外來(lái)入侵有害生物的風(fēng)險(xiǎn)理論與技術(shù)

外來(lái)入侵有害生物的風(fēng)險(xiǎn)分析理論與技術(shù)概念有害生物風(fēng)險(xiǎn)性分析(pestriskanalysis,簡(jiǎn)稱(chēng)PRA)是了解某一特定來(lái)源的有害生物可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)性水平,這一危險(xiǎn)性水平是否可以被接受以及根據(jù)需要為降低這一危險(xiǎn)性可以采取的措施有害生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估——對(duì)已經(jīng)傳入、尚未發(fā)生的地區(qū)，或在新發(fā)生區(qū)傳播蔓延可能引起的危險(xiǎn)性進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)的過(guò)程有害生物風(fēng)險(xiǎn)管理——風(fēng)險(xiǎn)治理決策過(guò)程，目的在于降低危險(xiǎn)性

有害生物風(fēng)險(xiǎn)性分析的必要性外來(lái)物種的入侵給經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康造成了相當(dāng)嚴(yán)重的危害，因而有必要建立一個(gè)國(guó)際警報(bào)系統(tǒng),提醒人們重視潛在的有害生物貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致更多外來(lái)物種入侵越是貿(mào)易頻繁的國(guó)家,外來(lái)入侵物種也越多：美國(guó)每年由于某些外來(lái)種而遭受的直接經(jīng)濟(jì)損失和防治費(fèi)用高達(dá)1370億美元,生態(tài)環(huán)境遭受的損失約138億美元WTO規(guī)則要求檢疫管理在保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時(shí),盡量減少對(duì)貿(mào)易的限制。開(kāi)展有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析的研究,是我國(guó)經(jīng)貿(mào)制度與國(guó)際接軌的迫切需要各締約方所采取的檢疫措施必須建立在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)上,應(yīng)考慮到對(duì)動(dòng)植物生命或健康的風(fēng)險(xiǎn)性及對(duì)環(huán)境的威脅

有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析的程序從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始,國(guó)際上有害生物危險(xiǎn)性評(píng)估已經(jīng)走向程序化FAO（1996年）正式批準(zhǔn)了“植物檢疫措施國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”第2號(hào)《有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析準(zhǔn)則》。1997年又修訂了《國(guó)際植物保護(hù)公約》InternationalPlantProtectionConvention,IPPC)1993年11月,美國(guó)完成的“通用的非土生有害生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟”(用于估計(jì)與非土生有害生物傳入相關(guān)的有害生物風(fēng)險(xiǎn)),將PRA劃分的三階段也基本與FAO的“準(zhǔn)則”一致。其特點(diǎn)是所建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型采用高、中、低打分的方法澳大利亞參考FAO的《有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析準(zhǔn)則》制定了“有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析的總要求”根據(jù)ＷＴＯ的規(guī)定，程序有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析的程序包括3方面有害生物風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估的初始化(pestriskassessmentinitialization)即評(píng)估目標(biāo)的篩選有害生物風(fēng)險(xiǎn)性分析(pestriskassessment)經(jīng)過(guò)傳入、定居和擴(kuò)散危險(xiǎn)性分析,最后確定有害生物的危險(xiǎn)性有害生物風(fēng)險(xiǎn)性治理(pestriskmanagement)通過(guò)評(píng)價(jià)不同檢疫措施的效果,制定減少或降低有害生物危險(xiǎn)性的措施,為檢疫決策服務(wù)有害生物風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)分析技技術(shù)$1氣候圖技術(shù)術(shù)早期有害生生物適生地地研究中最最經(jīng)典的研研究技術(shù)Cook(1924年),利利用“氣氣候圖”技技術(shù)研究對(duì)對(duì)灰地老虎虎在美國(guó)西西部潛在的的生長(zhǎng)區(qū)在此基礎(chǔ)上上,Uvarov、、Bodenheimer等等又提出了了“生活史史氣候圖””、“生態(tài)態(tài)氣候圖””。