外來(lái)海洋物種入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

1、外來(lái)海洋物種入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)一我國(guó)外來(lái)海洋物種入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的狀況外來(lái)海洋物種（Alien marine species）是指出現(xiàn)在其過(guò)去或現(xiàn)在的自然分布范 圍及擴(kuò)散潛力以外的物種、亞種或以下的分類單元。當(dāng)外來(lái)海洋物種在自然或半 自然生態(tài)系統(tǒng)或生境中建立了種群，改變或威脅本地生物多樣性的時(shí)候，就成為 外來(lái)海洋入侵種（Alien marine invasive species） o我國(guó)從北到南海岸線長(zhǎng)32，000公里，海域面積473萬(wàn)平方公里，跨越5個(gè)氣 候帶：寒溫帶、溫帶、暖溫帶、亞熱帶和熱帶。生態(tài)系統(tǒng)類型多，這種自然特征 使我國(guó)容易遭受入侵物種的侵害。來(lái)自世界各地的大多數(shù)外來(lái)種都可能在我國(guó)找 到合

2、適的棲息地或生境。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，貿(mào)易和交通系統(tǒng)的發(fā)展以及 出、入境人員的增加，促進(jìn)了外來(lái)物種的引入。多種因素的相互作用加速了我國(guó) 境內(nèi)物種在其他地區(qū)，以及其他國(guó)家的外來(lái)物種在我國(guó)的擴(kuò)散。雖然長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)外來(lái)病蟲(chóng)害的危害及檢疫已經(jīng)引起我國(guó)檢疫、海關(guān)、農(nóng)、 林等部門的注意，但外來(lái)入侵種的生態(tài)學(xué)概念或生物多樣性保護(hù)意義上的認(rèn)識(shí)傳 入我國(guó)只是最近幾年的事情。一些西方國(guó)家對(duì)入侵種問(wèn)題研究較多。我國(guó)在1999 年以來(lái)，開(kāi)始了這方面的研究，已經(jīng)有研究資料說(shuō)明外來(lái)種情況、入侵種的危害 及其防范措施。根據(jù)目前的研究，估計(jì)我國(guó)已知的外來(lái)入侵種283種，其中有多 少造成入侵還不清楚。對(duì)外來(lái)海洋物種入侵風(fēng)險(xiǎn)

3、評(píng)估工作尚未開(kāi)展。本項(xiàng)目對(duì)海 洋外來(lái)入侵種進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為外來(lái)海洋物種的控制和檢疫提供依據(jù)。二國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題1外來(lái)海洋物種入侵危害海洋外來(lái)生物入侵、海洋污染、漁業(yè)資源過(guò)度捕撈和生境破壞，已成為世界 海洋生態(tài)環(huán)境面臨的四大問(wèn)題之一（楊圣云，2004）。侵入物種通過(guò)改變環(huán)境條 件和資源的可利用性而對(duì)本地物種產(chǎn)生致命影響，不僅使生物多樣性減少，而且 使系統(tǒng)的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)等功能受到影響，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的崩 潰。外來(lái)海洋物種影響群落的物種多樣性。生境的破壞在造成本地種喪失的同 時(shí)，還會(huì)促進(jìn)外來(lái)海洋物種的入侵（馬程琳，2003；梁玉波，2001）。外來(lái)海洋 物種同本地種競(jìng)爭(zhēng)而威

4、脅本地種，甚至造成本地種的滅絕，使群落的物種多樣性 受到影響，群落的生物多樣性減少，群落的組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（沈永明，2002）。 大米草原產(chǎn)歐洲，我國(guó)在20世紀(jì)7080年代由仲祟信等引入栽培成功，大米草對(duì) 海灘有固岸保護(hù)作用，但在大米草生長(zhǎng)地區(qū)，形成優(yōu)勢(shì)種群，排擠其它物種，對(duì) 當(dāng)?shù)厣锒鄻有詷?gòu)成威脅(張征云，2004)；福建霞浦縣東吾洋沿海灘涂，1983 年引種大米草，由于它的入侵性強(qiáng)，7年后成為占優(yōu)勢(shì)的植物，原來(lái)生活在這里 的200多種生物現(xiàn)僅存20多種。使群落的生物多樣性下降。導(dǎo)致近岸海洋生態(tài)環(huán) 境的破壞，趕走了灘涂魚(yú)蝦貝等海洋經(jīng)濟(jì)生物，大米草的迅速蔓延還使一些港灣 航道淤塞，影響水交換，

