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有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析方法綜述

2011-08-15 00:46黃成林汪小飛
黃山學(xué)院學(xué)報(bào) 2011年5期
關(guān)鍵詞:物種預(yù)測(cè)植物

吳 磊,黃成林,汪小飛

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園林學(xué)院,安徽 合肥230036;2.黃山學(xué)院 教務(wù)處,安徽 黃山 245041)

有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析方法綜述

吳 磊1,黃成林1,汪小飛2

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園林學(xué)院,安徽 合肥230036;2.黃山學(xué)院 教務(wù)處,安徽 黃山 245041)

在對(duì)有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)歸納分析了農(nóng)業(yè)氣候相似距法、CLIMEX模型方法、Maxent模型方法、GARP模型方法、德?tīng)柗品?、層次分析法和模糊分析法等目前?guó)內(nèi)外在外來(lái)生物風(fēng)險(xiǎn)分析中常用的技術(shù)方法,概述了各個(gè)評(píng)估方法的含義并指出國(guó)內(nèi)目前外來(lái)物種風(fēng)險(xiǎn)分析存在的不足,并對(duì)其研究應(yīng)用的前景進(jìn)行了展望。

外來(lái)物種;風(fēng)險(xiǎn)分析;方法

近幾個(gè)世紀(jì),隨著人類貿(mào)易、運(yùn)輸、旅游等交通的發(fā)展。外來(lái)物種(alien species)突破自然界的隔離屏障如山脈、河流、沙漠、海洋等進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)的幾率越來(lái)越大。雖然并非所有的外來(lái)物種都能成功地?cái)U(kuò)散到當(dāng)?shù)氐淖匀唤绯蔀闅w化物種(naturalized species),進(jìn)而成為對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)有破壞力的外來(lái)入侵物種(invasive alien species),但一旦生長(zhǎng)難以控制形成入侵物種,將會(huì)造成嚴(yán)重的生物污染,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。據(jù)國(guó)家環(huán)??偩纸y(tǒng)計(jì)顯示至2003年底,全國(guó)共有283種外來(lái)入侵物種,其中包括世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)公布的全球最具威脅的外來(lái)入侵物種約50種,每年對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境造成損失約1200億元,現(xiàn)在損失已高達(dá)2000億元。這些外來(lái)入侵物種中,已有46.3%入侵自然保護(hù)區(qū)。為此國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)生物入侵開(kāi)展了大量的研究,特別是關(guān)于外來(lái)入侵植物,形成了許多新理論、新成果。本文從有害生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面對(duì)國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的研究進(jìn)行總結(jié)和展望。

1 發(fā)展簡(jiǎn)史

某一物種從原產(chǎn)地到達(dá)非原產(chǎn)地,就會(huì)帶來(lái)新的影響,影響的大小隨具體情況改變。為了便于將模糊的影響程度具體量化,人們將工程學(xué)中的“風(fēng)險(xiǎn)”這一概念引入進(jìn)來(lái),后逐步形成了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(risk assessment)的概念。而上世紀(jì)80年代才正式引入到植物檢疫的術(shù)語(yǔ)——有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析 (Pest Risk Analysis,PRA)則一直是外來(lái)物種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要環(huán)節(jié)。

1.1 國(guó)外發(fā)展簡(jiǎn)史

早期著名學(xué)者達(dá)爾文[1]雖然最早注意到了物種在不同區(qū)域間的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,但由于年代的條件限制,未涉及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。直到1872年,俄法兩國(guó)為防止馬鈴薯甲蟲(chóng)禁止從美國(guó)進(jìn)口馬鈴薯,才標(biāo)志著有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析(PRA)的開(kāi)始。但初期的分析只是以簡(jiǎn)單的生物學(xué)特性為依據(jù),對(duì)傳入的可能性進(jìn)行研究,也沒(méi)有涉及“風(fēng)險(xiǎn)”這一概念,最后做出的決策只是是否進(jìn)口。20世紀(jì)Cook[2]將氣候因子引入外來(lái)生物風(fēng)險(xiǎn)分析領(lǐng)域,此后Weltzien[3]再將地理植物病理學(xué)的理論引入該領(lǐng)域,至90年代,有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析(PRA)得到極大地發(fā)展,不僅“風(fēng)險(xiǎn)”這一概念被引入,而且對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究也從傳入的可能性轉(zhuǎn)到傳入后的定植可能性。1991年北美植物保護(hù)組織(NAPPO)提出“由生物體傳入或擴(kuò)散引發(fā)的對(duì)植物或植物產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)分析步驟”以及1995年聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)頒布的《有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析準(zhǔn)則》,標(biāo)志著對(duì)有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析已轉(zhuǎn)入有害生物對(duì)社會(huì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)的綜合評(píng)估階段。