利用該該技術(shù)研究究苜蓿葉甲甲、地中海海實(shí)蠅在美美國(guó)和中東東的適生地分布布以及麥莖莖蜂在加拿拿大的適生生地分布20世紀(jì)50年代初初,氣候圖圖技術(shù)中又又融入了實(shí)實(shí)驗(yàn)科學(xué),進(jìn)一步提提高了有害害生物適生生地預(yù)測(cè)結(jié)結(jié)果的可信信度地中海實(shí)蠅蠅、桔小實(shí)實(shí)蠅和瓜實(shí)實(shí)蠅在美國(guó)國(guó)適生地分分布研究：：利用人工工氣候箱模模擬美國(guó)10幾種典典型氣候條條件,研究究不同氣候候條件下的的生長(zhǎng)和發(fā)發(fā)育，再結(jié)結(jié)合氣候分分析,提出出了這3種種實(shí)蠅在美美國(guó)可能的的適生區(qū)分分布$1氣候圖技術(shù)術(shù)根據(jù)“氣候候相似性””原理,將將某一地點(diǎn)點(diǎn)的m種農(nóng)農(nóng)業(yè)氣候要要素(如光光、溫、水水等)作為為m維空間間,計(jì)算世世界上任意意2個(gè)地點(diǎn)點(diǎn)間“多維維空間相似似距離dij”,定量地地表示不同同地點(diǎn)間的的氣候相似似程度,采采用多元分分析中聚類(lèi)類(lèi)分析方法法,預(yù)測(cè)有有害生物潛潛在的適生生區(qū)分布魏淑秋等（（1984年）建立立了一個(gè)農(nóng)農(nóng)業(yè)氣候分分析的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),并在此基基礎(chǔ)上提出出了“生物物氣候相似似研究方法法”的概念念和計(jì)算方方法金瑞華等（（1988年）利用用農(nóng)業(yè)氣候候相似距庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)美美國(guó)白蛾在在我國(guó)的適適生地分布布進(jìn)行了研研究。之后后,該系系統(tǒng)先后被被用于研究究甜菜銹病病、假高粱粱和小麥矮矮腥黑穗病病在中國(guó)的的潛在定居居區(qū)分布。。僅從環(huán)境條條件方面來(lái)來(lái)考慮有害害生物的適適生地分布布,忽視了了生物對(duì)不不利環(huán)境條條件的適應(yīng)應(yīng)能力,其其結(jié)論還很很難讓人信信服。$2生生態(tài)氣候評(píng)評(píng)價(jià)模型從生物對(duì)環(huán)環(huán)境條件的的反應(yīng)角度度出發(fā),建建立生物在在特定氣候候條件下的的適生模型型,通過(guò)模模擬生物種種群在已知知分布地的的生長(zhǎng)情況況,確定生生物種群生生長(zhǎng)模型參參數(shù),利用用該參數(shù)分分析生物種種群在未知知分布地點(diǎn)點(diǎn)的生長(zhǎng)情情況,由此此預(yù)測(cè)生物物種群潛在在的適生地地分布CLIMEX分析模模型(Sutherst等,1985)———用用于于生生態(tài)態(tài)氣氣候候評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)———采采用用生生態(tài)態(tài)氣氣候候指指標(biāo)標(biāo)(ecoclimaticindex,簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱(chēng)稱(chēng)EI)定定量量地地表表征征生生物物種種群群在在不不同同時(shí)時(shí)空空的的生生長(zhǎng)長(zhǎng)潛潛力力———用用CLIMEX預(yù)預(yù)測(cè)測(cè)了了2種種角角蠅蠅在在澳澳大大利利亞亞的的適適宜宜流流行行區(qū)區(qū)分分布布；；幾幾十十種種有有害害生生物物的的適適生生性性研研究究,如如地地中中海海實(shí)實(shí)蠅蠅和和馬馬鈴鈴薯薯葉葉甲甲在在新新西西蘭蘭,美美國(guó)國(guó)白白蛾蛾、、地地中中海海實(shí)實(shí)蠅蠅和和蘋(píng)蘋(píng)果果蠹蠹蛾蛾在在中中國(guó)國(guó)的的適適生生地地分分布布考慮慮了了有有利利或或不不利利氣氣候候?qū)?duì)生生物物生生長(zhǎng)長(zhǎng)發(fā)發(fā)育育的的影影響響以以及及生生物物對(duì)對(duì)氣氣候候條條件件的的反反應(yīng)應(yīng)(如如對(duì)對(duì)不不同同氣氣候候因因子子的的適適應(yīng)應(yīng)能能力力等等),可可比比較較全全面面地地分分析析和和評(píng)評(píng)估估了了生生物物在在不不同同地地區(qū)區(qū)的的適適生生能能力力可用用于于研研究究不不同同時(shí)時(shí)期期(如如不不同同年年份份或或季季節(jié)節(jié))的的氣氣候候?qū)?duì)同同一一地地點(diǎn)點(diǎn)生生物物種種群群生生長(zhǎng)長(zhǎng)的的影影響響、、不不同同地地點(diǎn)點