5、導(dǎo)致水質(zhì)下降。目前，大米草還在以每年數(shù)千畝的速度蔓 延。19921993年，在福建東山和廈門馬巒灣相繼發(fā)現(xiàn)一種原產(chǎn)于美洲的海洋貝 類一沙篩貝(Mgtilopsissallei)，目前，這些海域的浮筏、樁柱等所有養(yǎng)殖設(shè)施表面 幾乎全被它占據(jù)，把當(dāng)?shù)卦袛?shù)量很大的藤壺(Balanussp.)、牡蠣(Crassostreasp.) 等都排擠了。因爭(zhēng)奪餌料，養(yǎng)殖的菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)、翡翠貽貝 (Pernaviridis)等產(chǎn)量大幅度下降(王建軍，1999)。我國(guó)北方從日本引進(jìn)的蝦夷馬 糞海膽，從養(yǎng)殖籠中逃逸到自然海域環(huán)境中,能夠咬斷海底大型海藻根部而破壞 海藻床

6、；同時(shí)，它在自然生態(tài)系統(tǒng)中繁殖起來(lái)，與土著光棘球海膽 (Stronglocentrotusnudus)爭(zhēng)奪食物與生活空間，對(duì)土著海膽生存構(gòu)成了嚴(yán)重危害。外來(lái)海洋物種與本土生物雜交，造成遺傳污染(尤鋒，2003)。如Spartina alterniflora是在19世紀(jì)早期由輪船的壓艙水偶然傳入英格蘭的南部海岸，后來(lái)它 同與其同源的本地種雜Spartina maritima交，產(chǎn)生大米草，大米草的遺傳特性與 其親代的不同。從美國(guó)引進(jìn)的紅鮑和綠鮑，在一定條件下能和我國(guó)土著種皺紋盤 鮑進(jìn)行雜交。我國(guó)北方自然海區(qū)蝦夷扇貝的繁殖期是24月，土著櫛孔扇貝是4 6月，這樣在時(shí)間上，自然生態(tài)條件下的外來(lái)蝦夷扇

7、貝就有可能與土著櫛孔扇貝 雜交，并在實(shí)驗(yàn)室條件下已獲得了雜交后代。這樣的后代若在自然生態(tài)環(huán)境中再 成熟繁殖，與土著皺紋盤鮑和櫛孔扇貝更易于雜交，這樣勢(shì)必對(duì)我國(guó)這2種土著 貝類造成嚴(yán)重的遺傳污染。外來(lái)海洋物種帶入病原生物。從1993年起，我國(guó)海水養(yǎng)殖對(duì)蝦開(kāi)始大規(guī)模流 行病毒病害，其中主要原因之一是當(dāng)時(shí)從臺(tái)灣等蝦病流行地區(qū)引進(jìn)的帶病毒的苗 種。1996年起，我國(guó)北方傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)貝類養(yǎng)殖品種櫛孔扇貝也開(kāi)始大規(guī)模死亡，可 能與大規(guī)模引進(jìn)外來(lái)養(yǎng)殖貝類有關(guān)。2000年我國(guó)北方灘涂養(yǎng)殖菲律賓蛤仔爆發(fā)性 大規(guī)模死亡，主要原因是病原生物帕金蟲(chóng)的危害，而帕金蟲(chóng)是一種世界性的海洋 污染生物，很有可能是外來(lái)海洋生物帶來(lái)的