1.2 我國(guó)發(fā)展簡(jiǎn)史

1916年,我國(guó)植物病理學(xué)家鄒秉文[4]撰寫(xiě)了《植物病理學(xué)概要》,提出對(duì)外來(lái)病蟲(chóng)害的傳入進(jìn)行防范,可以看作是我國(guó)有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析(PRA)工作的開(kāi)端。1981年,原農(nóng)業(yè)部植物檢疫實(shí)驗(yàn)所的研究人員開(kāi)展了 “危險(xiǎn)性病蟲(chóng)雜草的檢疫重要性評(píng)價(jià)”的研究,對(duì)引進(jìn)植物及植物產(chǎn)品進(jìn)行檢疫重要性程度的評(píng)價(jià)。在此評(píng)價(jià)上,建立了“有害生物疫情數(shù)據(jù)庫(kù)”和“各國(guó)病蟲(chóng)草害名錄數(shù)據(jù)庫(kù)”,為1991年我國(guó)PRA工作的正式開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。1991年,由原農(nóng)業(yè)部植物檢疫實(shí)驗(yàn)主持,原國(guó)家動(dòng)植物檢疫局和原上海動(dòng)植物檢疫局的專家和檢疫官員參加的農(nóng)業(yè)部“八五”重點(diǎn)課題——“檢疫性病蟲(chóng)害的危險(xiǎn)性評(píng)估(PRA)研究”,標(biāo)志我國(guó)有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析(PRA)工作的正式開(kāi)始。當(dāng)前,中國(guó)有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析工作組正按照既定時(shí)間表對(duì)有關(guān)檢疫政策和有關(guān)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)的問(wèn)題進(jìn)行分析,各國(guó)向中國(guó)輸入新的植物及植物產(chǎn)品項(xiàng)目前都要進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析已經(jīng)成為中國(guó)檢疫決策工作中必不可缺的重要環(huán)節(jié)。

2 技術(shù)及方法

有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析(PRA)實(shí)際上是外來(lái)物種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在植物或植物產(chǎn)品檢疫工作中的應(yīng)用,[5]至今國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者、團(tuán)體、組織積累了大量PRA技術(shù)方法、案例、經(jīng)驗(yàn)對(duì)外來(lái)物種的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了寶貴的參考依據(jù)。根據(jù)外來(lái)物種是否已經(jīng)傳入,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估大致可分為兩類:第一類是在物種引入某地區(qū)前預(yù)測(cè)其入侵風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估系統(tǒng)。第二類是對(duì)已經(jīng)在當(dāng)?shù)囟ㄖ郴驓w化并造成影響,或有潛在入侵性并將來(lái)有可能成為入侵物種的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。

