徐強 呂文剛 吳海榮 劉海軍 武目濤 馬駿 李盼畔

摘要 密花豚草Ambrosia confertiflora是一種原產(chǎn)墨西哥和美國的多年生雜草，后入侵到多個國家，給當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、生態(tài)、畜牧業(yè)等帶來了嚴重危害。除此之外，密花豚草還是多種有害真菌、昆蟲的寄主，散發(fā)難聞氣味污染環(huán)境，花粉還會引起易感人群的過敏反應。2018年歐洲和地中海國家植物保護組織（EPPO）將其列入A2類檢疫性有害生物名單。豚草屬雜草已經(jīng)被列入我國進境植物檢疫性有害生物名錄，雖然密花豚草目前在我國尚無分布記錄，但是其潛在入侵風險不可忽視。本文通過CLIMEX生物學動態(tài)仿真模型結合地理信息系統(tǒng)的方法，分析其在全球以及在我國的適生范圍和適生程度，同時對該雜草進入我國的風險等級進行評估。研究結果表明，與我國貿(mào)易往來頻繁的一些國家以及我國都存在密花豚草高度適生區(qū)，密花豚草極有可能通過國際貿(mào)易而進入我國，且密花豚草傳入我國的風險等級為高度危險。應該提高對該雜草的風險意識，做好風險預警，提高對外來入侵生物的知識儲備和公眾對有害生物的防范意識，防止密花豚草進入我國，保護我國的農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及生態(tài)安全。

關鍵詞 密花豚草;?適生性預測;?入侵風險;?預警防控

中圖分類號： Q948

文獻標識碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2022390

Abstract Ambrosia confertiflora is a perennial weed native to Mexico and America. It invaded into many countries and brought serious harm to local agriculture， ecology and animal husbandry. In addition， A.confertiflora is also the host to a variety of harmful fungi and insects， and contaminates the environment with unpleasant smells. Its pollen can cause allergic reactions in susceptible people. In 2018， the Plant Protection Organization of Europe and Mediterranean Countries （EPPO） added A.confertiflora to A2 lists of pest recommended for regulation as quarantine pests. The genus of Ambrosia has also been included in the quarantine pests list in China. Although there is no distribution record of A.confertiflora in China at present， its potential invasion risk cant be ignored. In this paper， the CLIMEX biological dynamic simulation model and the geographic information system were adopted to analyze the suitable range and degree of A.confertiflora in the world and China， and the invasion risk of A.confertiflora to China was determined. The results show that A.confertiflora has highly suitable areas in China and some countries which have frequent trade with China. Therefore， it is most likely that A.confertiflora can be introduced into China through international trade. At the same time， the risk grade of A.confertiflora introduced into China is high. Therefore， we should improve the risk awareness and risk warning of this weed， increase knowledge of invasive alien species and public awareness of pest defense， prevent A.confertiflora entering our country， and protect Chinas agriculture， forestry and ecological security.

Key words Ambrosia confertiflora;?suitable area prediction;?invasion risk;?early warning and control