8、。近年來(lái)的北方養(yǎng)殖海參爆發(fā)疾病， 病因尚未明確，可能與引種帶來(lái)的病毒有關(guān)。外來(lái)海洋物種引起海洋生態(tài)災(zāi)害加劇。我國(guó)沿岸海域近些年來(lái)赤潮災(zāi)害不斷 加劇，除了環(huán)境污染影響以外，外來(lái)赤潮生物的危害也是重要的原因之一。由于 外來(lái)赤潮生物對(duì)生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，只要環(huán)境適宜，就可爆發(fā)赤潮。最近幾年，我國(guó) 平均每年爆發(fā)赤潮30次。赤潮發(fā)生高峰期是79月，而2001年到6月中旬就爆發(fā) 了 30次。我國(guó)赤潮災(zāi)害有加劇的趨勢(shì)。2外來(lái)物種入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)2.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)近年來(lái)養(yǎng)殖的許多外來(lái)魚(yú)、蝦、螺，都是有潛在入侵威脅的物種。為了避免 引進(jìn)物種對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成破壞，必須對(duì)引進(jìn)海洋養(yǎng)殖生物實(shí)行入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 價(jià)。應(yīng)從生態(tài)系統(tǒng)、物

9、種及基因三個(gè)層次著手，系統(tǒng)分析研究引進(jìn)物種的生物學(xué) 和生態(tài)學(xué)特征，特別是與周圍環(huán)境其他相關(guān)物種之間的抑制、競(jìng)爭(zhēng)或捕食關(guān)系。 必要時(shí)需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室或圍隔規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，研究引進(jìn)物種對(duì)周圍環(huán)境及物種的影 響，有的還需要考慮其與當(dāng)?shù)赜H緣種之間的遺傳學(xué)關(guān)系，防止改變當(dāng)?shù)匚锓N的遺 傳多樣性。外來(lái)物種入侵風(fēng)險(xiǎn)的影響應(yīng)當(dāng)包括經(jīng)濟(jì)影響、環(huán)境影響和社會(huì)影響，特別應(yīng) 當(dāng)重視外來(lái)入侵種的長(zhǎng)期生態(tài)影響。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有幾個(gè)方面：健康風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)經(jīng)濟(jì)生 產(chǎn)的威脅、對(duì)當(dāng)?shù)匾吧锖蜕锒鄻有缘耐{、引起環(huán)境破壞或?qū)е律鷳B(tài)系統(tǒng) 生態(tài)效益損失的風(fēng)險(xiǎn)（黃建輝，2003）。從文獻(xiàn)中收集到的生活史特征，如繁殖 成功率和該屬其它成員過(guò)去的入侵情況。

10、目前在各相關(guān)部門從各自角度分別建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。如國(guó)家質(zhì)檢總局自 1980年開(kāi)始開(kāi)展對(duì)有害生物的風(fēng)險(xiǎn)分析（Pest Risk Analysis，PRA）。目前其植 物的有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析工作在全球植物檢疫界處于領(lǐng)先水平，并利用了 GIS作 為輔助分析手段，為檢疫決策部門提供技術(shù)支持。農(nóng)業(yè)部也組織農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)和 高校開(kāi)展了風(fēng)險(xiǎn)分析工作，國(guó)家林業(yè)局組織林業(yè)科學(xué)院和其他研究機(jī)構(gòu)也開(kāi)展了 風(fēng)險(xiǎn)分析工作。國(guó)家環(huán)保總局組織南京大學(xué)及其他環(huán)境保護(hù)研究機(jī)構(gòu)在依據(jù)我國(guó) 實(shí)際并借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，從源頭控制、全過(guò)程效益監(jiān)控評(píng)價(jià)出發(fā)，建立了一套比較 全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。國(guó)合會(huì)生態(tài)安全課題組還提出了外來(lái)入侵物種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體

