中的生物技术应用问题研究
9、人工构建耐热大肠杆菌的分子设计与应用
10、我国合成生物技术产业发展战略及政策分析
11、基于原子力显微镜的细胞生物特征识别技术研究
12、利用菊粉和木薯淀粉生产高浓度山梨醇和葡萄糖酸的生物技术
13、转基因生物安全评价中的非科学因素探究
14、面向分子生物系统的计算技术应用研究
15、大规模生物数据中的生物信息挖掘技术研究
16、电化学生物传感技术用于重金属和蛋白质的检测
17、电化学生物传感技术用于单碱基突变与蛋白质的检测
18、基于功能核酸的生物传感技术的研究
19、论我国生物技术专利保护
20、纳米生物相关技术专利分析系统设计与开发
21、生物技术发展困境及其人文 反思
22、基因发明专利制度相关问题分析
23、转基因动物专利研究
24、GAPDH作为原核及真核生物通用型内标蛋白的研究及相关生物技术研发
25、基于生物信息与影像技术识别材料缺陷的研究
26、基于金属纳米材料的光学生物传感技术用于酶活性的检测
27、DNA assembler技术在顺
28、晋西黄土高原生物农业发展初探
29、睡眠剥夺差异表达基因的筛选及生物信息学分析
30、太赫兹时域光谱技术对生物组织的初步研究
31、我国农业转基因生物技术安全管理研究
32、人类基因专利战略布局
33、Web Services和XML技术在生物信息数据发布及整合中的应用
34、面向快速成型技术高分子生物医学材料的研究
35、化学修饰电极与液相色谱-电化学检测技术联用在生物分析中的应用
36、小型底栖生物样品自动分离技术研究
37、激光诱导荧光技术及其在生物仪器中的应用
38、强电场常压离子注入方法研究
39、生物信息学中的模式发现算法研究
40、聚类和分类技术在生物信息学中的应用
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★ 动物科学论文题目
(一)论文名称论文名称就是课题的名字第一,名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,论文的名称一定要和研究的内容相一致,不能太大,也不能太小,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。第二,名称要简洁,不能太长。不管是论文或者课题,名称都不能太长,能不要的字就尽量不要,一般不要超过20个字。(二)论文研究的目的、意义研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实当中存在这个问题,需要去研究,去解决,本论文的研究有什么实际作用,然后,再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点,有针对性一点,不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴研究的有关背景(课题的提出):即根据什么、受什么启发而搞这项研究。⑵通过分析本地(校)的教育教学实际,指出为什么要研究该课题,研究的价值,要解决的问题。(三)本论文国内外研究的历史和现状(文献综述)规范些应该有,如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题,从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。(四)论文研究的指导思想指导思想就是在宏观上应坚持什么方向,符合什么要求等,这个方向或要求可以是哲学、政治理论,也可以是政府的教育发展规划,也可以是有关研究问题的指导性意见等。(五)论文写作的目标论文写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题,也就是本论文研究要达到的预定目标:即本论文写作的目标定位,确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确;目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。