2.1 第一類分析法

2.1.1 農(nóng)業(yè)氣候相似距法

Cook提出利用氣候圖對(duì)有害生物的潛在分布進(jìn)行分析,初衷是用于作物引種咨詢,這一方法隨后得到進(jìn)一步發(fā)展改進(jìn),現(xiàn)用于對(duì)某種有害生物的適生性分析。農(nóng)業(yè)氣候相似距法是根據(jù)對(duì)被預(yù)測(cè)有害生物的了解程度,可以按3種不同的方式[6]找出相應(yīng)的適生指標(biāo)進(jìn)行分析:1.通過(guò)研究引入地與原產(chǎn)地的氣候相似程度確定有害生物的可能適生區(qū)域;2.通過(guò)對(duì)有害物種的生態(tài)氣候指標(biāo)研究確定其可能適生區(qū)域;3.氣候相似并結(jié)合有害生物的生態(tài)氣候指標(biāo)確定其可能適生區(qū)域。劉桂蓮[7]分析了中國(guó)與世界的農(nóng)業(yè)氣候相似,應(yīng)用其成果從引種角度研究小麥、玉米和馬鈴薯等作物的優(yōu)良品種推廣適種范圍。吳鐘玲[8]運(yùn)用農(nóng)業(yè)氣候相似原理對(duì)在吉林長(zhǎng)春引種美國(guó)菊苣、德國(guó)結(jié)球生菜、臺(tái)灣甜豌豆、黃秋葵的可能性進(jìn)行了論證。胡建軍[9]從農(nóng)業(yè)氣候相似距的溫度、降水資料、年內(nèi)熱量、降水等4個(gè)方面對(duì)山西省靈丘縣和良種基地的相似程度進(jìn)行比較,并引進(jìn)了馬鈴薯、莜麥、豆類等優(yōu)良品種。農(nóng)業(yè)氣候相似距法的優(yōu)點(diǎn)在于如果對(duì)某種有害生物的生態(tài)學(xué)研究不夠,不能具體確定該種的生態(tài)指標(biāo)時(shí),可采取較粗略的方式,把所研究地區(qū)的氣候與物種原產(chǎn)地的氣候進(jìn)行比較,結(jié)果越相似,該物種對(duì)研究地區(qū)適生可能性越大。應(yīng)用農(nóng)業(yè)氣候相似距法對(duì)有害生物進(jìn)行適生性分析時(shí),關(guān)鍵是對(duì)具有代表性適生氣候指標(biāo)的整理收集,收集的指標(biāo)不僅滿足計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的要求,還要能反映出有害生物對(duì)氣候條件的生態(tài)要求,如果選擇不當(dāng),結(jié)果就會(huì)失真。我國(guó)專家在用此方法進(jìn)行分析時(shí),可利用北京農(nóng)業(yè)大學(xué)建立的“農(nóng)業(yè)氣候相似距庫(kù)”。

2.1.2 CLIMEX模型方法

宋紅敏提到CLIMEX模型是澳大利亞科學(xué)家Sutherst和Maywald建立的一種動(dòng)態(tài)模擬的模型。[10]該模型可以通過(guò)已發(fā)生地的氣候條件預(yù)測(cè)被檢物種其它地理位置的分布和相對(duì)豐盛度,并分析氣候?qū)ι锷L(zhǎng)發(fā)育的影響,能比較全面地分析、評(píng)估生物在新環(huán)境中的適生能力。CLIMEX首先假設(shè)物種在1年內(nèi)會(huì)經(jīng)歷適合種群增長(zhǎng)和不適合甚至危及生存的兩個(gè)時(shí)期,設(shè)定一組參數(shù),再通過(guò)物種已知的地理分布及數(shù)量來(lái)估計(jì)所需要的氣候條件,設(shè)定另一組參數(shù)。兩組參數(shù)共同構(gòu)成生態(tài)氣候指數(shù),描述物種在某地區(qū)和年份適合度的指標(biāo)。宋紅敏根據(jù)松墨天牛在亞洲地區(qū)的適宜條件,使用CLIMEX預(yù)測(cè)可能在全球的分布區(qū)。程俊峰[11]將CLIMEX和GIS分析方法結(jié)合起來(lái),初步分析了寄主和湖泊等因素對(duì)西花薊馬分布的影響,從而使CLIMEX的預(yù)測(cè)結(jié)果更加精細(xì)準(zhǔn)確。侯柏華[12]根據(jù)CLIMEX模擬結(jié)果的EI值大小,將桔小實(shí)蠅在我國(guó)大陸的適生分布情況進(jìn)一步劃分為最適宜、次適宜、適宜和非適宜4個(gè)氣候區(qū)。CLIMEX憑借的方法是基于確定性模型的評(píng)估方法,在適生性分析中應(yīng)用較多,影響力很大。但是由于CLIMEX只收錄了中國(guó)的87個(gè)氣象點(diǎn),不能完全覆蓋中國(guó)各地的氣候情況,在利用現(xiàn)有分布點(diǎn)進(jìn)行GIS插值時(shí),部分地區(qū)存有誤差,運(yùn)用CLIMEX時(shí)應(yīng)對(duì)此進(jìn)一步增加氣象站點(diǎn)的資料,并使這些站點(diǎn)在中國(guó)的分布更有代表性。另外分析物種適生區(qū)除氣候因子外,還應(yīng)包括非氣候因子,故此方法分析的結(jié)果有一定局限性,這是我國(guó)專家在運(yùn)用CLIMEX軟件時(shí)需要注意的地方。