11、系。該體系從評(píng)估物種在野外建立種群的風(fēng)險(xiǎn)的角度考慮，而不是從造成經(jīng)濟(jì) 損失的角度，因而總體框架比較全面，在許多細(xì)節(jié)方面詳細(xì)討論，考慮到不確定 性和信息不足的情況。外來(lái)物種的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是指對(duì)某一種或幾種外來(lái)物種的各種特性及其對(duì) 生態(tài)系統(tǒng)的成份、結(jié)構(gòu)、功能和對(duì)經(jīng)濟(jì)等的影響作出科學(xué)的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)該物種入 侵的風(fēng)險(xiǎn)（向嚴(yán)詞，2002）。對(duì)外來(lái)海洋物種的經(jīng)濟(jì)影響作評(píng)估，包括以下幾部分： 外來(lái)海洋物種對(duì)漁業(yè)等造成影響而使產(chǎn)品的產(chǎn)量下降和品質(zhì)降低，由此而造成 的損失；由于外來(lái)海洋物種的影響而使旅游業(yè)和娛樂(lè)業(yè)受損的情況；為了控 制外來(lái)海洋物種而化費(fèi)的人力和物力。研究外來(lái)海洋物種的經(jīng)濟(jì)影響時(shí)，就要考 慮外來(lái)海洋

12、物種入侵的面積和外來(lái)海洋物種對(duì)當(dāng)?shù)厣铮绕涫菍?duì)人類關(guān)心的經(jīng) 濟(jì)養(yǎng)殖生物等的直接影響。當(dāng)然間接影響也不能忽略。其間接影響多是通過(guò)同其 它生物的作用來(lái)顯現(xiàn)出來(lái)的：如外來(lái)海洋物種成了病原體的藏身之所，有利于病 原體的生存；通過(guò)取代本地生物，使本地動(dòng)物失去食物或宿主而大量減少。那些 食譜窄的動(dòng)物受這種影響最大（Serveiss，2004）。George等人研究了地中海貽貝（Mytilus galloprovincialis）入侵南非西海岸 的事例。由于此種貽貝具有快速生長(zhǎng)和繁殖力、浮游幼蟲(chóng)階段、沒(méi)有捕食者、寄 生蟲(chóng)等，快速取代了本地種，并且導(dǎo)致大量游泳蟹死亡。作者通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，評(píng) 估了地中海貽貝可能

13、的風(fēng)險(xiǎn)。表1用于預(yù)測(cè)地中海貽貝入侵的指標(biāo)及其影響（George MB，2004）指標(biāo)效應(yīng)結(jié)果歷史溫帶氣候，世界范圍傳播V擴(kuò)散模式定居后快速擴(kuò)散V生理性能競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；寬的帶狀分布V波浪作用參數(shù)在開(kāi)闊海岸，占據(jù)和擴(kuò)散V形體大小影響取代大型種V對(duì)底層動(dòng)物影響支持高的生物量V對(duì)捕食者影響提高食物供應(yīng)V寄生蟲(chóng)影響來(lái)自寄生控制的釋放V(George M B, et aJournal of Experimental Marine Biology and Ecology 300 (2004) 189 -215)2.2入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法由于外來(lái)物種入侵導(dǎo)致的危害發(fā)生于生態(tài)系統(tǒng)水平、景觀水平及區(qū)域水平 上，其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

14、應(yīng)是大范圍的。但是，物種層次的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn) 評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，分析引入物種的表型或生理特征及入侵能力、繁殖能力、競(jìng)爭(zhēng)能力、 生態(tài)學(xué)影響等，測(cè)定其合適度、種群增加速度，對(duì)本地環(huán)境有關(guān)方面進(jìn)行描述（包 括棲息地類型、當(dāng)?shù)厣锒鄻有?、主要的相互作用過(guò)程、自然或人為干擾情況以 及海洋氣候和海水條件等）。將上述各方面的資料與數(shù)據(jù)綜合起來(lái)，用描述和圖 解或模型的形式來(lái)表示判斷風(fēng)險(xiǎn)度。并引入一些主要參數(shù)來(lái)做模型用于包括隨機(jī) 成分在內(nèi)的危險(xiǎn)程度判斷（韓麗，2001 ；朱琳，2003）。綜合指數(shù)法。分析研究評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)因子的影響與變化規(guī)律；建立表征各風(fēng)險(xiǎn)因 子特性的指標(biāo)體系；確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：建立評(píng)價(jià)函數(shù)曲線，

