專利名稱：建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有害生物風(fēng)險分析方法，且特別涉及一種建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法。

背景技術(shù)：
近年來，高速發(fā)展的城市化進(jìn)程導(dǎo)致外來生物比例進(jìn)一步增加，以上海為例，這里原本是由泥沙沖積而成的平原，土著物種資源并不豐富，外來植物在上海的植物區(qū)系中占有57.4％的比例，近年來，為了增加上海綠化植物品種，綠化部門從國外大量引種植物，使得這一比例更高，從1998年到2003年短短5年間，上海市的綠化植物品種就增加了300種，根據(jù)《上海綠化系統(tǒng)規(guī)劃》，這一數(shù)量還將繼續(xù)增多。然而，我們引進(jìn)外來物種時往往比較盲目，極少考慮其可能的生態(tài)風(fēng)險，由此對城市的生態(tài)安全帶來了新的威脅。外來物種通過城市綠化入侵城市的主要方式有如下四種(1)作為改善城市綠化景觀建設(shè)引種后形成入侵，如馬纓丹、五爪金龍、熊耳草、劍葉金雞菊、秋英、堆心菊、萬壽菊、加拿大一枝黃花等；(2)綠化植物的引種和跨區(qū)域調(diào)運(yùn)，導(dǎo)致部分有害生物通過植物載體傳入后成為新的入侵種，如美國白蛾、蔗扁蛾、松突圓蚧、濕地松粉蚧、椰心葉甲等。(3)交通工具的頻繁進(jìn)出，一些外來物種極有可能隨著火車、汽車、飛機(jī)、船只等交通工具無意間被帶入城市，后在城市綠地系統(tǒng)中定殖、擴(kuò)散、危害，形成入侵，如毒麥、假高梁、紅火蟻等。(4)城市旅游者隨身攜帶的食品及其它生活用具攜帶危險性外來生物，在城市綠地中定殖擴(kuò)散后形成入侵，如檢疫性實(shí)蠅等。
人類對外來植物的傳布按照時間順序可劃分為3個歷史時期——附屬時期、利用時期和美學(xué)時期，因植物的美學(xué)價值而引入的物種是我們目前預(yù)測外來物種入侵所面臨的最大的、獨(dú)一無二的挑戰(zhàn)。因此，城市綠化大規(guī)模的引種舉措盡管在短期內(nèi)對目前惡劣的城市生態(tài)環(huán)境的改善可能產(chǎn)生重要的影響，但從長遠(yuǎn)來看，也可能在不可預(yù)期的將來要承受生物入侵帶來的后果，因?yàn)樯锶肭质且粋€滯后和緩慢的過程，它的后果往往要經(jīng)過相當(dāng)長一段時間才能表現(xiàn)出來。因此，需要從不同的途徑入手，對外來種傳入、定居有關(guān)的特性和與外來種擴(kuò)散相關(guān)的特性以及外來種的影響等方面入手開展分析，即需要建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系進(jìn)行有效快速的分析。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其對城市綠化建設(shè)過程中傳入的外來物種對城市綠地生態(tài)安全產(chǎn)生的不確定事件進(jìn)行識別、評估和處理，評價其構(gòu)成的綜合風(fēng)險。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其包括 定量指標(biāo)層并計算指標(biāo)權(quán)重值，所述指標(biāo)層為多個評價因素的多個具體指標(biāo)； 計算因素層指數(shù)，所述因素層包括上述多個評價因素； 計算項(xiàng)目層指數(shù)，所述項(xiàng)目層為上述多個評價因素的多個評價準(zhǔn)則； 計算目標(biāo)層指數(shù)并劃分風(fēng)險等級，所述目標(biāo)層指數(shù)為外來物種的綜合風(fēng)險指數(shù)。
進(jìn)一步的，上述項(xiàng)目層包括進(jìn)入風(fēng)險、定殖擴(kuò)散風(fēng)險和風(fēng)險后果。
進(jìn)一步的，上述進(jìn)入風(fēng)險的因素層包括進(jìn)入途徑、運(yùn)輸風(fēng)險和屏障作用。
進(jìn)一步的，上述定殖擴(kuò)散風(fēng)險的因素層包括繁殖能力、氣候條件、基質(zhì)條件、抗性能力、傳播能力和控制作用。