2.1.3 MaxEnt模型方法

曾暉提到MaxEnt是由Jaynes提出的可應(yīng)用于概率密度評(píng)估的最大熵(maximum entropy)理論[13]開(kāi)發(fā)出來(lái)的物種地理分布預(yù)測(cè)軟件,一般用AUC(曲線下面積)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的好壞進(jìn)行判斷,模型的AUC值越大,則表示環(huán)境與預(yù)測(cè)的物種地理分布模型之間相關(guān)性越大,越能判別該物種是否分布。要使MaxEnt的預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確,就需要有一定數(shù)量即有代表性又精確的地理分布點(diǎn)數(shù)據(jù),還需選擇影響物種分布的關(guān)鍵環(huán)境變量以建立相對(duì)準(zhǔn)確的模型。利用此方法的基礎(chǔ)就是要充分了解物種的生物及生態(tài)學(xué)特性。曾暉根據(jù)影響橡膠南美葉疫病菌生存的主要?dú)夂蛞蛩?,將全球氣候條件適宜橡膠南美葉疫病菌存活的分布數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)導(dǎo)入MaxEnt,運(yùn)行得出適宜橡膠南美葉疫病菌存活區(qū),最后結(jié)合天然橡膠樹(shù)分布情況推測(cè)該菌的潛在地理分布的區(qū)域。雷軍成[14]利用采樣后的加拿大一枝黃花在北半球的分布數(shù)據(jù),以溫度和降水的歷年年平均數(shù)據(jù)和歷年各月平均數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)的環(huán)境因子,利用基于最大熵原理的MaxEnt模型作為適生性預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)加拿大一枝黃花在我國(guó)的潛在分布。趙文娟[15]采用MaxEnt軟件對(duì)引起玉米霜霉病的5種檢疫性病原菌在我國(guó)的潛在分布區(qū)進(jìn)行了預(yù)測(cè)并得出5種病原菌預(yù)測(cè)結(jié)果的可信AUC值。常志隆[16]研究嘗試使用MaxEnt對(duì)小麥印度腥黑穗病在我國(guó)的潛在地理分布進(jìn)行初步分析。王穎[17]利用MaxEnt生態(tài)位模型和GIS系統(tǒng),對(duì)大豆南北方莖潰瘍病菌在我國(guó)的適生區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè),分析結(jié)果表明這兩種病菌在我國(guó)的潛在適生區(qū)域廣泛。MaxEnt用在物種的分布預(yù)測(cè)上時(shí)間不長(zhǎng),國(guó)內(nèi)學(xué)者也運(yùn)用較少,但因其未對(duì)未知事物做任何主觀判斷,而是通過(guò)客觀的AUC來(lái)確定分布范圍,具有較好的解釋力而受到越來(lái)越多的關(guān)注。

