Global Biodiversity Target Missed In 2002, the Convention on Biological Diversity (CBD) committed to a significant reduction in the rate of biodiversity loss by 2010. There has been widespread conjecture that this target has not been met. Butchart et al. (p. 1164 , published online 29 April) analyzed over 30 indicators developed within the CBD's framework. These indicators include the condition or state of biodiversity (e.g., species numbers, population sizes), the pressures on biodiversity (e.g., deforestation), and the responses to maintain biodiversity (e.g., protected areas) and were assessed between about 1970 and 2005. Taken together, the results confirm that we have indeed failed to meet the 2010 targets.

Abstract Although research on human-mediated exchanges of species has substantially intensified during the last centuries, we know surprisingly little about temporal dynamics of alien species accumulations across regions and taxa. Using a novel database of 45,813 first records of 16,926 established alien species, we show that the annual rate of first records worldwide has increased during the last 200 years, with 37% of all first records reported most recently (1970–2014). Inter-continental and inter-taxonomic variation can be largely attributed to the diaspora of European settlers in the nineteenth century and to the acceleration in trade in the twentieth century. For all taxonomic groups, the increase in numbers of alien species does not show any sign of saturation and most taxa even show increases in the rate of first records over time. This highlights that past efforts to mitigate invasions have not been effective enough to keep up with increasing globalization.

Biological invasions are a global consequence of an increasingly connected world and the rise in human population size. The numbers of invasive alien species - the subset of alien species that spread widely in areas where they are not native, affecting the environment or human livelihoods - are increasing. Synergies with other global changes are exacerbating current invasions and facilitating new ones, thereby escalating the extent and impacts of invaders. Invasions have complex and often immense long-term direct and indirect impacts. In many cases, such impacts become apparent or problematic only when invaders are well established and have large ranges. Invasive alien species break down biogeographic realms, affect native species richness and abundance, increase the risk of native species extinction, affect the genetic composition of native populations, change native animal behaviour, alter phylogenetic diversity across communities, and modify trophic networks. Many invasive alien species also change ecosystem functioning and the delivery of ecosystem services by altering nutrient and contaminant cycling, hydrology, habitat structure, and disturbance regimes. These biodiversity and ecosystem impacts are accelerating and will increase further in the future. Scientific evidence has identified policy strategies to reduce future invasions, but these strategies are often insufficiently implemented. For some nations, notably Australia and New Zealand, biosecurity has become a national priority. There have been long-term successes, such as eradication of rats and cats on increasingly large islands and biological control of weeds across continental areas. However, in many countries, invasions receive little attention. Improved international cooperation is crucial to reduce the impacts of invasive alien species on biodiversity, ecosystem services, and human livelihoods. Countries can strengthen their biosecurity regulations to implement and enforce more effective management strategies that should also address other global changes that interact with invasions.

Species moved by human activities beyond the limits of their native geographic ranges into areas in which they do not naturally occur (termed aliens) can cause a broad range of significant changes to recipient ecosystems; however, their impacts vary greatly across species and the ecosystems into which they are introduced. There is therefore a critical need for a standardised method to evaluate, compare, and eventually predict the magnitudes of these different impacts. Here, we propose a straightforward system for classifying alien species according to the magnitude of their environmental impacts, based on the mechanisms of impact used to code species in the International Union for Conservation of Nature (IUCN) Global Invasive Species Database, which are presented here for the first time. The classification system uses five semi-quantitative scenarios describing impacts under each mechanism to assign species to different levels of impact—ranging from Minimal to Massive—with assignment corresponding to the highest level of deleterious impact associated with any of the mechanisms. The scheme also includes categories for species that are Not Evaluated, have No Alien Population, or are Data Deficient, and a method for assigning uncertainty to all the classifications. We show how this classification system is applicable at different levels of ecological complexity and different spatial and temporal scales, and embraces existing impact metrics. In fact, the scheme is analogous to the already widely adopted and accepted Red List approach to categorising extinction risk, and so could conceivably be readily integrated with existing practices and policies in many regions.

Abstract Biological invasion is increasingly recognized as one of the greatest threats to biodiversity. Using ensemble forecasts from species distribution models to project future suitable areas of the 100 of the world's worst invasive species defined by the International Union for the Conservation of Nature, we show that both climate and land use changes will likely cause drastic species range shifts. Looking at potential spatial aggregation of invasive species, we identify three future hotspots of invasion in E urope, northeastern N orth America, and O ceania. We also emphasize that some regions could lose a significant number of invasive alien species, creating opportunities for ecosystem restoration. From the list of 100, scenarios of potential range distributions show a consistent shrinking for invasive amphibians and birds, while for aquatic and terrestrial invertebrates distributions are projected to substantially increase in most cases. Given the harmful impacts these invasive species currently have on ecosystems, these species will likely dramatically influence the future of biodiversity.