外来物种入侵的危害及其原因分析我国地域辽阔,生态类型多种多样,涉及的外来入侵物种数量多、范围广,造成的危害也比较严重。1 对生态环境的影响外来入侵种通过竞争或占据本地物种生态位,排挤本地种。例如从洱海、程海和抚仙湖引进太湖新银鱼后鱼产量的变化来看,浮游动物为食性的银鱼不仅与本地鱼类的幼鱼发生强烈的食物竞争,而且与程海红鮊、大眼鲤、春鲤、洱海鲤、鱇[鱼良]白鱼等浮游动物食性的本地鱼类之间也产生强烈的食物竞争,导致本地鱼类种群数量急剧下降。或与当地种竞争食物;或直接扼杀当地物种。外来鱼类通过与本地鱼竞争食物并吞噬本地鱼类鱼卵使本地鱼种类和数量减少的例子很多。以洱海为例,20世纪 60年代引进"四大家鱼"时带进的鰕虎鱼和麦穗鱼主要生活于湖泊的浅水区,嗜噬本地鱼类产于浅水区的授精卵,结果导致本地鱼类种群急剧减少。或分泌释放化学物质,抑制其它物种生长,使当地物种的种类和数量减少,甚至濒危或灭绝。例如豚草可释放酚酸类、聚乙炔、倍半萜内脂及甾醇等化感物质,对禾本科、菊科等一年生草本植物有明显的抑制、排斥作用。在云南各地,导致本地鱼类濒危的因素主要有四个:外来鱼类、围湖造田、水利工程、酷渔滥捕。滇西北主要的3个湖泊洱海、程海、泸沽湖,共有本地鱼类 34种。从鱼产量的历史资料来看,本地鱼类数量急剧下降均发生于引进新的鱼类种类之后。洱海在20世纪60年代初期引进"四大家鱼"时无意中夹带进鰕虎鱼和麦穗鱼等非经济性外来鱼类后,大理弓鱼等本地鱼类经历了第一次冲击,产量急剧下降,下降幅度在50~1000倍左右,同期鱼船的数量及捕捞强度的增加则仅为1倍左右;至80年代中期,鰕虎鱼和麦穗鱼等非经济性外来鱼类数量明显下降后,本地鱼类的产量又有所回升;80年代末期引进太湖新银鱼并在90年代初期形成产量后,土著鱼类又经历了第二次冲击,各种本地鱼类均陷于濒危状态。同期,泸沽湖有裂腹鱼遭受鰕虎鱼和麦穗鱼等排挤,程海有本地鱼遭受银鱼排挤的类似命运。这些资料表明,在外来鱼类、围湖造田、水利工程、酷渔滥捕等四大致危因素中,外来鱼类是导致土著鱼类种群数量急剧下降或濒危的最大因素。由于直接减少了当地物种的种类和数量,形成了单优群落,间接地使依赖于这些物种生存的当地其它物种的种类和数量减少,最后导致生态系统单一和退化,改变或破坏当地的自然景观。有的入侵种,特别是藤本植物,可以完全破坏发育良好、层次丰富的森林。禾草或灌木入侵种占据空间后,其它的乔木就无法生长。许多外来入侵种使植被遭到破坏,变成层次单一的低矮植被类型。这些植物群落(包括物种组成和空间结构等)的改变相应地引起生态过程的改变,这包括正常的火循环周期被改变,火发生的频率及水资源的消耗增加,加重土壤的贫瘠化等。外来入侵种对生态系统另外一个更不易察觉的影响是污染当地的遗传多样性。随着生境片段化,残存的次生植被常被入侵种分割、包围和渗透,使本土生物种群进一步破碎化,造成一些植被的近亲繁殖及遗传漂变。有些入侵种可与同属近缘种、甚至不同属的种(如加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)不但可与同属植物杂交,还可与假蓍紫菀(Aster ptarmicoides)杂交。