密花豚草Ambrosia confertiflora為菊科Asteraceae豚草屬Ambrosia雜草，原產(chǎn)墨西哥和美國。后來由于國際貿(mào)易、人為等原因入侵到波多黎各、以色列、巴勒斯坦以及澳大利亞［1］，給這些國家的農(nóng)業(yè)和生態(tài)帶來了極其嚴重的影響。密花豚草與農(nóng)作物和果樹等爭奪營養(yǎng)，給農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)造成極大危害，其對辣木屬Moringa spp.植物危害尤其嚴重。密花豚草瘦果上的毛刺可污染羊毛，降低羊毛的品質;同時它會散發(fā)難聞的氣味而污染環(huán)境;密花豚草的花粉會引起易感人群的“枯草熱”病和接觸性皮炎［1-3］。該雜草還是危害瓜類的病原菌、節(jié)肢動物、病毒等的寄主，如菊科白粉菌Erysiphe cichoracearum［4］、黃瓜十一星葉甲食根亞種Diabrotica undecimpunctata undecimpunctata、玉米根葉甲西部亞種Diabrotica virgifera zeae、路易氏葉螨Eotetranychus lewisi、塊莖跳甲Epitrix tuberis、黑潮方胸小蠹Euwallacea kuroshio和鳶尾黃斑病毒（iris yellow spot virus）［5］。在以色列，密花豚草入侵農(nóng)田、果園、牧場、河岸等，取代本地物種形成單優(yōu)勢群落，嚴重破壞當?shù)氐纳锒鄻有裕?-7］。在澳大利亞，密花豚草抑制當?shù)啬敛莸纳L［2］。2018年歐洲和地中海國家植物保護組織（European and Mediterranean Plant Protection Organization， EPPO）將密花豚草列入A2類檢疫性有害生物［8］。我國與EPPO部分成員國的貿(mào)易往來十分密切，因此積極關注EPPO檢疫性有害生物信息，對了解外來物種發(fā)生情況、預防外來生物入侵具有重大意義。目前豚草屬已被列入我國進境植物檢疫性有害生物名錄［9］，因此應該高度關注密花豚草。密花豚草目前在我國未有分布報道，但是同屬的其他種雜草如豚草Ambrosia artemisiifolia和三裂葉豚草Ambrosia trifida已經(jīng)入侵我國部分地區(qū)。近些年來，全國各口岸經(jīng)常在進口糧食中截獲豚草屬雜草種子，如本文作者經(jīng)常在美國進口大豆和高粱中截獲豚草、三裂葉豚草以及裸穗豚草Ambrosia psilostachya［10-11］。密花豚草與同屬雜草種子一樣隨進口糧食等貨物進入我國的可能性極高，潛在風險絕對不可忽視。

近年來，隨著我國進口貿(mào)易的持續(xù)增長，交通方式的多樣化以及物流的迅猛發(fā)展，植物檢疫性有害生物的發(fā)生趨勢日益嚴重，不僅影響了農(nóng)業(yè)的發(fā)展和安全，還給生態(tài)環(huán)境、生物多樣性以及人類健康帶來潛在威脅。2021年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、海關總署、國家林業(yè)和草原局聯(lián)合印發(fā)《關于印發(fā)進一步加強外來物種入侵防控工作方案的通知》，其中兩項主要工作就是開展外來入侵物種普查和監(jiān)測預警，以及加強外來入侵物種口岸防控［12］。防止外來有害生物侵入的有效手段就是預防，從源頭阻止其進入國門，因此做好及時監(jiān)測尤為重要。每種生物都有其最佳適生環(huán)境，對特定的外來生物，提前了解其適生環(huán)境，不僅可以針對地進行監(jiān)測，減少監(jiān)測的盲目性，還可以減少人力物力財力負擔。有害生物適生性評估，是有害生物風險評估的重要內(nèi)容，其定量評估模型和軟件的研發(fā)與應用受到國內(nèi)外廣泛關注。有害生物潛在地理分布是有害生物風險評估的主要內(nèi)容，通過潛在地理分布預測，能夠確定有害生物入侵、定殖和擴散的地理范圍與具體地點，縱觀國內(nèi)外研究進展，潛在地理分布預測是有害生物定量風險評估最先開展的工作［13］。CLIMEX也叫微機生態(tài)氣候分析系統(tǒng)［13-14］，是澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織開發(fā)的商業(yè)化軟件，其主要原理為利用地點比較模型，分析有害生物已知分布地點的氣候條件來對其潛在地理分布和種群的相對豐度進行預測。該模型自問世以來，被國內(nèi)外很多學者用來進行適生性分析，成為全球最具影響力的定量預測工具［13-14］。近年來，許多學者應用CLIMEX預測了多種外來入侵植物在我國的潛在地理分布，如3種異株莧亞屬subgen Acnida雜草［15］、黃頂菊Flaveria bidentis［16］、銀膠菊Parthenium hysterophorus［17］等。本文采用CLIMEX模型，結合密花豚草的生物學數(shù)據(jù)、地理分布等信息，利用其已經(jīng)發(fā)生區(qū)域的氣候條件，并結合全球氣候數(shù)據(jù)來對密花豚草在全球及我國的潛在適生范圍以及適生程度進行預測。

