外来入侵植物的扩散路径与入侵风险管理研究

论文摘要

近年来,外来物种入侵已经成为全球关注的威胁生态安全和资源环境的热点问题。外来物种入侵可能导致全球范围内的物种多样性和遗传多样性的丧失,外来物种入侵已成为仅次于栖息地环境破坏而导致生物多样性减少的第二大杀手。就一个国家而言,外来入侵物种不仅会对一个国家的农业、畜牧业、生态环境、国民经济造成巨大的经济损失,还可能对人类健康产生威胁甚至影响到社会的稳定发展。我国国民经济正处于快速发展阶段,如何实现又快又好的发展,生态环境问题是一个非常重要的问题,尤其是我国农村的生态环境脆弱,外来物种在农村容易造成入侵,农业生产受到影响。因此,解决好外来物种入侵问题是关系到农民、农村和农业的一项重要任务,是关系到人与自然和谐发展的重要举措,是实现社会、经济、环境可持续发展的重要问题。外来入侵物种到达一个新的生态环境后迅速扩散,其扩散速度非常快,导致最后很难进行控制。外来入侵物种扩散大致经过的几个阶段及其特征已经得到普遍认同,人类活动与物种入侵有密不可分的联系也得到认可,但其内在的扩散路径如何?是否可以用扩散模型进行预测?扩散行为与人类活动的关系如何?扩散造成的入侵风险有多大?如何评估?能否形成一套有效的管理方法?这一系列的问题就是本研究的出发点。本研究通过外来入侵植物扩散路径的实证模拟和人类活动与外来植物扩散的关系进行回归分析,首先运用Logistic模型对江苏省互花米草沿海扩散路径进行了模拟,然后分别采用计数模型和有序因变量模型对人类活动与外来入侵植物扩散的关系进行了实证分析,结合扩散路径和人类活动对扩散的作用得出在哪些环节需要进行重点管理,即关键点控制管理体系;同时,运用专家打分基础上的层次分析法,设置了外来植物入侵风险评估指标体系,并以互花米草和加拿大一枝黄花为实例进行评估,通过入侵风险评估模拟判断出入侵风险的大小,进行早期预警以规避风险,即早期预警管理体系。这两种方法的结合,即从点到面的管理方法对外来入侵物种的管理能够起到互补的作用,对以后物种引进、国际贸易、检验检疫、监测跟踪等都具有很好的借鉴作用,对全面的进行外来入侵物种的管理具有指导意义。得出以下研究结论:1、互花米草在江苏沿海滩涂的生长扩散过程分为渐增期（1982-1997）、快增期（1997-2001）、缓增期（2001年以后）。1997年江苏省的米草植物开始其扩散爆发,出现第一个拐点,增长速度非常快,年平均增长速度达到41.07%,最高增长率达到43%,其增长的高峰期为1999年。从2001年开始出现第二个拐点,此后增长速度开始减慢,年平均增长率不到5%,其中,2002—2003年增长率为3.6%,2003—2004年增长率为2.08%,再往后增长率是越来越小。2、人类活动对外来入侵植物的扩散具有明显的影响,其中交通密度、农作物播种面积具有较强正相关关系;自然保护区面积、人口密度具有较强的负相关关系。尽管经济的发展和进口货物是外来入侵植物扩散的原因之一,但不是主要因素。外来入侵植物的主要原因还是由于科研、改良品种等人为有意引种而又造成引种后的管理不当造成的。3、外来植物入侵风险评估结果显示,互花米草和加拿大一枝黄花的入侵风险都较高,级别都为高级。外来植物入侵的风险应分为不同的级别,预警与控制措施也分不同的级别,因此可以采用早期预警管理体系,对不同的风险级别分级管理。然后论文根据以上分析结论,提出了外来植物入侵的关键点控制管理体系和早期预警管理体系,从不同角度提出了管理外来植物入侵的方法,最后论文提出了管理外来植物入侵的思路与政策建议。本研究为外来物种入侵的管理提供了一个较为系统的研究方法和分析框架,不仅对外来植物入侵的管理有指导作用,其研究和分析方法对外来入侵动物或微生物的管理也有一定的借鉴作用。

