乡村生态景观规划视角下中国外来入侵植物风险评估研究现状

郑宏艳，米长虹，马田田，龚杰，师荣光

（农业农村部环境保护科研监测所，天津 300191）

生态宜居是实施乡村振兴战略的总要求，《乡村振兴战略规划（2018—2022 年）》明确提出强化外来入侵物种风险评估、监测预警与综合防控。然而，现有乡村生态景观规划设计往往以乡村人居生活需求、景观生态学理论等为主要依据，对农田、村庄、道路、公共服务设施、公园绿地以及自然生态景观等进行空间布局[1-2]，缺少根据乡村景观中外来入侵植物风险评估结果划分不同等级生态风险区，进而完善乡村生态景观规划内容。外来物种入侵防控规划是乡村生态景观规划的重要组成部分，是保护生物多样性、增强农林牧渔业生态功能、促进乡村可持续发展、推进乡村振兴战略的重要依据。外来物种入侵现状调查与风险评估是做好外来物种入侵防控规划的前提。

我国是全球遭受外来入侵物种危害最严重的国家之一。生态环境部发布的《2019 中国生态环境状况公报》显示，全国已发现660 多种外来入侵物种。据报道，我国外来入侵物种中入侵植物有370 种[3]。《中国第一批外来入侵物种名单》《中国第二批外来入侵物种名单》《中国外来入侵物种名单（第三批）》和《中国自然生态系统外来入侵物种名单（第四批）》列出的在中国危害比较大的71 种外来入侵物种中，包括外来入侵植物40 种，农业农村部会同自然资源部、生态环境部、住房和城乡建设部、海关总署和国家林草局2022 年12 月联合发布的《重点管理外来入侵物种名录》中列出了59 种外来入侵物种，其中外来入侵植物有33 种。可见，外来入侵植物在我国外来入侵物种类型中占比最高。外来物种主要通过自然途径、有意引种和无意引种的方式入侵。据报道，目前已知的外来入侵植物中约58%是作为有用植物引入的，并且约50%是引进后扩散的[4]。由于缺少对外来物种入侵的防控意识，且缺乏科学有效的外来物种入侵风险评估，原本被视为优良品种引入的物种可能演化为有害生物。近年来，我国每年因外来入侵物种造成的经济损失逾千亿元[4-5]。外来物种入侵风险评估是有效预防和控制外来物种入侵的重要手段之一。因此，针对我国不同外来入侵物种类型（特别是植物）开展科学的外来物种入侵风险评估尤为重要。

本研究以“外来”“入侵”“植物”“有害”“风险评估”和“风险评价”等为检索词，检索中国知网（CNKI）数据库截至2023 年2 月16 日发表的中文文献，筛选得到有关外来入侵植物风险评估的论文113 篇（含综述22 篇），并基于文献阅读与信息挖掘，对外来入侵植物风险评估的评估方法、指标体系、研究区域、高风险植物种类进行了深入分析，从乡村生态景观规划视角分析我国外来入侵植物风险评估研究现状，旨在为外来入侵植物风险评估、外来物种入侵防控规划提供参考借鉴，同时为完善乡村生态景观规划体系提供补充依据。

1 风险评估方法分析

国外影响较大的外来生物风险评估系统主要包括澳大利亚杂草风险评估系统（Weed Risk Assessment，WRA）、联合国粮食及农业组织有害生物风险分析（Pest Risk Analysis，PRA）、美国环境保护局风险评估框架（Ecological Risk Assessment，ERA）、南非外来植物专家系统（Alien Plant Expert System，APES）、中欧地区环境杂草入侵潜力评价程序（The Weed Risk Assessment for Central Europe，WG-WRA）、德国-奥地利黑名单信息系统（German-Austrian Black List Information System，GABLIS）、夏威夷岛屿入侵害虫风险评估系统（Hawaii Weed Risk Assessment，H-WRA）等[6-7]。

国内对外来入侵生物的风险评估主要是由有害生物风险分析（Pest Risk Analysis，PRA）发展而来，1994 年，原农业部植物检疫实验所蒋青等[8-9]按照北美植物保护组织（NAPPO）所述危险性分析的3 个基本步骤，参考专家意见，结合实际，以生物因子为起点建立了有害生物危险性评价指标体系，在此基础上，采用多指标综合评价方法，又初步建立评判标准以及定量分析方法，为后期检疫部门和学者科学评估外来生物入侵风险提供了参考和借鉴。