有害生物風險分析（pest risk analysis，PRA）是處理檢疫和貿(mào)易關系最有效的手段之一［18］。PRA通過對某一生物可能存在的危害進行風險分析，提供植物檢疫管理科學決策依據(jù)，PRA作為市場準入的雙邊或多邊檢疫談判的科學依據(jù)，對打破檢疫限制，促進農(nóng)產(chǎn)品的解禁，擴大農(nóng)產(chǎn)品出口也發(fā)揮著重要作用。隨著國際貿(mào)易進程的加快和全球一體化進程的不斷推進，植物檢疫作為非關稅貿(mào)易壁壘受到了前所未有的挑戰(zhàn)。世界貿(mào)易組織要求各成員國檢疫決策要有科學的評價基礎，PRA不僅能夠為此提供科學依據(jù)，而且使之規(guī)范化、合法化。因此，PRA可發(fā)揮檢疫的技術壁壘作用，保護本國農(nóng)產(chǎn)品市場，維護國家的經(jīng)濟利益免遭損害。雜草作為有害生物的一部分，雜草風險分析（weeds risk analysis，WRA）也隨之產(chǎn)生。從口岸截獲植物疫情數(shù)據(jù)觀察發(fā)現(xiàn)，雜草截獲率占所有有害生物截獲率的80%以上，因此WRA作為PRA的重要組成部分，得到口岸檢疫部門的重視和研究。國家頒布的檢疫性雜草名錄中的部分檢疫性雜草在口岸被頻繁截獲，通過風險分析得到一個粗略的風險等級作為風險預警的參考［19］。本文將根據(jù)國際植物保護公約（International Plant Protection Convention， IPPC）的《ISPM第2號 有害生物風險分析框架》［20］和《ISPM第11號 檢疫性有害生物風險分析（包括環(huán)境風險及活體轉基因生物分析）》［21］的規(guī)定，從密花豚草的分布情況、潛在危害性、受害對象的經(jīng)濟重要性、定殖的可能性、管理難度5個方面進行定量風險分析，評估其入侵我國的風險等級，為密花豚草的監(jiān)測以及后續(xù)監(jiān)管等提供技術支撐，為防控預案提供參考，并針對密花豚草等外來有害生物提出一定的風險預警方案，保護我國的農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及生態(tài)環(huán)境安全。

1?材料與方法

1.1?基礎數(shù)據(jù)

1.1.1?生物學數(shù)據(jù)

密花豚草為多年生草本植物，株高20～150 cm，莖基部有時木質化，根系發(fā)達。雌雄同株，花序穗形總狀，一株成熟的植株可產(chǎn)生成千上萬粒總苞?？偘毿。L1～5 mm，錐形至梨形，2/3以上被10～20個短鉤狀棘，總苞內(nèi)含有1粒種子。密花豚草可通過種子繁殖和營養(yǎng)繁殖。種子一般秋季萌發(fā)，冬季生根發(fā)芽，春季生長，夏季初期開始萌發(fā)花芽，花期一直從夏季中期持續(xù)到早秋，秋季枯萎;營養(yǎng)生長以根莖上的適應芽來繁殖［1，22］。密花豚草具有廣泛的環(huán)境適應性，在干燥或潮濕、貧瘠或肥沃的土壤均可以生長， 在-1～35℃，降水量230～1 040 mm，海拔10～2 000 m范圍內(nèi)均可生長［2，23］。生長試驗表明，植株在溫暖的條件下（22℃/28℃和28℃/34℃，夜間/白天）生長得更好，在寒冷的條件下（10℃/16℃和16℃/22℃，夜間/白天）植株生長較慢;種子最適宜在土壤表面萌發(fā)，當種子種植深度超過4 cm時無法萌發(fā);在美國加州，密花豚草可以耐受的pH范圍為5.4～7.4［24］。