入侵种与本地种的基因交流可能导致后者的遗传侵蚀。在植被恢复中将外来种与近缘本地种混植,如在华北和东北本地种落叶松(Larix)产区种植日本落叶松(L.kaempferi),在海南本地的海桑属(Sonneratia)产区混植从孟加拉国引进的无瓣海桑(S. apetala),都存在相关问题,因为这些属已有一些种间杂交的报道[14]。从美国引进的红鲍(Haliotis rufescens)和绿鲍(H. fulgens),在一定条件下能和我国本地种皱纹盘鲍(H. dscus hannai)杂交,在实验室条件下已经获得了杂交后代,如果这样的杂交后代在自然条件下再成熟繁殖,与本地种更易杂交,结果必将对我国的遗传资源造成污染[3]。值得注意的是,与人类对环境的破坏不同,外来入侵物种对生态系统的破坏及威胁是长期的、持久的。当人类停止对某一环境的污染后,该环境会逐渐恢复,而当外来物种入侵后,即使停止继续引入,已传入的个体并不会自动消失,而会继续大肆繁殖和扩散,这时要控制或清除往往十分困难。而由于外来物种的排斥、竞争导致灭绝的本地特有物种则是不可恢复的。因而对外来物种威胁生物多样性的问题应引起足够的重视。2 对人类健康的影响全球经济一体化带来了许多新的医学问题,其中一些是外来物种入侵所带来的。病毒是个棘手的问题,尽管人类用疫苗成功地防治了天花、小儿麻痹、黄热病等病毒,但是对大量的病毒却束手无策。人类花费大量精力寻找爱滋病的疗法,却收效甚微。更糟糕的是,全球化会使那些对人类有害的病毒影响范围进一步扩大。传染性疾病是外来物种入侵的典型例证。大凡新型的传染病,一些是直接通过旅行者无意带进来的,还有一些则是间接地从人们有意或无意引进的动物体上传染的。[10]淋巴腺鼠疫(通常是由鼠疫杆菌Pasturella pestis引发的)由跳蚤携带,而跳蚤通过寄生于入侵物种--原产自印度的黑家鼠(Rattus rattus),从中亚传播到北非、欧洲和中国[10]。随着欧洲殖民地的建立,麻疹和天花从欧洲大陆席卷了西半球。当地居民对这些疾病的抵抗力很弱,这也促使了阿芝特克和印加帝国的衰落[10]。一些外来动物,如大瓶螺等,是人畜共患的寄生虫病的中间宿主。麝鼠可传播野兔热,极易威胁周围居民的健康。豚草花粉是人类变态反应症的主要病原之一,所引起的"枯草热"给全世界很多国家人们的健康带来了极大的危害。据调查,1983年沈阳市人群发病率达 1.52%,每到豚草开花散粉季节,过敏体质者便发生哮喘、打喷嚏、流清水样鼻涕等症状,体质弱者甚至可发生其他合并症并死亡[1]。大型工程,比如修建水坝、灌溉、土地开垦、道路建设和移民工程等,都可能导致疾病入侵,比如疟疾、骨痛热、血吸虫病和锥形虫病。人类开垦热带雨林地区,为更多的病毒入侵提供了新的机会,其中包括以前只在野生动物寄主之间循环的出血性发烧病的病毒。3 对社会和文化的影响外来入侵物种通过改变侵入地的自然生态系统,降低物种多样性,从而严重危害当地的社会和文化。我国是一个多民族国家,各民族聚居地区周围都有其特殊的动植物资源和各具特色的生态系统,对当地特殊的民族文化和生活方式的形成具有重要作用,特别是傣族、苗族、布依族等民族地区。由于紫茎泽兰等外来入侵植物不断竞争,取代本地植物资源,生物入侵正在无声地削弱民族文化的根基。凤眼莲往往大面积覆盖河道、湖泊、水库和池塘等水体,影响周围居民和牲畜生活用水,人们难以从水路乘船外出。4 对经济发展的影响外来入侵物种对人类的经济活动也有许多不利影响。杂草使作物减产,增加控制成本;水源涵养区和淡水水源生态体系质量的下降会减少水的供应;旅游者无意中带入国家公园的外来物种,破坏了公园的生态体系,增加了管理成本;病菌传播范围的不断扩大,导致每年上百万人致死或致残。