2.1.4 GARP模型方法

GARP(Genetic Algorithm for Rule-set Prediction)是基于遺傳算法的規(guī)則組合預(yù)測(cè)模型系統(tǒng),即用物種的分布資料和環(huán)境數(shù)據(jù)產(chǎn)生的物種生態(tài)需求,求物種分布區(qū)域與研究區(qū)域之間環(huán)境特征關(guān)系。運(yùn)行過(guò)程是一個(gè)反復(fù)迭代,找出最優(yōu)種類分布if-then的規(guī)則,即if某一生態(tài)條件,then種類存在/不存在。模型從待選規(guī)則開(kāi)始 (如邏輯斯諦回歸或生物氣候包絡(luò)規(guī)則),選擇一種規(guī)則,利用數(shù)據(jù)生成一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型,再根據(jù)精度變化確定這一規(guī)則是保留在規(guī)則庫(kù)或舍棄。經(jīng)過(guò)多次往復(fù)過(guò)程,選出若干種if-then規(guī)則,最后用預(yù)測(cè)圖預(yù)測(cè)出物種的適生區(qū)域。李紅梅[18]采用GARP生態(tài)位模型預(yù)測(cè)分析了松屬植物的重要入侵害蟲(chóng)日本松干蚧肘在中國(guó)的潛在地理分布,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有全國(guó)范圍內(nèi)的分布地點(diǎn)的分析,預(yù)測(cè)顯示該蟲(chóng)可以在中國(guó)27個(gè)省、市、自治區(qū)生存,主要集中在東北和東部沿海地區(qū)。李雙成[19]利用云南縱向嶺谷區(qū)紫莖澤蘭的分布及其環(huán)境因子數(shù)據(jù),通過(guò)GARP模型預(yù)測(cè)了紫莖澤蘭的潛在入侵區(qū)域。結(jié)果表明,在南部的一些局部高山地區(qū),不適宜紫莖澤蘭生長(zhǎng)和分布。北部地區(qū)除一些河流的谷底由于海拔較低,適宜紫莖澤蘭生長(zhǎng)外,大部分生境不適宜紫荊澤蘭生長(zhǎng)。由于GARP生態(tài)位模型在進(jìn)行潛在分布區(qū)預(yù)測(cè)時(shí),其研究對(duì)象必須是生態(tài)環(huán)境中達(dá)到生態(tài)平衡的物種,只能選用達(dá)到穩(wěn)定生態(tài)位的分布點(diǎn)數(shù)據(jù),因此在操作中有一定局限性。

2.2 第二類分析法

2.2.1 德?tīng)柗品?/p>

德?tīng)柗品ㄊ怯擅绹?guó)蘭德公司上世紀(jì)50年代首創(chuàng),[20]基本步驟是首先根據(jù)課題大小及涉及面寬窄咨詢20-50名權(quán)威專家,將設(shè)計(jì)好的對(duì)象分析表以匿名問(wèn)卷的方式分別提供給專家,專家按照問(wèn)卷提供意見(jiàn),然后回收問(wèn)卷專家的意見(jiàn)作為下一輪調(diào)查表格的依據(jù),再排除不合理方案重新設(shè)計(jì)問(wèn)卷表進(jìn)行下一輪的專家咨詢,直到得出最終結(jié)論。問(wèn)卷最好使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方式,以便使定性分析與定量分析有機(jī)結(jié)合。在預(yù)測(cè)過(guò)程中,每個(gè)專家只與分析人員聯(lián)系,彼此互不交流,此方法特點(diǎn)是不僅讓專家自由地發(fā)表個(gè)人意見(jiàn),使分析人員與專家意見(jiàn)相互反饋,還可以降低主觀因素,降低判斷矩陣的維數(shù)。在對(duì)有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)如果評(píng)估指標(biāo)有許多模糊不清,使用數(shù)學(xué)模型又有難度時(shí)可以使用德?tīng)柗品?。徐?huì)[21]在對(duì)安徽省外來(lái)植物風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)用德?tīng)柗品ㄌ幚碓u(píng)價(jià)指標(biāo)中模糊不清的部分。值得注意的是若最后檢驗(yàn)分析的方差不合理,應(yīng)停止使用德?tīng)柗品ā?/p>