The accelerating rates of international trade, travel, and transport in the latter half of the twentieth century have led to the progressive mixing of biota from across the world and the number of species introduced to new regions continues to increase. The importance of biogeographic, climatic, economic, and demographic factors as drivers of this trend is increasingly being realized but as yet there is no consensus regarding their relative importance. Whereas little may be done to mitigate the effects of geography and climate on invasions, a wider range of options may exist to moderate the impacts of economic and demographic drivers. Here we use the most recent data available from Europe to partition between macroecological, economic, and demographic variables the variation in alien species richness of bryophytes, fungi, vascular plants, terrestrial insects, aquatic invertebrates, fish, amphibians, reptiles, birds, and mammals. Only national wealth and human population density were statistically significant predictors in the majority of models when analyzed jointly with climate, geography, and land cover. The economic and demographic variables reflect the intensity of human activities and integrate the effect of factors that directly determine the outcome of invasion such as propagule pressure, pathways of introduction, eutrophication, and the intensity of anthropogenic disturbance. The strong influence of economic and demographic variables on the levels of invasion by alien species demonstrates that future solutions to the problem of biological invasions at a national scale lie in mitigating the negative environmental consequences of human activities that generate wealth and by promoting more sustainable population growth.

Significance Our ability to predict the identity of future invasive alien species is largely based upon knowledge of prior invasion history. Emerging alien species—those never before encountered as aliens—therefore pose a significant challenge to biosecurity interventions worldwide. Using a global database of the first regional records of alien species covering the years 1500–2005 we detected a surprisingly high proportion of species in recent records that have never been recorded as alien before. The high proportion of these emerging alien species mainly resulted from the increased accessibility of new source species pools in the native range. Risk assessment approaches that rely less on invasion history will need to be prioritized.

Globalization and economic growth are widely recognized as important drivers of biological invasions. Consequently, there is an increasing need for governments to address the role of international trade in their strategies to prevent species introductions. However, many of the most problematic alien species are not recent arrivals but were introduced several decades ago. Hence, current patterns of alien-species richness may better reflect historical rather than contemporary human activities, a phenomenon which might be called “invasion debt.” Here, we show that across 10 taxonomic groups (vascular plants, bryophytes, fungi, birds, mammals, reptiles, amphibians, fish, terrestrial insects, and aquatic invertebrates) in 28 European countries, current numbers of alien species established in the wild are indeed more closely related to indicators of socioeconomic activity from the year 1900 than to those from 2000, although the majority of species introductions occurred during the second half of the 20th century. The strength of the historical signal varies among taxonomic groups, with those possessing good capabilities for dispersal (birds, insects) more strongly associated with recent socioeconomic drivers. Nevertheless, our results suggest a considerable historical legacy for the majority of the taxa analyzed. The consequences of the current high levels of socioeconomic activity on the extent of biological invasions will thus probably not be completely realized until several decades into the future.

Abstract Biological invasions have steadily increased over recent centuries. However, we still lack a clear expectation about future trends in alien species numbers. In particular, we do not know whether alien species will continue to accumulate in regional floras and faunas, or whether the pace of accumulation will decrease due to the depletion of native source pools. Here, we apply a new model to simulate future numbers of alien species based on estimated sizes of source pools and dynamics of historical invasions, assuming a continuation of processes in the future as observed in the past (a business‐as‐usual scenario). We first validated performance of different model versions by conducting a back‐casting approach, therefore fitting the model to alien species numbers until 1950 and validating predictions on trends from 1950 to 2005. In a second step, we selected the best performing model that provided the most robust predictions to project trajectories of alien species numbers until 2050. Altogether, this resulted in 3,790 stochastic simulation runs for 38 taxon–continent combinations. We provide the first quantitative projections of future trajectories of alien species numbers for seven major taxonomic groups in eight continents, accounting for variation in sampling intensity and uncertainty in projections. Overall, established alien species numbers per continent were predicted to increase from 2005 to 2050 by 36%. Particularly, strong increases were projected for Europe in absolute (+2,543 ± 237 alien species) and relative terms, followed by Temperate Asia (+1,597 ± 197), Northern America (1,484 ± 74) and Southern America (1,391 ± 258). Among individual taxonomic groups, especially strong increases were projected for invertebrates globally. Declining (but still positive) rates were projected only for Australasia. Our projections provide a first baseline for the assessment of future developments of biological invasions, which will help to inform policies to contain the spread of alien species.