(diǎn)氣氣候候相相似似性性研研究究(類(lèi)類(lèi)似似于于農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)氣氣候候相相似似距距庫(kù)庫(kù)系系統(tǒng)統(tǒng))CLIMEX系系統(tǒng)統(tǒng)本本身身某某些些參參數(shù)數(shù)（（如如水水分分指指標(biāo)標(biāo)））存存在在先先天天不不足足，，某某些些假假設(shè)設(shè)（（生生態(tài)態(tài)氣氣候候指指標(biāo)標(biāo)的的大大小小與與種種群群潛潛在在生生長(zhǎng)長(zhǎng)能能力力呈呈線線性性關(guān)關(guān)系系））與與實(shí)實(shí)際際情情況況不不符符$3專(zhuān)家系系統(tǒng)專(zhuān)家系統(tǒng)(expertsystem,簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱(chēng)ES)是是人工智能能(artificialintelligence,簡(jiǎn)稱(chēng)AI)的一個(gè)個(gè)分支,是一一類(lèi)模仿專(zhuān)家家解決問(wèn)題的的計(jì)算機(jī)程序序,其內(nèi)部具具有大量專(zhuān)業(yè)業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)識(shí),它能利用用專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)知知識(shí),來(lái)解決決該領(lǐng)域的實(shí)實(shí)際問(wèn)題Royer建建立了一個(gè)專(zhuān)專(zhuān)門(mén)用于有害害生物風(fēng)險(xiǎn)性性分析(PRA)的世界界植物病原數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),并在在此基礎(chǔ)上,研制了2個(gè)個(gè)有關(guān)PRA的計(jì)算機(jī)機(jī)決策系統(tǒng),通過(guò)人機(jī)對(duì)對(duì)話輸入系統(tǒng)統(tǒng)所要求的一一些數(shù)據(jù),用用歸納法推理理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)分析出出某一有害生生物的危險(xiǎn)水水平。Sutherst等（1991年））在CLIMEX的基礎(chǔ)礎(chǔ)上,提出了了一個(gè)類(lèi)似專(zhuān)專(zhuān)家系統(tǒng)的有有害生物風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)分析系統(tǒng)（（PESKY）,該系統(tǒng)統(tǒng)通過(guò)分析氣氣候、植被分分布、地理因因子等生態(tài)因因素,以及檢檢疫管理(如如檢疫法規(guī))和人類(lèi)活動(dòng)動(dòng)(如運(yùn)輸)等非生態(tài)因因素,對(duì)有害害生物風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)在評(píng)評(píng)價(jià)非生態(tài)的的軟性因子方方面有其獨(dú)到到之處。因?yàn)闉橛泻ι镲L(fēng)風(fēng)險(xiǎn)分析是一一個(gè)涉及諸多多生態(tài)因子和和非生態(tài)因子子(有害生物物的生物學(xué)特特性、人為傳傳帶、檢疫機(jī)機(jī)構(gòu)和法規(guī)的的完善性、檢檢疫措施的有有效性和檢疫疫人員素質(zhì)等等)的復(fù)雜雜問(wèn)題$4基于定定性分析與定定量估算相結(jié)結(jié)合的數(shù)學(xué)模模型將專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)知知識(shí)和現(xiàn)代數(shù)數(shù)學(xué)方法相結(jié)結(jié)合,建立對(duì)對(duì)植物有害生生物評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)體系,確定定指標(biāo)值和權(quán)權(quán)重,建立綜綜合評(píng)價(jià)模型型,最后找到到一個(gè)合適的的閾值,以此此來(lái)決定某種種生物可否被被列為危險(xiǎn)性性有害生物蔣青、李鳴等等：應(yīng)用多目目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)價(jià)方法計(jì)算有有害生物危險(xiǎn)險(xiǎn)性,探索有有害生物危險(xiǎn)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的定定量分析方法法Drake（（1989））：對(duì)美國(guó)、、澳大利亞等等國(guó)外來(lái)生物物的種類(lèi)、來(lái)來(lái)源進(jìn)行了大大致統(tǒng)計(jì),并并研究了外來(lái)來(lái)種定居的最最小種群數(shù)量量、傳播擴(kuò)散散速度對(duì)傳入入地生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的影響,還還提出了預(yù)測(cè)