1.1.2?密花豚草目前在世界的分布數(shù)據(jù)

通過檢索國際應用生物科學中心（Center of Agriculture and Bioscience International，CABI）［25］和全球生物多樣性信息平臺（Global Biodiversity Information Facility，GBIF）［26］，以及查閱文獻［1-2］，篩選有效數(shù)據(jù)，最終確認密花豚草目前在世界的分布地區(qū)為墨西哥、美國、波多黎各、以色列、巴勒斯坦以及澳大利亞。具體分布見圖1。

1.1.3?基礎地理數(shù)據(jù)

本研究使用的世界地圖和中國地圖來源于國家地理信息系統(tǒng)網(wǎng)站（http：∥nfgis.nsdi.gov.cn/）提供的1∶1 000萬的世界矢量地圖，以及1∶400萬的國界和省界地圖。

1.1.4?軟件分析平臺

本研究使用的分析軟件為CLIMEX 3.0（澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織開發(fā)）和ArcGIS 10.2（美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司開發(fā)）。

1.1.5?氣候數(shù)據(jù)

CLIMEX中的氣候數(shù)據(jù)來源于系統(tǒng)本身以及中國國家氣象信息中心。

1.2?研究方法

1.2.1?適生性預測的研究方法

本研究采用CLIMEX地點比較模型，參照豚草屬的模型參數(shù)預設密花豚草的預測模型初始參數(shù)。根據(jù)密花豚草的生長發(fā)育溫度等生物學特性（10℃可萌發(fā)、28℃左右適宜其生長，并能耐受-1～35℃范圍的溫度），調(diào)整參數(shù)并運行模型，將運算結果與現(xiàn)有地理分布比對。一般將原產(chǎn)地作為物種適宜發(fā)生地，對模型運算結果和現(xiàn)有地理分布進行反復比對，最終使預測的潛在地理分布范圍與實際地理分布情況達到最大程度的擬合，確認影響密花豚草潛在地理分布的CLIMEX參數(shù)體系，運算模型后獲得全球及中國各站點的生態(tài)氣候指數(shù)（EI），建立適生性評判體系。

為了更直觀、全面地反映密花豚草在我國和全球的適生區(qū)域和適生程度，并得到可視化的面圖，本文應用ArcGIS 10.2軟件的空間分析模塊工具（spatial analyst tools），對EI值進行反距離權重插值分析，并按照適生性評判標準，確定密花豚草在我國和全球的適生范圍和適生程度。

1.2.2?適生性評判標準

生態(tài)氣候指數(shù)（EI）的范圍為0～100，該指數(shù)代表了物種在特定地點的適生能力。當EI=0時，代表該地點不適合物種生存;EI＞0，代表在該地點物種可以生存;當0＜EI≤10時，物種在該地點為低度適生;當10＜EI≤20時，物種在該地點為中度適生;當20＜ EI≤100 時，物種在該地點為高度適生［27-30］。

1.2.3?傳入風險的評估方法

根據(jù)有害生物危險性評價的指標體系［31］，對密花豚草的國內(nèi)分布狀況P1、潛在危害性P2、受害對象的經(jīng)濟重要性P3、定殖的可能性P4和管理難度P5共5個評判指標進行量化，評估其入侵我國的風險等級。其中共涉及15個指標 （表1），入侵風險等級（R）的計算公式為：R=5P1×P2×P3×P4×P5，其中P1=P1，P2=0.6P21+0.2P22+0.2P23，P3=Max（P31， P32， P33），P4=5P41×P42×P43×P44×P45，P5=（P51+P52+P53）/3。劃分標準為：2.5≤R＜3.0為特別危險，2.0≤R＜2.5為高度危險，1.5≤R＜2.0為中度危險，1.0≤R＜1.5為低度危險。