進(jìn)一步的，上述風(fēng)險后果的因素層包括社會風(fēng)險、生態(tài)風(fēng)險和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險。
本發(fā)明提出的建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，針對城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)，在結(jié)合城市生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、氣象學(xué)、數(shù)學(xué)等科學(xué)的基礎(chǔ)上，從理論研究、模型建立、實(shí)踐應(yīng)用上建立了一個統(tǒng)一的風(fēng)險評價尺度，構(gòu)建了城市綠地外來物種風(fēng)險分析體系，該體系是對城市綠化建設(shè)過程中傳入的外來物種對城市綠地生態(tài)安全產(chǎn)生的不確定事件進(jìn)行識別、評估和處理，評價其構(gòu)成的綜合風(fēng)險，并結(jié)合管理經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，以最小的成本將各種不利后果減小到最低程度的科學(xué)管理技術(shù)。



圖1所示為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施例方式 為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉較佳具體實(shí)施例并配合所附圖式說明如下。
請參考圖1，圖1所示為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的流程圖。本發(fā)明提出的建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其包括步驟100定量指標(biāo)層并計算指標(biāo)權(quán)重值，所述指標(biāo)層為多個評價因素的多個具體指標(biāo)；步驟110計算因素層指數(shù)，所述因素層包括上述多個評價因素；步驟120計算項(xiàng)目層指數(shù)，所述項(xiàng)目層為上述多個評價因素的多個評價準(zhǔn)則；和步驟130計算目標(biāo)層指數(shù)并劃分風(fēng)險等級，所述目標(biāo)層指數(shù)為外來物種的綜合風(fēng)險指數(shù)。
根據(jù)風(fēng)險評估的一般內(nèi)容，綜合分析物種自身的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)內(nèi)因，以及環(huán)境因子、人為影響等因素，按照有意引進(jìn)和無意引種兩種途徑，提取影響風(fēng)險產(chǎn)生的來源及后果因子。一個外來物種能否最終的入侵風(fēng)險由傳入風(fēng)險、定殖擴(kuò)散風(fēng)險和危害性共同組成，據(jù)此選取評價指標(biāo)。
指標(biāo)分為4個層次，第1層次是目標(biāo)層(object)，也即評價目標(biāo)，即外來物種的綜合風(fēng)險指數(shù)；第2層次為項(xiàng)目層(item)，包括傳入風(fēng)險、定殖風(fēng)險和危害性，第3層次為評價因素層(factor)，即每一個評價準(zhǔn)則具體由那些因素決定；第4層次是指標(biāo)層(indicator)，即每一個評價因素有哪些具體指標(biāo)來表達(dá)，風(fēng)險評估指標(biāo)見表1。
表1城市生態(tài)系統(tǒng)的有害生物風(fēng)險分析體系

注對于有意引種為起點(diǎn)，進(jìn)入風(fēng)險僅考慮P2、P3；無意引種為起點(diǎn)，考慮P1、P2、P3 分析城市綠地引進(jìn)外來物種的入侵風(fēng)險，應(yīng)該按照風(fēng)險產(chǎn)生的來源和風(fēng)險產(chǎn)生的后果兩個方面去分析。其中，風(fēng)險來源考慮2個方面的因素(1)外來物種傳入風(fēng)險；(2)定殖擴(kuò)散風(fēng)險構(gòu)成；風(fēng)險后果主要考慮外來物種可能帶來的否面影響。它們共同決定一個外來物種的入侵風(fēng)險，其構(gòu)成的風(fēng)險值的大小最終決定外來物種綜合風(fēng)險指數(shù)。
