全 文 ：第 34卷 第 2期 生 态 科 学 34(2): 179−186
2015 年 3 月 Ecological Science Mar. 2015

收稿日期: 2014-06-26; 修订日期: 2014-07-18
基金项目: 中国环境科学研究院院所基金项目(2012-YSKY-05)
作者简介: 宫璐(1987—), 女, 辽宁大连人, 科研助理, 主要从事外来物种的分子遗传学研究, E-mail: gonglu0904@126.com
*通信作者: 赵彩云, 副研究员, 主要从事生物安全方面的研究, E-mail: zhaocy@craes.org.cn

宫璐, 李俊生, 白加德, 等. 外来入侵物种管理中的排序体系研究进展[J]. 生态科学, 2015, 34(2): 179−186.
GONG Lu, LI Junsheng, BAI Jiade, et al. Advances research of prioritization management on invasive alien species[J]. Ecological
Science, 2015, 34(2): 179−186.

外来入侵物种管理中的排序体系研究进展
宫璐 1, 李俊生 1, 白加德 2, 赵相健 1, 赵彩云 1,∗
1. 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012
2. 北京麋鹿生态实验中心, 北京 100076

【摘要】 外来物种入侵是继生境破坏之后的第二大世界性的环境问题, 如何实现外来入侵物种分级, 对其进行有效管
理是一个世界性的难题。研究总结了国内外外来入侵物种的排序体系, 从三个方面归纳了目前的排序系统: 1)针对所有
入侵以及潜在入侵物种开展综合风险评估 , 以此为基础提出防控管理清单; 2)针对已建群的外来入侵物种, 围绕不同
管理目标进行入侵物种的排序 , 包括以降低外来入侵物种对生物多样性影响为目的的外来植物排序、以生物防治为
控制手段的外来物种排序、基于土地利用的种群管理排序 ; 3)针对区域管理提出外来入侵物种分区管理。认为外来
入侵物种的入侵性、生态危害、分布范围、潜在分布和控制技术是实现排序的关键因素 , 指标的选择与确定依赖于
管理目标的设定。我国亟需确定外来入侵物种的优先控制区域 , 并针对不同优先控制区域内外来入侵物种开展排序
工作。

关键词：外来入侵物种; 排序体系; 入侵区域; 生态危害
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2015.02.027 中图分类号：X3021 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2015)02-179-08
Advances research of prioritization management on invasive alien species
GONG Lu1, LI Junsheng1, BAI Jiade2, ZHAO Xiangjian1, ZHAO Caiyun1,∗
1. State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences,
Beijing 100012, China
2. Beijing Milu Ecological Research Center, Beijing 100076, China
Abstract: Biological invasion is considered as the second seriously environmental issue in worldwide just after habitat
destruction. Priortizing invasive alien species (IAS) is very important to manage effectively on IAS. In this paper, we
concluded the ranking systems of IAS based on the comprehensive risk assessment, impacts on biodiversity, priority control,
population management and regional priority areas. We summarized the ranking systems of IAS on three aspects: 1) listing
the priority species based on the comprehensive risk assessment on the established and potential IAS, 2) prioritizing the
established species depended on different management goals such as mitigating the adverse impacts of IAS on biodiversity,
managing IAS by biological control and population management based on the land use, and 3) prioritizing the areas for the
management on IAS. Invasiveness, ecological hazards, distribution and control technology of IAS were considered as the key
factors for the prioritization. Besides, index selection varied with the management goals. We suggest that prioritize control
areas and the ranking systems of IAS in different areas should be implemented as soon as possible in China.
Key words: invasive alien species; prioritization management; invasion areas; ecological hazards
180 生 态 科 学 34 卷