论文目录

• 目录
• 图表目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 导言
• 1.1 问题的提出与研究意义
• 1.2 主要概念的界定
• 1.2.1 生物入侵
• 1.2.2 外来入侵物种
• 1.2.3 外来入侵植物
• 1.3 研究内容、研究目标与假说
• 1.4 研究范围、数据来源与研究流程
• 1.5 论文的结构、可能的创新与不足
• 1.5.1 论文的结构
• 1.5.2 可能的创新与不足
• 2 文献综述
• 2.1 外来入侵植物的扩散及人类活动对扩散的影响
• 2.1.1 国内相关文献
• 2.1.2 国外相关文献
• 2.1.2.1 扩散模型
• 2.1.2.2 人类活动与外来物种入侵
• 2.1.3 对本文的启示
• 2.2 外来植物入侵风险评估方法
• 2.2.1 有害生物风险分析（PRA）
• 2.2.2 杂草风险分析（WRA）
• 2.2.3 风险评估技术与模型
• 2.2.4 对本文的启示
• 3 我国外来入侵植物的基本概况
• 3.1 我国外来入侵植物的分布及危害
• 3.1.1 我国的地理概况
• 3.1.2 外来入侵植物分布、种类及来源
• 3.1.3 外来入侵植物造成的危害
• 3.1.3.1 外来入侵植物导致经济损失
• 3.1.3.2 外来植物入侵对生态系统的破坏
• 3.1.3.3 外来植物对人类健康和社会稳定的威胁
• 3.2 外来入侵植物的传入途径与扩散机理
• 3.2.1 外来植物入侵的主要途径
• 3.2.1.1 有意引入
• 3.2.1.2 无意引入
• 3.2.1.3 自然传入
• 3.2.2 传入特点
• 3.2.3 扩散与入侵机理
• 3.2.3.1 入侵植物的特点
• 3.2.3.2 被入侵生态系统的特点
• 3.2.3.3 入侵过程具有阶段性特征
• 3.3 外来入侵植物管理存在的问题与压力
• 3.3.1 引种途径上存在的管理问题
• 3.3.1.1 边境海关
• 3.3.1.2 国内异地引种
• 3.3.2 行政管理体制的部门协调问题
• 3.3.3 以相关法律法规管理的压力
• 3.3.4 对入侵风险管理面临的压力
• 4 研究方法
• 4.1 分析框架
• 4.1.1 外来入侵植物扩散的生物学基本原理
• 4.1.2 政府管理外来植物入侵的经济学原理
• 4.2 模型设定
• 4.2.1 扩散路径模型
• 4.2.1.1 Logistic模型的特征
• 4.2.2 人类活动对扩散路径影响的模型
• 4.2.3 入侵风险评价与预警
• 4.2.3.1 层次分析法介绍
• 4.2.3.2 层次分析法软件的应用
• 4.2.3.3 评价指标的标准化处理方法
• 4.2.3.3 综合评价模型
• 4.3 数据来源
• 5 外来入侵植物的扩散路径及其与人类活动的关系
• 5.1 外来入侵植物自然扩散路径
• 5.1.1 通过根系的短距离扩散
• 5.1.2 通过种子的远距离扩散
• 5.2 人类活动作用下的外来入侵植物扩散
• 5.2.1 外来入侵植物通过人工载体进行的远距离扩散
• 5.2.2 外来入侵植物通过土壤运输进行扩散
• 5.3 江苏省互花米草扩散路径的实证模拟
• 5.3.1 互花米草在江苏省沿海的分布及影响
• 5.3.2 江苏省互花米草的扩散路径——基于Logistic曲线的模拟
• 5.3.3 互花米草的扩散路径
• 5.4 人类活动对外来入侵植物扩散影响的实证分析
• 5.4.1 外来植物入侵首先是人为问题
• 5.4.2 人类活动对外来入侵植物扩散影响的模型
• 5.4.3 影响外来植物扩散的人类活动因子
• 5.4.4 人类活动对外来入侵植物扩散影响的回归结果分析
• 5.4.4.1 因变量的空间格局
• 5.4.4.2 影响外来入侵植物扩散的人类活动分析
• 5.5 外来植物入侵对人类活动的影响
• 5.6 本章小结
• 6 外来植物入侵风险评价与预警
• 6.1 外来植物入侵风险识别
• 6.1.1 从传播途径开始的外来植物入侵风险分析
• 6.1.2 从外来植物开始的入侵风险分析
• 6.1.3 入侵风险的主要因子分析
• 6.2 外来植物入侵风险评估指标体系的构建
• 6.2.1 建立指标体系的基本原则
• 6.2.2 指标体系结构
• 6.2.3 指标的定义
• 6.2.3.1 入侵性
• 6.2.3.2 适生性
• 6.2.3.3 扩散性
• 6.2.3.4 危害性
• 6.3 评估方法与评估实例
• 6.3.1 指标权重的确定
• 6.3.2 指标属性量化
• 6.3.3 风险级别与预警
• 6.3.4 互花米草与加拿大一枝黄花入侵风险评估实例
• 6.3.4.1 指标赋值
• 6.3.4.3 入侵风险评估
• 6.4 本章小结
• 7 关键点控制管理体系与早期预警管理体系
• 7.1 关键点控制管理体系
• 7.1.1 关键点控制的理论
• 7.1.2 外来植物入侵的关键点控制管理
• 7.1.3 外来植物入侵的关键点设定
• 7.1.3.1 有意引种的控制关键点
• 7.1.3.2 无意传入的控制关键点
• 7.1.3.3 自然传入的控制关键点
• 7.1.4 外来植物入侵风险控制措施
• 7.1.4.1 有意引种的关键点控制措施
• 7.1.4.2 无意传入的关键点控制措施
• 7.1.4.3 自然传入的关键点控制措施
• 7.2 早期预警管理体系
• 7.2.1 早期预警机制
• 7.2.2 构建预警系统的紧迫性
• 7.2.3 构建预警系统的原则
• 7.2.4 构建预警系统的框架建设构想
• 7.2.5 构建体系需要解决的问题与困难
• 7.2.6 加快构建早期预警管理体系的政策建议
• 8 全文总结与政策建议
• 8.1 全文总结
• 8.1.1 外来入侵植物的扩散路径
• 8.1.2 人类活动与外来入侵植物扩散的关系
• 8.1.3 外来植物入侵的风险
• 8.2 管理外来入侵植物的思路与建议
• 8.2.1 建立相应法律体系,完善相关控制体系
• 8.2.2 掌握入侵植物扩散路径,抓住关键控制环节
• 8.2.3 规范风险评估方法,建立风险评估体系
• 8.2.4 加强监测,建立早期预警与快速反应体系
• 8.2.5 借鉴生态补偿制度,建立政策和经济的激励与制约机制
• 8.2.6 完善机构与人才队伍,加强国际合作与交流
• 8.2.7 加强宣传教育,提高意识与管理能力
• 8.3 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录