(1)進(jìn)入風(fēng)險(introduction risk)指外來物種通過與城市綠化有關(guān)的各種通道傳入的可能性，它主要由外來物種的進(jìn)入途徑、運(yùn)輸風(fēng)險和屏障作用3個因素組成。
1)進(jìn)入途徑。該指標(biāo)主要針對無意引種中外來物種通過與城市綠化的有關(guān)活動被引進(jìn)造成的風(fēng)險，物種無意引進(jìn)一般是附著在被引進(jìn)的載體上造成的，或者是由自然原因生物自身傳入的。主要評價指標(biāo)為隨載體傳入，載體的調(diào)運(yùn)或者引種規(guī)模、載體的來源地、生物自身進(jìn)入的可能性。
2)運(yùn)輸風(fēng)險。指外來物種在離開原產(chǎn)地后到達(dá)新區(qū)之前這段時間內(nèi)運(yùn)輸途中給物種存活帶來的風(fēng)險，利用運(yùn)輸途中物種的存活率這一指標(biāo)來評估。
3)屏障作用。指外來物種到達(dá)新區(qū)之前的檢疫、檢查和試驗(yàn)材料在隔離狀態(tài)下對物種的進(jìn)入造成的屏障。利用檢疫、檢查屏障的阻礙效果，或試驗(yàn)材料的隔離效果這一指標(biāo)來評價。
(2)定殖擴(kuò)散風(fēng)險(establishment and diffusibility risk)。指外來物種傳入到一個新的地區(qū)以后在當(dāng)?shù)囟ň咏⒎N群，并且形成種群擴(kuò)大，將種群從一個生境擴(kuò)展到另一個生境中的可能性。它由繁殖能力、氣候條件、基質(zhì)條件、抗性能力、傳播能力及控制作用等因素組成。
1)繁殖能力。指外來物種在新區(qū)產(chǎn)生后代的能力，它反應(yīng)了物種的生長特性。
2)氣候條件指外來物種在引入以后新的生境中的氣候適合度，氣候因素是決定該外來物種在能否定殖擴(kuò)散的關(guān)鍵因素之一。
4)基質(zhì)條件。指植物生存的土壤，動物的食物和微生物的寄主等條件。
5)抗性能力。指外來物種抵抗新的生境中的不良環(huán)境而能夠生存的能力。
6)傳播能力。指外來物種及其繁殖體自身或在外力作用下向遠(yuǎn)離其原生境以外的其它地區(qū)傳播的能力。
7)控制作用。指自然生態(tài)系中的天敵等生物因子和人類的控制對外來物種的定殖擴(kuò)散造成的影響。
(3)風(fēng)險后果。指外來物種在新區(qū)對社會、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)帶來的不利影響，主要包括對社會風(fēng)險、生態(tài)風(fēng)險、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險3個因素。
1)社會風(fēng)險。指外來物種對各種社會效益帶來的危害或干擾。評估的指標(biāo)主要有對城市景觀美學(xué)價值的影響；給城市政治、文化、宗教等活動的影響；對人類健康、野生動物、家養(yǎng)動物的影響；對居民生活和工作秩序的影響。
2)生態(tài)風(fēng)險。指外來物種對城市生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能帶來的不利影響和危害。評估的因子主要有外來物種對土壤、水域、空氣、地下水位、小氣候等的影響；對土著物種種群的捕食、競爭或抑制作用；對生物多樣性的影響；對原生態(tài)系的景觀美學(xué)價值的影響；成為攜帶其他危險性有害生物載體的能力。
3)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險指外來物種對經(jīng)濟(jì)效益帶來的不利影響和損失。參與評估的指標(biāo)有對城市園林、林業(yè)、旅游業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失；對地區(qū)貿(mào)易及其他農(nóng)林產(chǎn)品帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