文献统计分析结果显示：从评估方法的引用文献看，欧健等[10-12]、蒋青等[9]、丁晖等[13]、顾慧[14]、李振宇等[15]、郑美林等[16]、邓雪等[17]、向言词等[18]发表的文章被引用次数较高；从评估方法的类型看，外来入侵植物风险评估的主流方法包括有害生物风险分析方法、多指标综合评价法和层次分析方法，也有个别文献使用中欧和澳大利亚评估系统、美国杂草风险评估方法[19]、模糊综合评价模型[20]、频度分析法+层次分析法[21]、信息扩散模型[22]等，此外也可参考《外来物种环境风险评估技术导则》（HJ 624—2011）、《外来草本植物引入风险评估技术规范》（NY/T 1851—2010）和《外来树种对自然生态系统入侵风险评价技术规程》（LY/T 1960—2011）等规范或标准；从评价指标的权重计算方法看，主要包括层次分析法、模糊理论+层次分析[20]、频度分析法与层次分析法[23]、专家咨询+层次分析[24]、因素分析法等，而层次分析法的权重会因权重向量计算方法（几何平均值、算术平均值、特征向量和最小二乘法）不同而存在差异[17]；从评估结果的计算方式和分级情况看，大部分文献是将操作层赋值后，上级指标数值为下级指标数值的权重和，也有少数文献根据下级指标之间的数学关系做相应计算，比如通过下级指标的叠加、连乘或替代得到上级指标数值[9]，评估的风险值有100 分制、10 分制或其他分值，划分的风险等级多数为3 级（高风险、中风险和低风险），少数为4级或5 级。

随着全球对环境保护、生态安全的日益重视，外来入侵物种对环境和生态造成的风险逐渐受到关注，有学者开展了外来入侵物种（含植物）环境（生态）风险评估的研究[25-27]，目前，环境（生态）风险评估主要围绕污染物造成的环境（生态）风险开展，外来入侵植物的（环境）生态风险评估研究还比较欠缺，在乡村生态景观规划领域更是鲜见。迫切需要基于生态学、景观生态学、入侵生态学、环境影响评价学以及环境规划学等理论，引入景观格局指数、生物多样性指数和生态指数等，结合模糊综合评价模型、适生区（地理分布）预测模型[28-32]和生态位模型[33]等，开展外来入侵植物环境（生态）定性与定量风险评估，划分生态景观脆弱区或风险区，为编制乡村生态景观规划提供科学依据。

2 入侵风险评估指标体系分析

从文献中外来植物入侵风险评估指标结构上看，大部分文献的指标体系分为3 级，包括准则层、指标层、操作层（赋值层），一级指标数量多为3～7个，二级指标数量最少为7 个，最多为49 个，三级指标数量最多可达150 个。通过梳理汇总文献中风险评估指标体系一级指标的名称，基于对指标含义的充分理解，将代表相似含义的指标进行归类合并，统计各一级指标在文献中的使用频次，得到如下分析结果：

使用频次大于10 次的指标有10 项（图1），使用频次从高到低依次为危害与影响（88 次）、防控难度（55 次）、扩散能力（51 次）、环境适应性（34 次）、传入分析（31 次）、定殖分析（29 次，含3 篇文章提到的“定殖可能性”指标）、分布状况（26 次）、入侵性（18 次）、生物学属性（15 次）和入侵史（14 次）。其中危害与影响主要包括入侵植物对人类健康、经济、环境、生物多样性、生态系统、本土动植物、农业、林业等的危害与影响；防控难度主要包括检验检测、防治方法、防治投入、防治措施的负面影响等；扩散能力主要包括传播能力、是否有天敌、潜在扩散区、是否自然杂交等；环境适应性主要包括气候条件、土壤环境适宜度（或寄主情况）等；传入分析主要包括引入途径、分布情况、管理现状、检验检疫、国内外重视程度、识别难易程度、入侵史等；定殖分析主要包括适生性、繁殖能力、生活型、各生长阶段的周期长短等；分布状况主要包括国外分布、国内分布和当地分布情况等；入侵性主要包括繁殖能力、扩散能力、适应性、管理现状等；生物学属性主要涉及生长型、生长和繁殖能力、适应性、遗传特征和入侵记录等；入侵史主要指某物种历史上在国内或国外是否有入侵记录。