2.2.2 層次分析法

徐會(huì)曾例舉出美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家Seaty提出的層次分析法[21](Analytic hierarchy process,AHP),是將方案構(gòu)建成多層次,多指標(biāo)系統(tǒng),再依次對(duì)每層指標(biāo)進(jìn)行研究、評(píng)估的一種方法。此方法能將研究者對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的思維過(guò)程模型化、數(shù)量化。分析過(guò)程中,研究者將復(fù)雜問(wèn)題分解為若干層次以及若干指標(biāo),在各指標(biāo)之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較和計(jì)算,得出不同指標(biāo)的權(quán)重,為最佳方案的選擇提供依據(jù)。具體運(yùn)用到有害生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的步驟是首先構(gòu)建出外來(lái)物種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)框架,將決策問(wèn)題按總目標(biāo)、各層子目標(biāo)、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的順序分解為不同的層次結(jié)構(gòu),從層次結(jié)構(gòu)模型的第2層開(kāi)始,每一層各個(gè)指標(biāo)成對(duì)比較按1至9的比較尺度構(gòu)成對(duì)比矩陣,再檢驗(yàn)矩陣的一致性,當(dāng)一致性指標(biāo)CR<0.10時(shí)表示矩陣排序合理,直到最后一層。然后用求解判斷矩陣特征向量的辦法,求得每一層次各指標(biāo)對(duì)上一層次某指標(biāo)的優(yōu)先權(quán)重,最后再用加權(quán)的方法遞階歸算出對(duì)總目標(biāo)的最終權(quán)重。李振宇、解炎[22]構(gòu)建的外來(lái)物種入侵風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)估采用層次分析的體系,構(gòu)建的指標(biāo)有繁殖擴(kuò)散性、遺傳性、適應(yīng)性特征、物種類型、有害特征、被控制特點(diǎn)及入侵歷史。丁暉,石碧清,徐海根,等[23]提出了“外來(lái)物種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系框架”,該指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層3個(gè)層次。郭瓊霞[24]采用多指標(biāo)綜合評(píng)估方法,建立一、二級(jí)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算模型,計(jì)算出加拿大一枝黃花的危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)值。歐健[25]針對(duì)廈門(mén)市的外來(lái)植物入侵現(xiàn)狀,采用層次分析構(gòu)建了適應(yīng)廈門(mén)地區(qū)外來(lái)植物入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架,該指標(biāo)體系由“移居與建群的可能性”、“危害與影響”和“預(yù)防與控制”3大部分,共計(jì)6個(gè)一級(jí)指標(biāo),17個(gè)二級(jí)指標(biāo)構(gòu)成。層次分析法由于系統(tǒng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)框架簡(jiǎn)潔明了、所需定量數(shù)據(jù)較少,其層次本身能夠認(rèn)真地考慮和衡量指標(biāo)的相對(duì)重要性,所以在對(duì)第二類風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)多采用此方法。

2.2.3 模糊分析法

傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析是一種基于概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的分析方法,這種分析雖然基礎(chǔ)牢固,結(jié)果清晰,但是要求大量的客觀數(shù)據(jù)樣本,數(shù)據(jù)量既要多,精確度又要高,致使一些新型的系統(tǒng)由于不能滿足此要求而難以運(yùn)用,于是模糊分析法出現(xiàn)。此方法基于經(jīng)典模糊數(shù)學(xué)理論,從模糊不確定性考察風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)可能性,將缺乏歷史數(shù)據(jù)的樣本描述為模糊樣本,運(yùn)用時(shí)依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析對(duì)象可分為模糊度量風(fēng)險(xiǎn)分析、模糊排序風(fēng)險(xiǎn)分析、模糊聚類風(fēng)險(xiǎn)分析、模糊診斷風(fēng)險(xiǎn)分析、模糊邏輯推理風(fēng)險(xiǎn)分析5種類型。[26]5種分析類型各有側(cè)重,在對(duì)單個(gè)外來(lái)物種進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)一般采用模糊度量風(fēng)險(xiǎn)分析,首先將分析對(duì)象分解成若干子對(duì)象,然后建立模糊評(píng)語(yǔ)集,通過(guò)各個(gè)子對(duì)象的風(fēng)險(xiǎn)度和影響度對(duì)照評(píng)語(yǔ)集來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)度。當(dāng)分析的對(duì)象為多個(gè)時(shí)則采用模糊排序風(fēng)險(xiǎn)分析,可以針對(duì)層次分析法判斷矩陣?yán)镆恍┰剡M(jìn)行改造,使之更加符合人類思維,同時(shí)將定性推斷和定量推斷結(jié)合,增加判斷的客觀性,得到的結(jié)果再與歸一化的權(quán)重比較是否一致。模糊分析法由于是一門(mén)新興的學(xué)科,現(xiàn)在大部分成果只是停在科研階段,沒(méi)有真正落實(shí)到實(shí)踐,此方法還需要進(jìn)一步完善,利用實(shí)踐拓寬理論,豐富理論體系。

3 存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 我國(guó)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的不足