所謂風(fēng)險，是指某種危險發(fā)生的幾率和潛能。因此，某外來物種的特定風(fēng)險R(Risk)實(shí)質(zhì)上是其造成的風(fēng)險后果A(Risk result)和產(chǎn)生這種負(fù)面影響的幾率B(Risk potential)的一個函數(shù)，該函數(shù)可用下式表達(dá)R＝f(A，B)，此公式簡化為R＝A*B，即特定外來物種的風(fēng)險可簡單描述為外來物種可能造成的危害程度與形成這種危害的幾率的乘積。為便于使R的取值滿足模糊理論，其值的范圍必須保持在
之間，在實(shí)際計算時，筆者將外來物種總風(fēng)險性(R)用公式來進(jìn)行計算。
從事件發(fā)生的先后順序來看，外來物種造成危害必須要先經(jīng)歷兩個階段，即傳入階段和種群定殖擴(kuò)散階段；因此，造成外來物種危害幾率(B)可由傳入風(fēng)險性(P)和種群定殖擴(kuò)散風(fēng)險性(P′)兩個項(xiàng)目決定，P、P′之間相互依存，共同對B的數(shù)值作出貢獻(xiàn)，它們之間關(guān)系符合乘法原理，可用公式表示為因此，外來物種的風(fēng)險性(R)可用公式來直接計算對于新傳入物種但是還未形成定殖擴(kuò)散的，風(fēng)險來源僅為定殖擴(kuò)散風(fēng)險構(gòu)成，因此，外來物種的風(fēng)險性(R)可用公式計算即可。
為了便于量化和滿足模糊數(shù)學(xué)的原理，總風(fēng)險性級別相關(guān)值范圍在
之間，給評語集中每個等級規(guī)定一個隸屬度(見表2)。
表2風(fēng)險級別評語集及分值范圍
根據(jù)入侵物種的定義，分析外來物種入侵風(fēng)險的構(gòu)成條件，對項(xiàng)目層、因素層之間進(jìn)行邏輯分析。確定項(xiàng)目層與因素層之間的邏輯關(guān)系。
進(jìn)入風(fēng)險(P)與因素層之間符合乘法關(guān)系，計算公式為其中，Pi為因素。
定殖擴(kuò)散風(fēng)險(P′)與因素層之間符合乘法原理，計算公式為其中，Pi′為因素。
風(fēng)險后果(A)與因素層之間符合替代原理，計算公式為A＝Max(A1，A2，A3)。
進(jìn)入途徑(P1)與參評指標(biāo)P11，P12之間符合乘法原理，而它們的共同結(jié)果與P13之間又符合替代關(guān)系，因此，總計算公式為其中，P1i為指標(biāo)。
運(yùn)輸風(fēng)險(P2)直接由參評指標(biāo)P21得出。
屏障作用(P3)直接由參評指標(biāo)P31得出。
繁殖能力(P1′)與參評指標(biāo)之間符合加法原理，計算公式為其中，P1i′為指標(biāo)。
氣候條件(P2′)只有一項(xiàng)評價指標(biāo)，數(shù)值直接得到。
基質(zhì)條件(P3′)只有一項(xiàng)指標(biāo)，數(shù)值直接得出。
抗性能力(P4′)只有一項(xiàng)評價指標(biāo)，數(shù)值直接得出。
傳播能力(P5′)與參評指標(biāo)之間符合乘法原理，計算公式為其中，P5i′為指標(biāo)。
控制作用(P6′)與參評指標(biāo)之間符合乘法原理，計算公式為其中，P6i′為指標(biāo)。
社會風(fēng)險(A1)與參評指標(biāo)之間符合替代原理，計算公式為A1＝Max(A11，A12，A13，A14)。
生態(tài)風(fēng)險(A2)與參評指標(biāo)之間符合替代原理，計算公式為A2＝Max(A21，A22，A23，A24)。
經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(A3)與參評指標(biāo)之間符合替代原理，計算公式為A3＝Max(A31，A32，A33，A34)。
為符合模糊數(shù)學(xué)的原理，將各參評指標(biāo)評判按照風(fēng)險大小，劃分為5個等級，為了便于統(tǒng)一計算，每1級利用隸屬度概念設(shè)定一個值，依次為0，0.25，0.5，0.75，1，對于可以定量的指標(biāo)，設(shè)定定量范圍，不方便定量的指標(biāo)，利用專家評估法進(jìn)行打分，具體標(biāo)準(zhǔn)見表3。