測(cè)外來(lái)種入侵侵的方法Yamamura等：建建立了估計(jì)檢檢疫性有害生生物通過(guò)進(jìn)口口傳播概率的的數(shù)學(xué)模型,并且以墨西西哥實(shí)蠅為例例進(jìn)行了驗(yàn)證證Williamson：：分析外來(lái)種種入侵本地生生態(tài)系統(tǒng)的機(jī)機(jī)理,從遺傳傳和進(jìn)化的角角度研究了外外來(lái)種的影響響,建立了生生物入侵生態(tài)態(tài)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)機(jī)模型Lonsdale：從可可侵入性影響響因素和入侵侵全過(guò)程的角角度提出了群群落入侵模型型涉及到許多不不穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)態(tài)、不確定的的因素，給確確切評(píng)價(jià)帶來(lái)來(lái)許多困難關(guān)鍵是是建立立指標(biāo)標(biāo)體系系建立多多指標(biāo)標(biāo)評(píng)估估模型型時(shí)，，首先先應(yīng)從從傳入入、定定殖、、擴(kuò)散散與猖猖獗的的危險(xiǎn)險(xiǎn)性和和經(jīng)濟(jì)濟(jì)、社社會(huì)及及社會(huì)會(huì)效益益等方方面進(jìn)進(jìn)行綜綜合分分析，，得到到影響響有還還生物物危險(xiǎn)險(xiǎn)性的的相關(guān)關(guān)因子子，確確定有有害生生物風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)性性分析析的評(píng)評(píng)價(jià)體體系對(duì)各級(jí)級(jí)評(píng)價(jià)價(jià)指標(biāo)標(biāo)Pi(i=1,2,3,4,5,……)制定定相應(yīng)應(yīng)的評(píng)評(píng)判標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)利用數(shù)數(shù)學(xué)表表達(dá)式式描述述所確確定評(píng)評(píng)價(jià)體體系的的內(nèi)在在邏輯輯關(guān)系系構(gòu)建可可行的的評(píng)估估模型型根據(jù)模模型計(jì)計(jì)算出出風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)綜合合評(píng)價(jià)價(jià)值（（Ｒ）$5地地理信息系系統(tǒng)地理信息系系統(tǒng)(geographicalinformationsystem,簡(jiǎn)稱(chēng)GIS)是是20世世紀(jì)60年代發(fā)發(fā)展起來(lái)的的空間屬性性數(shù)據(jù)庫(kù)管管理系統(tǒng)。。其在計(jì)算算機(jī)軟件和和硬件支持持下,它把把屬性數(shù)據(jù)據(jù)與空間數(shù)數(shù)據(jù)完美地地結(jié)合起來(lái)來(lái),通過(guò)獲獲取、存儲(chǔ)儲(chǔ)、修改、、轉(zhuǎn)換、顯顯示和分析析具有空間間內(nèi)涵的地地理數(shù)據(jù),展現(xiàn)了物物體在時(shí)間間和空間上上的變化Lessard等（（1990年）：首首次應(yīng)用地地理信息系系統(tǒng)研究預(yù)預(yù)測(cè)了一種種由泰勒原原蟲(chóng)引起的的牛疫病在在非洲的流流行區(qū)分布布Shepherd等等：把冷冷杉毒蛾引引起的落葉葉的歷史圖圖片數(shù)字化化,進(jìn)行疊加分分析得到落落葉的頻率率分布圖,再把此圖與與森林類(lèi)型型及地理氣氣候圖疊加加,找出將來(lái)最最易暴發(fā)成成災(zāi)的森林林區(qū)域和氣氣候,用于對(duì)暴發(fā)發(fā)災(zāi)害進(jìn)行行預(yù)測(cè)林偉（1994年年）：應(yīng)用用地理信息息系統(tǒng)對(duì)蘋(píng)蘋(píng)果蠹蛾在在中國(guó)的潛潛在分布區(qū)區(qū)進(jìn)行了研研究地理信息系系統(tǒng)的出現(xiàn)現(xiàn)使生態(tài)學(xué)學(xué)研究從定定性走向定定量、向著著圖形和圖圖象化發(fā)展展，為生物物學(xué)家研究究生物種群群空間生態(tài)態(tài)學(xué)提供了了有力的工工具$5Internet技技術(shù)術(shù)借助助于于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)通通信信和和資資源源共共享享。。具具體體體體現(xiàn)現(xiàn)在在以以下下3個(gè)個(gè)方方面面:各種種入入侵侵性性物物種種的的生生物物學(xué)學(xué)信信息息及及其其種種群群監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)模模型型和和預(yù)預(yù)測(cè)測(cè)模模型型、、風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)性性預(yù)預(yù)警警、、治治理理策策略略等等時(shí)時(shí)效效性性很很強(qiáng)強(qiáng)的的信信息息能能夠夠及及時(shí)時(shí)地地發(fā)發(fā)布布。。不不同同時(shí)時(shí)空空和和工工作