综述：将生态现实主义纳入生物控制风险评估中

《Current Opinion in Insect Science》：Incorporating ecological realism into biological control risk assessment

生物控制从早期强调效益转向风险评估，近年整合效益与风险分析框架，通过生态过滤器、分散数据及系统发育工具提升非目标效应预测精度，未来需扩展分析维度并推动技术应用与监管采纳。

　　

乔治·E·海姆佩尔 | 马克·G·赖特

明尼苏达大学昆虫学系，美国明尼苏达州圣保罗市福尔韦尔大道1980号

历史上，引进性（即“经典”）生物控制方法因取得显著成效而备受赞誉，但也因对非目标物种的负面影响而受到批评，这促使人们在20世纪90年代转向风险评估。一些新的风险评估方法结合了生态现实性，认识到在实验室条件下确定的候选物种的生理宿主范围往往高估了实际风险。通过纳入扩散数据、相遇概率和生态避难所等信息，可以更准确地预测非目标影响。此外，还出现了效益-风险分析框架，使用诸如对本地生物多样性的影响等常见指标来量化害虫抑制的保护效益和潜在的非目标危害。这些进展有助于为生物控制方法的引入做出更加明智的决策。未来的研究方向将侧重于整合系统发育和生态学工具以预测宿主特异性，扩展效益-风险框架以涵盖经济和人类健康方面，并将这些原则应用于新兴的害虫管理技术，以支持基于证据的生物控制实践。说服监管机构采纳这些建议对于充分发挥其潜力至关重要。

引言

引进性（即“经典”）生物控制是指将害虫或杂草的原生范围内的天敌有意引入，通过寄生、捕食或食草作用来抑制其种群。长期以来，生物控制被认为是一种安全且可持续的害虫管理方法。然而，近年来，人们对潜在生物控制剂对非目标物种的影响日益关注，这已成为这些害虫管理措施的主要障碍。这一问题已变得普遍，以至于在一些曾经在生物控制科学和实践方面处于领先地位的国家，引进性生物控制已不再被视为首选方案[1]。我们认为，通过强调两种做法可以有效解决这一问题：首先，识别对非目标物种具有生态意义的筛选因素，从而更准确地预测风险；其次，比较生物控制引入的风险与其潜在效益。

引进性生物控制的一些显著成功案例——最著名的是19世纪末 Vedalia 甲虫（Novius [= Rodolia cardinalis）对棉絮蚧（Icerya purchasi）的控制——加上20世纪中叶人们对农药危害的认识日益增强[2]，使得人们对生物控制的价值和潜力产生了极大的乐观态度。早期生物控制项目在保护农业、环境和人类健康方面取得的显著成功导致人们较少关注环境风险。然而，到了20世纪90年代中期，随着与生物控制释放相关的环境问题凸显出来，人们对生物控制的态度发生了转变。来自夏威夷的证据表明，20世纪初释放的一些广食性天敌已经侵入自然区域，并能够以本地物种为宿主或猎物[3, 4]。与此同时，在北美，20世纪60年代为控制入侵蓟类植物而引入的蓟头象鼻虫（Rhinocyllus conicus）被发现会攻击本地蓟类植物[5, 6]。这些发现以及其他关于生物控制的担忧[7]促使生物控制界重新审视相关风险，从而增加了风险评估的研究，并显著减缓了新的生物控制引入速度[8, 9]。这种更为谨慎的态度包括呼吁在潜在释放前应用预防原则，尽管这种方法无法评估不采取任何行动的风险，也没有明确的操作步骤[10, 11, 12, 13, 14]。虽然承认潜在风险对于采取更为平衡的生物控制方法至关重要，但一些作者警告说，这种过度谨慎的态度可能会使这一重要的害虫管理工具被边缘化[1, 10, 15, 16, 17, 18, 19, 20]。图1展示了从最初强调效益到20世纪90年代主要关注风险，再到最近试图结合风险和效益的范式转变。

“风险时代”生物控制的一个主要贡献（见图1）是开发了用于测试潜在生物控制剂特异性的检疫实验室协议，以及制定了能够将实验室研究结果转化为决策的风险评估框架[12]。由于担心这些生物控制剂会攻击农作物，许多相关技术已经应用于杂草生物控制[21]，但对于寄生蜂和捕食性昆虫的方法尚未完善[22]。风险评估模型被概念化为包含定性和定量成分的流程图[11]，或更正式的处理方式，用于评估生物控制释放后负面效应发生的可能性和潜在影响的程度[23]。在政府机构的严格监管下，这些进展使得释放的生物控制剂数量减少且安全性提高[8, 9, 24]。

在这里，我们回顾了21世纪初以来与生物控制释放相关的风险和效益评估方面的关键进展。这些发展起源于生物控制研究的“风险时代”，并发展成为一个更注重同时考虑风险和效益的阶段（见图1）。我们首先探讨了将更多生态现实性纳入风险评估的努力，然后讨论了生物控制释放的明确效益-风险分析方法的出现，并总结了未来的发展方向。我们的重点主要是引进性生物控制，尽管增强性释放也可以通过类似的风险和效益框架进行评估[25, 26, 27, 28, 29]。

非目标物种的生态筛选因素

21世纪初，对潜在生物控制剂的风险评估协议几乎完全依赖于在理想条件下进行的实验室研究，以评估非目标物种的适用性。用于测试的非目标物种通常是根据与目标物种的系统发育关系选择的，采用“离心系统发育”方法，但这种方法的效果因目标物种类型而异[30]。

效益-风险分析

理想情况下，应权衡生物控制引入的风险和效益。尽管几十年来人们已经认识到效益-风险分析的重要性[19, 20**, 27, 50, 51]，但具体的框架却很少。只有澳大利亚和新西兰在其决策过程中同时考虑了生物控制引入的效益和风险[37]。新西兰的一个典型例子是预先进行的风险评估和决策过程。

未来方向

上述进展正在迅速发展，为生物控制的风险-效益评估带来了巨大潜力，并揭示了许多有前景的研究方向。这里仅提及几个方面：提高非目标风险的可预测性、扩大效益-风险分析的范围，以及将风险评估工具整合到新型生物控制或相关技术的发展中。为了进一步提高……

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

我们感谢贝基·博尔顿和凯利·梁邀请我们撰写这篇文章，以及杰里·普拉克和两位匿名审稿人对本文早期版本的评论。GEH感谢明尼苏达农业实验站的支持。