外来入侵种给人类带来的危害是巨大的,造成的损失也是显而易见的。美国已有5万多种外来种,虽然有害的入侵种只占其中一小部分,但它们造成的负面影响却是惊人的。美国每年有700 000 hm2 的野生生物栖息地被外来杂草侵占,每年由于入侵种造成的经济损失达1 230亿美元!在美国受威胁和濒危的958个本地种中,有约400种主要由于外来种的竞争或危害而造成的,这种损失是难以用货币来计算的。入侵种给中国造成的损害尚未做出全面的评估。由于中国的生态环境破坏得更为严重,入侵种更为猖獗,加上本土物种的基数较大,估计受损程度要大于美国。入侵种已成为我国经济发展、生物多样性及环境保护的一个重要制约因素。保守估计,外来种每年给我国的经济造成数千亿元的经济损失。表2部分地显示了外来入侵种相关的经济花费。表2:我国外来入侵种相关的经济损失和防治费用外来入侵动植物对农田、园艺、草坪、森林、畜牧、水产和建筑等都可能直接带来经济危害。比如,外来的白蚁是破坏建筑的重要因素。因此,在国际贸易活动中,外来种常常引起国与国之间的贸易摩擦,成为贸易制裁的重要借口或手段。外来有害生物还可以通过影响生态系统而给旅游业带来损失。在云南省昆明市,20世纪70-80年代建成了大观河篆塘处-滇池-西山的理想水上旅游线路,游人可以从市内乘船游滇池和西山。但自90年代初,大观河和滇池中的凤眼莲"疯长"成灾,覆盖了整个大观河以及部分滇池水面,致使这条旅游线路被迫取消,在大观河两侧建设的配套旅游设施只好废弃或改做他用,大观河也改建成地下河。这给昆明的旅游业造成了巨大的损失。松材线虫扩展速度惊人,现在正威胁着著名的黄山和张家界的风景名胜区。一旦入侵,给这些风景区带来的经济损失将是很难估量的[1]。与直接经济损失相比,间接损失的计算十分困难。外来生物通过改变生态系统所带来的一系列火灾、水土、气候等不良影响从而产生的间接经济损失是巨大的。比如,大量的凤眼莲植株死亡后与泥沙混合沉积水底,抬高河床,使很多河道、池塘、湖泊逐渐出现了沼泽化,甚至失去了其应有的生态作用,并对周围气候和自然景观产生不利影响,加剧了旱灾、水灾的危害程度。凤眼莲植株大量吸附重金属等有毒物质,死亡后沉入水底,对水体二次污染,又加剧了污染程度。尽管这些损失难以准确计算,但却不容忽视。
日前,环保部发布“环保部‘十二五’规划”,其间称,我国已经成为遭到生物入侵严重的国家,有些地区生态系统遭到不同程度的破坏。然而,我国对于生物入侵的现状并不完全了解,相关控制方法也并不健全。我们熟悉的福寿螺、小龙虾等生物,都曾因生物入侵带来威胁。 成功入侵的外来物种对各种环境有较强的忍耐力、繁殖能力和传播能力,能迅速产生大量后代。它们利用多种方式进行传播,建立优良种群,从而挤压本土物种的生存空间,这就可能给本地生态系统平衡带来巨大冲击。什么是生物入侵,它有哪些危害?是怎样形成的?我国的生物入侵现状如何?曾经造成了哪些危害?防止、治理生物入侵有哪些新方法?概念解读什么是物种入侵?农业部科技教育司司长张凤桐介绍,外来生物入侵主要是指外来的或者非本地的物种对农林牧渔业的生产、自然环境、人畜健康造成的危害。严格来说,世界自然保护联盟有一个非常准确的定义,外来物种在自然和半自然的生态系统和生境中建立的种群,改变和危害了本地生物多样性的时候,它就是一个外来入侵种,它造成的危害就是外来生物入侵。从外来物种入侵造成的危害来说,主要是三个方面。一个是造成农林产品、产值和品质的下降,增加了成本。第二,对生物多样性造成影响,特别是侵占了本地物种的生存空间,造成本地物种死亡和濒危。第三,对人畜健康和贸易造成影响。