2?結果與分析

2.1?密花豚草適生性參數(shù)

根據(jù)密花豚草的生物學資料和地理分布資料，初步確定適生性分析參數(shù)，并對照現(xiàn)有分布圖，對運行系統(tǒng)的參數(shù)進行調(diào)試，以最大程度地符合現(xiàn)有實際地理分布情況，最終確定密花豚草的地點比較模型參數(shù)（表2）。然后對模型進行運算，獲得全球及中國各站點的生態(tài)氣候指數(shù)（EI），建立適生性評判體系。

2.2?密花豚草的適生性預測結果

2.2.1?密花豚草在全球的適生性預測結果

經(jīng)過CLIMEX模型的運算以及ArcGIS的等級劃分，得到密花豚草在全球的適生性預測結果，如圖2所示?？梢钥闯雒芑嗖菰谌虻倪m生性范圍較廣，其中高度和中度適生區(qū)除了原產(chǎn)地北美洲的墨西哥和美國，還包括了南美洲、歐洲、非洲、亞洲和大洋洲的部分國家和地區(qū)。其中與我國貿(mào)易往來較頻繁的部分國家和地區(qū)，如美國、巴西、阿根廷、歐盟、澳大利亞等，都具有高度和中度適生區(qū)域，說明這些地區(qū)都具有密花豚草入侵定殖的條件，且一旦定殖成功，密花豚草極小的總苞或種子極有可能通過藏匿于貨物或者運輸工具等而進入我國，從而入侵到我國。

2.2.2?密花豚草在中國的適生性預測結果

根據(jù)預測結果（圖3），可看出密花豚草在我國的潛在適生區(qū)范圍也較廣，高度和中度適生區(qū)面積較大。其中高度適生區(qū)分布在17°N～46°N之間，約為467.04萬km2，占全國總面積的48.65%，主要包括西藏東南部、云南、四川中東部、重慶、貴州、廣西、廣東、海南、湖南南部、江西、福建、臺灣東部、浙江南部、江蘇、安徽、湖北、河南、陜西、寧夏、甘肅東部、山西、河北、山東、北京、天津、內(nèi)蒙古南部、遼寧、吉林和黑龍江東部等地區(qū)，上述區(qū)域的EI值均超過20，說明環(huán)境氣候非常適合密花豚草的定殖生存;中度適生區(qū)范圍沿高度適生區(qū)略有延伸擴展，同時還包括新疆、西藏和黑龍江小部分區(qū)域;低度適生區(qū)范圍包括新疆、西藏、青海、甘肅、內(nèi)蒙古、黑龍江、湖南、湖北、安徽、江蘇、浙江、上海和臺灣等的部分區(qū)域。

2.3?密花豚草入侵我國的風險性

根據(jù)前期對密花豚草的生物學特性、危害性、分布狀況等基礎數(shù)據(jù)信息的研究以及有害生物危險性評價的指標體系，對密花豚草入侵我國的15個風險指標進行賦值（表3），并計算得到密花豚草傳入我國的風險等級R=2.38，為高度危險。

3?結論與討論

近年來，我國在外來物種入侵防控工作中雖然取得了一些積極成就，但是依然存在外來生物入侵風險大、防治難度大、長效機制不健全等問題［12］。我國是世界上遭受外來物種入侵危害最嚴重的國家之一，截至2020年，我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)660多種外來入侵生物［34］，一些外來入侵物種已經(jīng)成為新的優(yōu)勢種群，危及生物多樣性和生態(tài)安全，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此在對密花豚草的防控中，同樣應該積極貫徹“預防為主，綜合防治”的植保工作方針，采取“防重于治”的防范原則，建立起以預防為主的入侵治理模式，避免發(fā)生“先污染后治理”的現(xiàn)象。