我國(guó)有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析(PRA)雖然工作起步相對(duì)較晚,技術(shù)力量還較薄弱,且僅成立了國(guó)家級(jí)PRA工作組,各省區(qū)的PRA基本未開(kāi)展,但是在理論體系上已趨于完善。近年來(lái)隨著全國(guó)有害生物普查和調(diào)查的開(kāi)展,對(duì)國(guó)外有害生物信息的掌握也漸漸全面,但是我國(guó)有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析仍有不足。近年來(lái),國(guó)內(nèi)科研人員開(kāi)展對(duì)外來(lái)物種的大量調(diào)查、評(píng)估工作,如秦衛(wèi)華[27]通過(guò)野外實(shí)地調(diào)查的方法對(duì)上海市崇明東灘和九段沙濕地2個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)分布的外來(lái)入侵植物進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查。王嫩仙[28]對(duì)杭州市7區(qū)、縣(市)的野外調(diào)查,確定杭州市主要外來(lái)入侵植物72種,隸屬30科63屬。肖正清[29]基于2008年云南省16個(gè)州市的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),分析了惡性外來(lái)入侵植物紫莖澤蘭在云南發(fā)生的空間分布格局與不同生境條件下的發(fā)生面積及危害情況。雷江麗[30]對(duì)深圳市野生植物和常見(jiàn)栽培植物,建成區(qū)內(nèi)本地植物和外來(lái)植物進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。姜罡丞[31]對(duì)許昌市城郊的外來(lái)人侵植物統(tǒng)計(jì)分析出外來(lái)入侵植物共有46種,隸屬18科。何冬梅[32]研究了安徽蚌埠市外來(lái)入侵植物的種類、來(lái)源地、生活型、區(qū)系分布類型。汪成平[33]對(duì)菜豆象傳入陜西省的危險(xiǎn)性進(jìn)行定性、定量分析,并提出了相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)性管理對(duì)策。由上可知,大多數(shù)研究是從行政區(qū)劃的角度對(duì)外來(lái)植物進(jìn)行的調(diào)查研究,對(duì)于風(fēng)景名勝區(qū)的有害生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估則開(kāi)展甚少,關(guān)于風(fēng)景名勝區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的構(gòu)建國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)也鮮有報(bào)道。

3.2 發(fā)展趨勢(shì)

將來(lái),研究熱點(diǎn)集中在:1.外來(lái)種的生物學(xué)特性如生態(tài)幅、繁殖、傳播特性、遺傳結(jié)構(gòu)。2.入侵種與鄉(xiāng)土種間的相互作用、天敵的控制、種間抑制、與鄉(xiāng)土種的競(jìng)爭(zhēng)、外來(lái)種的協(xié)同入侵。3.外來(lái)種與鄉(xiāng)土種的雜交。4.新棲息地群落生物多樣性對(duì)入侵的抵抗性。5.新棲息地環(huán)境變化、人為干擾、全球氣候變化的影響。隨著分子生物學(xué)和數(shù)學(xué)模型被廣泛采用,通過(guò)評(píng)價(jià)植物的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性,輔以現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)等綜合技術(shù)的PRA方法將會(huì)越來(lái)越多的使用,從而將大大提高預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率。

致謝:本文是黃山學(xué)院與黃山風(fēng)景區(qū)園林局產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目“黃山風(fēng)景區(qū)外來(lái)植物調(diào)查、評(píng)估、治理及管理對(duì)策研究”的前期研究進(jìn)展,得到黃山園林局的汪傳友、吳俊等同志的大力支持,表示感謝。

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A Review of Pest Risk Analysis Methods

Wu lei1,Huang Chenglin1,Wang Xiaofei2
(1.Anhui Agricultural University,Hefei230036,China;
2.Teaching Affairs Department,Huangshan University,Huangshan245041,China)

Based on a review of pest risk analyses,the paper focuses on some conventional techniques and methods for risk analysis of alien species at home and abroad,such as Agroclimatic analogy,CLIMEX, MaxEnt,GARP,Delphi method,AHP and Fuzziness analysis method,discusses the meaning of various assessment methods,points out some deficiencies in the current research and looks into the prospect of its application.

alien species;risk analysis;method

S412

A

1672-447X(2011)05-0077-05

2011-06-16

安徽省教育廳自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2011Z365)

吳磊(1983-),安徽合肥人,安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生,研究方向?yàn)閳@林植物;

黃成林(1962-),安徽郎溪人,安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院教授,研究方向?yàn)閳@林植物與觀賞園藝。

胡德明

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