Using the recently built Global Naturalized Alien Flora (GloNAF) database, containing data on the distribution of naturalized alien plants in 483 mainland and 361 island regions of the world, we describe patterns in diversity and geographic distribution of naturalized and invasive plant species, taxonomic, phylogenetic and life-history structure of the global naturalized flora as well as levels of naturalization and their determinants. The mainland regions with the highest numbers of naturalized aliens are some Australian states (with New South Wales being the richest on this continent) and several North American regions (of which California with 1753 naturalized plant species represents the world’s richest region in terms of naturalized alien vascular plants). England, Japan, New Zealand and the Hawaiian archipelago harbour most naturalized plants among islands or island groups. These regions also form the main hotspots of the regional levels of naturalization, measured as the percentage of naturalized aliens in the total flora of the region. Such hotspots of relative naturalized species richness appear on both the western and eastern coasts of North America, in north-western Europe, South Africa, south-eastern Australia, New Zealand, and India. High levels of island invasions by naturalized plants are concentrated in the Pacific, but also occur on individual islands across all oceans. The numbers of naturalized species are closely correlated with those of native species, with a stronger correlation and steeper increase for islands than mainland regions, indicating a greater vulnerability of islands to invasion by species that become successfully naturalized. South Africa, India, California, Cuba, Florida, Queensland and Japan have the highest numbers of invasive species. Regions in temperate and tropical zonobiomes harbour in total 9036 and 6774 naturalized species, respectively, followed by 3280 species naturalized in the Mediterranean zonobiome, 3057 in the subtropical zonobiome and 321 in the Arctic. The New World is richer in naturalized alien plants, with 9905 species compared to 7923 recorded in the Old World. While isolation is the key factor driving the level of naturalization on islands, zonobiomes differing in climatic regimes, and socioeconomy represented by per capita GDP, are central for mainland regions. The 11 most widely distributed species each occur in regions covering about one third of the globe or more in terms of the number of regions where they are naturalized and at least 35% of the Earth’s land surface in terms of those regions’ areas, with the most widely distributed species Sonchus oleraceus occuring in 48% of the regions that cover 42% of the world area. Other widely distributed species are Ricinus communis, Oxalis corniculata, Portulaca oleracea, Eleusine indica, Chenopodium album, Capsella bursa-pastoris, Stellaria media, Bidens pilosa, Datura stramonium and Echinochloa crus-galli. Using the occurrence as invasive rather than only naturalized yields a different ranking, with Lantana camara (120 regions out of 349 for which data on invasive status are known), Calotropis procera (118), Eichhornia crassipes (113), Sonchus oleraceus (108) and Leucaena leucocephala (103) on top. As to the life-history spectra, islands harbour more naturalized woody species (34.4%) thanmainland regions (29.5%), and fewer annual herbs (18.7% compared to 22.3%). Ranking families by their absolute numbers of naturalized species reveals that Compositae (1343 species), Poaceae (1267) and Leguminosae (1189) contribute most to the global naturalized alien flora. Some families are disproportionally represented by naturalized aliens on islands (Arecaceae, Araceae, Acanthaceae, Amaryllidaceae, Asparagaceae, Convolvulaceae, Rubiaceae, Malvaceae), and much fewer so on mainland (e.g. Brassicaceae, Caryophyllaceae, Boraginaceae). Relating the numbers of naturalized species in a family to its total global richness shows that some of the large species-rich families are over-represented among naturalized aliens (e.g. Poaceae, Leguminosae, Rosaceae, Amaranthaceae, Pinaceae), some under-represented (e.g. Euphorbiaceae, Rubiaceae), whereas the one richest in naturalized species, Compositae, reaches a value expected from its global species richness. Significant phylogenetic signal indicates that families with an increased potential of their species to naturalize are not distributed randomly on the evolutionary tree. Solanum (112 species), Euphorbia (108) and Carex (106) are the genera richest in terms of naturalized species; over-represented on islands are Cotoneaster, Juncus, Eucalyptus, Salix, Hypericum, Geranium and Persicaria, while those relatively richer in naturalized species on the mainland are Atriplex, Opuntia, Oenothera, Artemisia, Vicia, Galium and Rosa. The data presented in this paper also point to where information is lacking and set priorities for future data collection. The GloNAF database has potential for designing concerted action to fill such data gaps, and provide a basis for allocating resources most efficiently towards better understanding and management of plant invasions worldwide.