3.1?提高風險意識

我國是世界第二大進口國，根據(jù)海關統(tǒng)計，2021年我國從歐盟進口貨物貨值達20 028.4億元、美國11 602.8億元、澳大利亞10 656.1億元、巴西7 137.7億元、新西蘭1 044.2億元、南非2 147.5億元，主要商品包括：糧食飼料、木材、水果、植物種子、花卉、羊毛等動物毛等，且交通運輸工具和方式呈現(xiàn)出多樣化［35］。我國是糧食進口大國，糧食是攜帶檢疫性雜草的重要載體，且普遍攜帶檢疫性雜草［36］。密花豚草容易入侵農(nóng)田，加之刺苞和種子較小，因此極有可能藏匿于進口的糧食或者交通運輸工具而進入國內(nèi)。目前密花豚草的分布國家如美國、墨西哥、澳大利亞與我國貿(mào)易來往極其頻繁，且與我國貿(mào)易往來較頻繁的巴西、阿根廷和歐盟等，都具有密花豚草的高度和中度適生區(qū)域，說明從這些國家地區(qū)進口貨物均有將密花豚草引入我國的風險。對我國的適生性分析表明，密花豚草在遼寧、天津、山東、江蘇、福建、廣東、海南、廣西和云南口岸傳入定殖風險較大，因此這些地區(qū)需要特別重視對密花豚草的檢疫。密花豚草可通過無性繁殖和有性繁殖進行快速繁殖，且難以一次性根除，因此一旦進入我國定殖，控制和根除將會變得非常困難。因此海關在各口岸需加大對上述相關國家進口貨物尤其是進口糧食的檢疫力度，加強對該雜草的檢驗檢疫，提高對該雜草的風險意識，在源頭上將其拒之國門之外。

3.2?加強風險預警

要加強風險預警，將密花豚草列入重點監(jiān)控名單，在每年的外來有害生物監(jiān)測中加強對該雜草的監(jiān)測，對進口貨物的碼頭堆場、糧食筒倉、車輛等運輸沿線、加工廠的下腳料堆場以及周圍有可能導致雜草傳播定殖的未硬化的地面等進行重點監(jiān)管，并每年進行持續(xù)監(jiān)測和跟蹤防治。同時在國外引種的種植園、下游擴散點、引入種種植地周圍進行常態(tài)化監(jiān)測，進行雜草定期鏟除，尤其是新發(fā)生的雜草，早發(fā)現(xiàn)早根除。各職能部門要通力合作、聯(lián)合防控，加強檢疫監(jiān)管和監(jiān)測調(diào)查，建設分級管理的大數(shù)據(jù)智能分析預警平臺，強化數(shù)據(jù)共享，并加強外來物種引入管理，依法嚴格外來物種引入審批，強化引入后使用管理，加大對未經(jīng)批準擅自引進、釋放或者丟棄外來物種行為的打擊力度。

3.3?夯實知識儲備

外來生物紛繁復雜，防控外來生物入侵任務極其繁重，要把預防的工作做扎實，就必須提前增加外來有害生物的知識儲備。相關部門要定期跟蹤密花豚草在國外的擴散定殖情況，并組織專家小組，進行技術交流和討論，建立翔實的生物基因數(shù)據(jù)庫，提高對密花豚草的檢疫鑒定水平。加強科技攻關，加快研發(fā)相關關鍵技術、產(chǎn)品和設備，探索綜合防控管理新模式，做好風險預警。除此之外，也要加強與高校和研究所的技術交流與合作，提高口岸對密花豚草的鑒定能力。同時要加強技術培訓，提升基層工作人員的專業(yè)能力。

3.4?擴大宣傳范圍

要擴大對密花豚草等外來有害生物的宣傳范圍，利用互聯(lián)網(wǎng)、移動終端、電視等媒介進行科普宣傳活動，讓大眾了解這些外來入侵生物的危害，增強守法和防范生物入侵的意識，不要從國外郵寄或攜帶動植物進境，避免在日常生活中有意或者無意地引進外來物種，更不要隨意放生從國外進境的生物物種，形成全社會共同參與的良好氛圍。

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（責任編輯：楊明麗）