以江苏南京遭受加拿大的“一枝黄花”入侵为例。上世纪,“一枝黄花”作为观赏性植物由北美引入,2000年后开始爆发式蔓延,且通过根系分泌毒素,导致周围其他植物死亡。南京有关部门曾专门发文并组织力量清剿“一枝黄花”,但至今也没能将其彻底剿灭。近十几年来,外来入侵物种在我国数量增加,扩散蔓延的频率加快、范围扩大,造成的经济损失越来越严重。我们熟知的物种入侵的例子还有水葫芦。它看起来只是一束普通的紫色鲜花,但近几年这种浮生植物已经泛滥成灾,被称为“绿色污染元凶”。在美国、澳大利亚和中国的一些地区,这种植物堵塞河道,阻断交通,致使大量水生生物因缺氧和阳光不足死亡虽然这种植物对污染水体有一定的降解净化作用,但其过快的繁殖速度还是使其成为最具侵略性和危害性的植物之一。再比如我们为了固河滩,引进了一些大米草,但是它现在疯长,导致滩涂生态失衡、航道淤塞、海洋生物窒息致死,因而被称为“害人草”。现在我们要种海防林和红树林,种不上去,因为大量的草长在那儿,把草割掉,但它很快又长起来了。一般来说,入侵性强的物种都具有一些相应的特征,例如:繁殖能力强,植物能产生大量的种子,动物则产卵量大或产仔量大,这样不仅提高其后代存活的绝对数量,也提高了其传播的几率,在入侵的第一个阶段就占有了优势。此外,在外来生物入侵中还有一个重要的现象,那就是“时滞”。就是指入侵性外来生物从开始在新的环境里定居到种群开始快速增长和迅速扩大“占领区”之间的时间延迟期(潜伏期)。就是入侵者在最初的时间不会大量繁殖、扩展领域,它们安安静静地在新到达的地方生长。外来生物入侵过程中的时间延滞,或有或无,或短或长,从短短的几年到几十年或上百年,更有甚者可以持续几个世纪。这样就使得外来生物入侵更加难以琢磨,说不定在我们周围默默无闻存在了很长时间的某种什么外来生物会突然爆发性生长,给人类带来许多麻烦。现状堪忧我国目前有400多种外来入侵物种据报道,农业部科技教育司巡视员王衍亮曾表示,我国是遭受外来物种入侵危害最严重的国家之一。国家环保部自然生态保护司生物安全管理处处长王捷称,最近一次调查统计外来入侵物种有488种,其中植物265种,动物171种,菌类微生物26种。因为没有在全国范围内进行大面积外来物种调查,只有大部分地区的调查。有些外来物种我们还不认识,不了解。它还没有爆发的时候,我们不知道它是不是会成为入侵物种。据农业部的初步统计,目前我国有400多种外来入侵物种。外来入侵物种危及本地物种生存,破坏生态系统,每年造成直接经济损失高达1200亿元。在国际自然保护联盟公布的最具危害性的100种外来入侵物种中,我国有50多种,其中危害最严重的有11种,这11种外来入侵物种每年给我国造成大约600亿元的损失。由于长期以来对外来物种的入侵缺乏足够的认识和系统的调查研究,至今中国仍不能提供较为权威的反映入侵中国的外来物种的目录资料在外来入侵物种中,水葫芦、水花生、紫茎泽兰、大米草、薇甘菊等8种入侵植物给农林业带来了严重危害,而危害最严重的害虫则有14种,包括美国白蛾、松材线虫、马铃薯甲虫等。除了经济损失外,物种入侵也使得中国维护生物多样性的任务更加艰巨。据调查,国际自然资源保护联盟公布的100种破坏力最强的外来入侵物种中,约有一半侵入了中国。与此相一致的是在《濒危野生动植物国际公约》列出的640种世界濒危物种中,有156个均在中国。破局之道防治非常困难 资源化或是可行方法王捷介绍,物种入侵主要是三种途径:一种是人为引进,有意引入;一种是无意引入,常见于旅游者身上沾粘的,传播到另外一个区域落种;还有就是自然传播,像风把种子吹浮。王捷称,这几年入侵的频率加大,主要是随着经济一体化,交通又非常便利,从一个区域到另一个区域物种的迁移比以往要快得多。