15、將風(fēng)險(xiǎn)因子的現(xiàn)狀值和 預(yù)測(cè)值轉(zhuǎn)換為無(wú)量綱的入侵風(fēng)險(xiǎn)質(zhì)量指標(biāo)，用0-1表示，0表示風(fēng)險(xiǎn)最低，1表示 風(fēng)險(xiǎn)最高;根據(jù)各個(gè)評(píng)價(jià)因子的相對(duì)重要性賦予其權(quán)重;將各因子的變化值綜合， 得出綜合的影響評(píng)價(jià)值。層次分析法（AHP），又稱為多層次權(quán)重分析決策法。確定評(píng)價(jià)范圍、對(duì)象 和評(píng)價(jià)因子；建立層次結(jié)構(gòu)，一般分為目標(biāo)層、指標(biāo)層和策略層三個(gè)層次；構(gòu)建 判斷矩陣，在每一層次上，按照上一層次的對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則要求，對(duì)該層次的指標(biāo)進(jìn)行 逐項(xiàng)比較，依照規(guī)定的標(biāo)度定量化后，寫(xiě)成矩陣形式，即為判斷矩陣；對(duì)判斷矩 陣要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)；通過(guò)上述步驟確定物種入侵風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)體系層次結(jié)構(gòu)和 各層次之間的比重，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)，1級(jí)為無(wú)風(fēng)

16、險(xiǎn)，2級(jí)為低風(fēng)險(xiǎn)，3級(jí)為 中等風(fēng)險(xiǎn)，4級(jí)為高風(fēng)險(xiǎn)，5級(jí)為不可接受。分析建模。這種方法是假設(shè)選定的幾個(gè)變量是合理可行的，由模型來(lái)預(yù)測(cè)入 侵的空間過(guò)程等。這種方法提供了一個(gè)可進(jìn)行預(yù)測(cè)又可檢驗(yàn)的模型，建模可把各 變量或參數(shù)結(jié)合起來(lái)分析預(yù)測(cè)。RD模型(reactiondiffusion models)可能是在 生物入侵方面應(yīng)用最廣泛的模型；用該模型對(duì)外來(lái)海洋物種入侵預(yù)測(cè)時(shí)，由于生 物與環(huán)境之間的相互作用和隨機(jī)效應(yīng)對(duì)外來(lái)海洋物種入侵的速率和格局影響很 大，而該模型不足之處就是末考慮生物的特性、環(huán)境異質(zhì)性和隨機(jī)效應(yīng)，因此， 這影響了 R-D模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性；此外，這個(gè)模型另一不足之處是只能預(yù)測(cè)入 侵速率，

17、而不能預(yù)測(cè)入侵格局。在對(duì)RD模型不足之處進(jìn)行修改的基礎(chǔ)上產(chǎn)生 了許多模型，這些模型多只是對(duì)特例進(jìn)行預(yù)測(cè)o Hengeveld對(duì)R-D模型進(jìn)行修改， 把生活史和傳播有關(guān)的參數(shù)引入了模型，考慮到上述模型的不足，在SES模型 (spatia11y explocit simulation models)中，空間、生態(tài)過(guò)程和隨機(jī)效應(yīng)參數(shù)被引入 模型，這個(gè)模型被應(yīng)用預(yù)測(cè)植物的入侵，用這種模型可以預(yù)測(cè)確定外來(lái)物種個(gè)體 的空間位置，這有利于對(duì)植物行為的特性進(jìn)行模擬，其預(yù)測(cè)結(jié)果可作為地理信息 參數(shù)，從而同地理信息系統(tǒng)(GIS )聯(lián)系起來(lái)，可以進(jìn)一步分析預(yù)測(cè)。2.3入侵風(fēng)險(xiǎn)的綜合性評(píng)定如果在評(píng)估外來(lái)海洋物種入侵風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，只把外來(lái)海洋物種入侵造成的損失和 消除控制外來(lái)海洋物種的費(fèi)用作為唯一指標(biāo)，就不能全面反映外來(lái)海洋物種入侵 造成的影響(向嚴(yán)詞，2002)。在地理學(xué)尺度上，有3個(gè)因素決定一個(gè)外來(lái)海洋物 種的總體影響：外來(lái)海洋物種分布的總面積、密度和每個(gè)單體的平均