图1 文献中使用频次大于10的指标Figure 1 Frequency of indicators used in literature（Frequency＞10）

指标使用频次小于10 的有17 项（图2），分别是繁殖能力分析（7 次）、传播与繁殖方式（6 次）、传播能力（5次）、繁殖与扩散能力（5次）、入侵途径（5次）、境内外重视程度（4 次）、遗传特征分析（4 次）、引种地人类活动（4 次）、引种地自然环境（3 次）、生长与逃逸情况（2次）、定殖与扩散（1次）、传入与定殖（1次）、分布与入侵途径（1 次）、寄主分布（海洋植物）（1次）、气候与分布（1 次）、物种类型（水生或草本）（1 次）和在调运物中有害生物的作用（1 次）。通过分析可知，这些指标基本都可以归到或拆分到使用频次较高的10 项指标中，例如将繁殖能力归为定殖分析，传播能力归为扩散能力，入侵途径、境内外重视程度归为传入分析，遗传特征分析归为生物学属性，定殖与扩散、分布与入侵途径以及气候与分布均可进行适当拆分。考虑到目标区域具有强烈的地域性，可以设置部分通用性指标，再设置一些地域性或特殊性指标，确保评价指标体系尽量一致，以增加研究成果之间的可比性。

图2 文献中使用频次小于10的指标Figure 2 Frequency of indicators used in literature（Frequency＜10）

从乡村生态景观规划角度看，入侵风险评估体系是外来物种入侵防控规划编制的重要依据。首先，以往研究中评价指标体系主要建立在省级或市级尺度上，亟需在县域或村镇尺度上开展评价指标体系研究；其次，以往研究虽然有针对不同生境或生态系统开展的入侵风险评估，但多为流域、省级尺度或者特定的自然保护区、湿地公园等，且大部分缺少实地调查，因此有必要在县域或者村镇范围内开展实地调查，将评价单元的耕地、园地、城镇村及工矿用地、道路、水域、林地、草地、湿地、城市公园和绿地等生境类型纳入评价指标体系，明确每种生境外来入侵植物的发生面积，结合实际设置调查样方，利用空间分析方法估算不同生境、区域的危害程度，完善空间格局上的入侵风险评估；再次，不同研究区域的外来入侵植物种类不同，危害性也不同，需要根据当地外来入侵植物的发生和分布情况，构建合适的风险评估指标体系；最后，以往研究侧重评估物种在当地的入侵风险等级，针对不同风险等级采取不同防控措施，规划编制要明确高风险发生的具体位置，即评估结果要能体现出某一种外来植物在评价单元上入侵风险的空间分布格局，划分不同等级的生态风险小区[27]，风险空间分布精度越高，越有利于防控规划编制。

3 研究区域分布情况

依据空间尺度大小，研究区域可分为全国尺度（4篇）、省级尺度（24 篇）、市级尺度（19 篇）、县级尺度（4篇）、乡镇尺度（1 篇），另有23 篇文献为某种生境（或某类生态系统）中外来入侵植物风险评估，16 篇文献没有提及具体研究区域。这91篇文献中，4篇文献明确提出是针对“中国”某些外来入侵植物进行风险评估，参与评价的外来入侵植物种类涉及131 种（2020年）、100 种（2011 年，中国各省级行政区划单元的风险等级）、84种（2013年）、17种（2015年,苋属）。

24 篇文献对省级（或地区）某一种（7 篇）或多种外来入侵植物进行风险评估，涉及地区包括东北三省（2 篇）、京津冀、华东地区、江浙沪地区、陕西省关中地区[一年蓬（Erigeron annuus）、反枝苋（Amaranthus retroflexus）、牛筋草（Eleusine indica）]、广西北部湾经济区、内蒙古（2 篇）、北京（2 篇）、宁夏[黄花刺茄（Solanum rostratum）]、河南[长芒苋（Amaranthus palmeri）]、江苏[胜红蓟（Ageratum conyzoides）]、安徽（3 篇）[刺苍耳（Xanthium spinosum）、加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）]、福建 [水葫芦（Eichhornia crassipes）]、广东4 市、海南18 个市县（2 篇）[薇甘菊（Mikania micrantha）]、湖北、湖南南部3 个地级市和陕北地区2个市。