入侵物种主要靠人类迁移,人类带来的传播要远大于自然的传播。这里有无意识也有有意识的。王捷举例称,2008年北京奥运开幕之前,最头疼的就是美国白蛾。这种昆虫如果不把它消灭,会影响运动员发挥,因为它有驱光性,当时美国白蛾也是泛滥成灾,这个物种就是无意引入的,通过包装材料,以虫卵带进国内的。在治理外来物种入侵的方法中,资源化是目前国内专家比较推崇的一条途径。所谓资源化,就是把这些物种变成资源。王捷称,如果能资源化就没有太大的问题。在这个治理的过程中,也必须随时注意这个方面。对此,王捷举了福寿螺的例子。福寿螺本是引进养殖,供人们食用的,但由于管理不善,给农田、水稻等带来了损害。近年来,有学者利用福寿螺食性杂、摄食各种植物的特性,提取并研究其消化酶,因其来源简单,非常适合工业化生产设备纤维素酶制品。云南等省份利用福寿螺作饲料,制成福寿螺粉,完全可以代替鱼粉作水产饲料的蛋白源。王捷说:“所以要利用在于它本身经济价值,关键要能利用好。所以如果从经济利用这方面突破,如果能利用,对人就有价值,防治就比较方便。”但是,并非每个入侵物种的资源化都能这般顺利。云南滇池圈养水葫芦望改善水质,但效果未知。查阅云南省政府公开信息不难看到,2009年初云南政府对于水葫芦的态度还是要求“持之以恒”地做好打捞工作。而5个月后,当地对于水葫芦的态度已经出现较大转变,在滇池南岸的白山湾开始了水葫芦种养基地,与江苏省农科院合作试验项目利用水葫芦治理滇池,模式获得成功后,将在滇池水域进行大规模推广。“在滇池种植水葫芦,设想很好,但实际效果还值得商榷。”云南省农业生态研究所所长那中元说,之所以在滇池种植,主要还是因为在所有水生植物中,水葫芦是吸收氮、磷效率最高的植物修改下完事 交作业吧
“生物入侵者”,这个词你一定不陌生吧!它是指某种生物通过不寻常的途径到达某个地区并对当地生物及生态环境造成比较大的破坏,所以成为生物入侵者。例如:紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子、草豚、草毒麦、互花米草、飞机草、凤眼莲、假高梁、美国白蛾等等。据统计,我国外来杂草共有107种,外来动物40余种,从脊椎动物(哺乳类、鸟类、两栖类、爬行类、鱼类)到无脊椎动物(昆虫、甲壳类、软体动物等),以及细菌、微生物、病毒中都能找到例证。国内最早开展入侵生物研究的中科院动物研究所谢焱博士告诉我们:“目前我国的34个省、直辖市、自治区及特别行政区无一没有外来种,除了极少数位于青藏高原的保护区外,几乎或多或少都能找到外来杂草。”以上都是人们对外来植物和外来动物评述的。这些外来生物被人们称为生物入侵者,这些生物被人们痛恨。因为这些生物给人们带来破坏。所以人们想把它们斩草除根,虽然人们把这些生物成为生物入侵者,但是,在我看来,人类跟生物入侵者没什么区别,人类就是生物入侵者。人类是典型的生物入侵者。人类是生物入侵者中的危害力最大的生物入侵者。人们占领了整个地球,人们在这个地球上任意破坏,树木乱砍乱伐,任意破坏动物的家园,任意占用耕地。到处建设工厂,把废水排到河里,从而导致小河里的水生植物和水生动物死亡。人类捕杀动物,因为他们身上的肉味道鲜美,有的捕杀是为了药用价值。人们为了自己一时的利益,去伤害别人满足自己。人类在世界上干出的一切事情基本都是为了自己。但是,在他们满足自己的同时,又有多少生命从世界上消失。世界上平均每年有一种生物从世界上消失。以后,十年、二十年、三十年,一百年、一万年。消失的恐怕已经寥寥无几了。人们对于这些错误不但不改正,反而继续错下去。这是人类最大的错误。人类必须改正这些错误,不能继续错下去。如果继续错下去,就会导致人类走向灭亡!