采用層次分析法計算權(quán)重，根據(jù)層次分析法理論，我們先選取相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)專家16名，對涉及到權(quán)重的指標(biāo)進(jìn)行單個打分，構(gòu)建各個專家的判斷矩陣，然后根據(jù)大部分專家的意見，對矩陣進(jìn)行平均和調(diào)整，構(gòu)建最終權(quán)重計算矩陣，最后根據(jù)層次分析法權(quán)重計算步驟計算各指標(biāo)的權(quán)重。計算結(jié)果為對于傳播能力涉及的生物自身的飛行能力或依靠氣流、水流等自然條件傳播能力和速度(P51′)權(quán)重為0.25、交通、旅游及人類的其他有意或無意傳播頻率(P52′)權(quán)重為0.75；繁殖能力涉及到的繁殖世代(P11′)權(quán)重為0.13、繁殖方式(P12′)權(quán)重為0.30、產(chǎn)生后代數(shù)量(P13′)權(quán)重為0.57。
表3引進(jìn)外來種對城市生態(tài)系統(tǒng)的入侵風(fēng)險分析指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)




雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其特征在于包括
定量指標(biāo)層并計算指標(biāo)權(quán)重值，所述指標(biāo)層為多個評價因素的多個具體指標(biāo)；
計算因素層指數(shù)，所述因素層包括上述多個評價因素；
計算項(xiàng)目層指數(shù)，所述項(xiàng)目層為上述多個評價因素的多個評價準(zhǔn)則；
計算目標(biāo)層指數(shù)并劃分風(fēng)險等級，所述目標(biāo)層指數(shù)為外來物種的綜合風(fēng)險指數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其特征在于上述項(xiàng)目層包括進(jìn)入風(fēng)險、定殖擴(kuò)散風(fēng)險和風(fēng)險后果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其特征在于上述進(jìn)入風(fēng)險的因素層包括進(jìn)入途徑、運(yùn)輸風(fēng)險和屏障作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其特征在于上述定殖擴(kuò)散風(fēng)險的因素層包括繁殖能力、氣候條件、基質(zhì)條件、抗性能力、傳播能力和控制作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其特征在于上述風(fēng)險后果的因素層包括社會風(fēng)險、生態(tài)風(fēng)險和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險。
全文摘要
本發(fā)明提出一種建立城市綠地有害生物風(fēng)險評估體系的方法，其包括定量指標(biāo)層并計算指標(biāo)權(quán)重值，所述指標(biāo)層為多個評價因素的多個具體指標(biāo)；計算因素層指數(shù)，所述因素層包括上述多個評價因素；計算項(xiàng)目層指數(shù)，所述項(xiàng)目層為上述多個評價因素的多個評價準(zhǔn)則；計算目標(biāo)層指數(shù)并劃分風(fēng)險等級，所述目標(biāo)層指數(shù)為外來物種的綜合風(fēng)險指數(shù)。本發(fā)明能夠?qū)Τ鞘芯G化建設(shè)過程中傳入的外來物種對城市綠地生態(tài)安全產(chǎn)生的不確定事件進(jìn)行識別、評估和處理，評價其構(gòu)成的綜合風(fēng)險。
文檔編號G06Q10/00GK101609516SQ200810039238
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者李躍忠, 鞠瑞亭, 杜予州, 鳳 王, 明 趙, 穎 徐 申請人:上海市園林科學(xué)研究所