19 篇文献对市级某一种（7 篇）或多种外来入侵植物进行风险评估，涉及地区包括福建省厦门市（5篇）[互花米草（Spartina alterniflora）]、辽宁省大连市、河北省张家口市（黄花刺茄）、安徽省黄山市、湖南省浏阳市（水葫芦）、四川省乐山市、浙江省宁波市（2篇）、浙江省温州市[黑荆（Acacia mearnsii）]、江苏省苏州市[牛膝菊（Galinsoga parviflora）]、西藏林芝市、河南省许昌市、福建省宁德市、新疆伊犁地区[意大利苍耳（Xanthium italicum）]和河南省郑州市[假臭草（Praxelis clematidea）]。

4篇文献对县级某一种（2篇）或多种外来入侵植物进行风险评估，涉及地区包括河北省保定市清苑区、贵州省贵阳市乌当区（牛膝菊）、湖南省衡阳市南岳区[红花酢浆草（Oxalis corymbosa）]和重庆市北碚区。

仅1 篇文献为乡镇尺度，是贵州省某河谷型村镇37种外来植物的入侵风险评估。

23 篇文献为某个生境（或某类生态系统）中外来入侵植物风险评估，包括流域（渤海湾、赤水河中游地区、东江流域河岸带和南海近岸海域）、湿地公园（滇池北岸和东岸的湿地公园、南滇池国家湿地公园、上海市青浦区湿地）、高速公路（河南省、卧龙国家级自然保护区内）、国家自然保护区（缙云山）、城市园林绿地系统（宁夏、南宁）、红树林生态系统（广西山口）、城市公园（重庆）、大学校园（浙江农林大学）等。

16 篇未提及研究区域，大多数是针对某一种（或几种）入侵植物进行风险评估，涉及物种为锯齿大戟（Euphorbia dentata）（2005年）、刺萼龙葵（Solanum rostratum）（2007 年）、3 个典型外来树种[马缨丹（Lantana camara）、刺槐（Robinia pseudoacacia）和火炬树（Rhus typhina），2008 年]、黄顶菊（Flaveria bidentis）（2009 年，2010 年）、火炬树（2010 年）、米草属植物[大米草（Spartina anglica）、互花米草、狐米草（Spartina patens），2014 年]、红毛草（Rhynchelytrum repens）（2016年）、芒麦草（Hordeum jubatum）（2016年）、斑地锦（Euphorbia maculata）（2017 年）、飞机草（Chromolaena odorata）（2017 年）、柳枝稷（Panicum virgatum）（2020年）、速生槐叶蘋（Salvinia molesta）（2022 年）、细茎针茅（Stipa tenuissima）（2022年）。

综上，外来入侵植物风险评估以省级（地区）尺度、市级尺度和某种生境（或某类生态系统）研究为主，全国尺度、县级尺度和乡镇尺度的研究较少，还有部分省、市和绝大部分县区未开展相关研究，需要当地有关部门引起高度重视，建议科研工作者也可增加相关地区的研究热度。近10 年国家高度重视村庄和县域规划，2014 年提出加快编制村庄规划，2019 年提出以县为单位抓紧编制或修编村庄布局规划，2021年和2023 年将村庄规划作为独立章节阐述，可见县域和村镇是乡村生态景观规划的目标区域。另外，入侵地的气候条件、土壤环境以及生境（生态系统）类型是外来入侵植物定殖、扩散的重要影响因素，而且农业和林业主要分布在乡村，农业和林业生态系统遭受外来入侵植物的破坏也较为严重。因此，亟需在县级尺度、村镇尺度以及农业、林业等生态系统开展外来入侵植物风险评估，从而为制定县域或村庄生态景观规划方案提供支持。

4 高风险外来入侵植物分析

通过对64篇风险评估结果文献统计分析，将风险评估结果为高、极高风险的外来入侵植物统一归为高风险植物，统计每种外来入侵植物的发生频次，共有169种被评估为高风险（表1），覆盖了前述4批中国外来入侵物种名单中除长刺蒺藜草外的39 种外来入侵植物和《重点管理外来入侵物种名录》中除长刺蒺藜草外的32种外来入侵植物，其中有13种被列入《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》。

表1 高风险外来入侵植物出现频次Table 1 Frequency of occurrence of alien invasive plants assessed as high risk of invasion

整体上看，出现频次≥10 的植物包括小蓬草（Conyza canadensis）、一年蓬、凤眼 莲（Eichhornia crassipes）、空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）、反枝苋、加拿大一枝黄花等18 种，全部在前述4 批中国外来入侵物种名单里，其中小蓬草、凤眼莲、空心莲子草和加拿大一枝黄花等12 种在《重点管理外来入侵物种名录》中，仅豚草（Ambrosia artemisiifolia）在《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》中。虽然出现频次较高的一年蓬、反枝苋、土荆芥（Dysphania ambrosioides）、圆叶牵牛（Ipomoea purpurea）、钻叶紫菀（Aster subulatus）、牛膝菊以及出现频次小于10 的一些外来入侵植物未被列入《重点管理外来入侵物种名录》，但其都有相当强的适应性和繁殖扩散能力，具有较强的入侵性和潜在的危害性，迫切需要相关部门和当地农林牧渔业工作人员高度重视。

从文献统计结果看，不同地区高风险外来入侵植物的物种差别较大，少数物种在全国范围分布较广，主要是因为外来入侵植物的发生具有较强的地域性，受气候因素、土壤和水环境质量、生境类型、人为干扰等影响较大，物种入侵在不同区域和不同生境（生态系统）中危害差别很大[34-35]，如果评价单元太大，评价结果不能精确反映高风险物种的发生区域。因此，在编制乡村生态景观规划时，有必要综合考虑外来入侵植物的生物学特性、生活习性、繁殖特点、遗传特征、生境类型（生态系统类型）、周边景观格局分布及人为干扰等因素，在县级（乡镇级）空间尺度下开展实地调查和风险评估，提高规划方案的针对性、科学性和可行性。

5 结论与建议

开展外来入侵物种风险评估是编制外来物种入侵防控规划的重要基础，本研究在乡村生态景观规划视角下，从外来入侵植物风险评估方法、评估指标体系、研究区分布和高风险外来入侵植物4 个方面，深入分析了我国外来入侵植物风险评估研究现状，提出了未来针对乡村生态景观规划开展外来入侵植物风险评估的建议：

（1）研究区的划定应以县级、乡镇级空间尺度为重点。从文献分析结果看，我国外来入侵植物风险评估还存在很多空白区域，亟需开展全国性普查以摸清底数、评估入侵风险。农业农村部于2022 年组织全国31 个省（自治区、直辖市）以县级行政区划为普查单元开展外来入侵物种普查面上调查和重点调查，普查物种类型包括植物、病虫害和水生动物，覆盖农业、林业、草业、湿地、城市绿地、自然保护区和入境口岸等多个领域，可为在县级和乡镇级区域开展较为精准的外来入侵物种风险评估提供翔实的数据基础，有利于进一步完善县级、乡镇级乡村生态景观规划方案。

（2）在外来植物入侵风险评价指标体系建立上，一级评价指标可使用引入分析、环境适生性、定殖分析、扩散能力、危害与影响、防控与治理难度6 项指标。同一入侵植物在不同地区的入侵风险存在差异，因此需要结合入侵地实际情况，考虑入侵植物分布的地域性，考虑生境类型、生态系统、景观格局、生态风险等因素，结合不同入侵植物的生物学特征和入侵模式，确保指标体系具有地域性、特殊性和全面性。另外，同一批外来植物可采用不同的风险评估体系评估其入侵风险，以期获得更加合理的评估效果。

（3）在编制乡村生态景观规划前，先开展外来入侵植物风险评估。乡村生态景观规划应考虑外来植物入侵带来的环境、经济和生态危害，有必要在规划编制前开展外来入侵植物风险评估，在评估方法选择上，结合层次分析法，引入模糊综合评价模型、适生区（地理分布）预测模型、生态位模型等，做到定量和定性相结合，从而识别出高风险外来入侵物种及其发生的高风险区，进而为乡村生态景观规划编制提供重要依据。