1 前言
外来入侵物种(Invasive Alien Species, IAS)是
指通过有意或者无意的人类活动而被引入到自然或
半自然生态系统中建立自然种群, 并给当地的生态
系统或景观造成了明显的生态和经济损害或影响的
非本源地物种。随着全球经济一体化、贸易的大幅
增长和旅游业的蓬勃发展, 物种无意或有意传播的
几率大大增加。全球气候变化、自然生境或生态系
统退化使外来物种更容易入侵和扩散[1]。《生物多样
性保护公约》(The Convention on Biological Diversity,
CBD)确定外来入侵物种为世界生物多样性的最大威
胁之一。千年生态系统评估(The Millennium Ecosystem
Assessment, MEA)认为外来入侵物种是导致生物多
样性丧失的五大直接驱动力之一。因此, 外来入侵
物种问题受到国际社会的广泛关注。
为防止外来物种入侵, 提高防治入侵物种的效
益, 充分预测和认识外来物种的风险是管理外来入
侵物种的重要环节[2]。而外来入侵物种风险评估的
最直接目的就是决策优先防治的对象[3]。因此初期
的外来入侵物种管理工作主要围绕着风险评估展
开, 目的是评价哪些物种一旦引入就很容易定居并
扩散。
国外政府部门和机构针对不同的管理目标列出
有害杂草清单, 比如对农业生产或人体健康、经济
或环境有害的物种。例如, 新西兰保护部根据入侵
植物对最具保护价值地区产生威胁的程度来对外来
物种进行优先级的划分[4]; 美国加利福尼亚的有害
杂草清单主要依据杂草的分布列出, 这些杂草是已
知或者潜在有危害性的, 包括降低农业产量、改变
生态系统功能、排斥本地物种、增加道路、公园或
水渠的维修费用[5]。越来越多的政府机构和保护组
织创建了各自的对生物多样性保护产生重大威胁的
外来入侵植物清单。澳大利亚[6–7]、加拿大[8]、新西
兰[9]和南非[10]列出了国家层面的有害物种清单, 美
国[11–18]、澳大利亚[19–21]、南非[22]公布了不同州和地
区的有害物种清单。这些清单中的大部分都是把物
种进行分类, 然后将极为有害的物种与中度或轻度
有害物种区分开来, 从而帮助确定研究和管理的优
先级别[23]。但是, 这些清单中的大部分没有详细阐
述将已列出的物种包含在内的决定因素以及它们如
何被分到不同的类别中去的。虽然一些清单给出一
定的解释, 说明他们是依据植物学、植物生态学或
土地管理者等领域的专家的意见, 但是他们几乎没
有提供关于最重要影响因素的细节; 个别的清单标
示出有哪几个物种被考虑到, 但是并未在清单中列
出来, 因为这些物种没有重大的影响[23]。虽然在这
个阶段已经形成一些指标用于评价外来入侵杂草的
风险, 但由于缺乏直接的监测数据, 一般用定性指
标评价杂草的入侵特征与优先管理, 这些指标主要
基于三个原则: 生物特征原则, 社会经济影响原则
(尤其是环境危害), 控制的风险与代价原则[24]。比如
2000 年 Thorp 等人在《澳大利亚国家级杂草的确
立》[25]中阐明了杂草评价的四个指标: 入侵性、影
响、扩散性、社会经济和环境价值。2001 年 Virtue
等人在《澳大利亚杂草评价系统》[26]一书中所建立
的国家级杂草评估系统包含五个方面: 目前和潜在
分布、土地不同利用的价值、入侵性、影响、成功
控制的可获性。Hiebert[27], Randall[28], Parker[29]等针
对杂草评价研究基本上是针对目前和潜在分布、入
侵性、威胁或负面影响的水平、控制的难易程度几
方面进行的问卷调查并综合评估。
我国地域辽阔, 生境复杂多样, 拥有丰富的生
物多样性资源, 漫长多变的边境线以及与诸多国家
相邻, 这些特点导致我国成为世界上容易遭受生物
入侵的国家之一[30]。英国“自然”网站最新报道[31]
中国已有外来入侵物种 550 种, 包括病毒、鱼类、
哺乳动物、昆虫、植物等类群, 这些外来入侵物种
每年对经济和环境造成的损失约为 15 亿美元。我国
目前大部分的外来入侵物种管理工作主要集中在外
来入侵物种风险评估方面, 针对国家层面的风险
评估体系如丁晖等[32]、梁勇等[33–34]所提出的; 针
对区域层面的评价体系如河南省[35]、安徽省[36]、
海南省[37]、温州市[38]、厦门市[39]; 或者针对入侵物
种不同类群或者单个物种的评价体系, 如针对外来
植物[40]、外来海洋物种[41]、外来鱼类[42]提出不同类
群的评价体系, 以及黄顶菊[43]、紫茉莉[44]、刺萼龙
葵[45]、福寿螺[46]、加拿大一枝黄花[47]、三裂叶豚
草[48]等的单物种评价体系。同时, 作为植物检疫领
域最普遍的外来物种风险评估, 有害生物风险分析
(PRA)工作在我国起步较早, 如蒋青等[49]、季良[50]、
范京安等[51]、向言词等[40]都曾提出过相应的有害生
物危险性评价指标体系, 我国目前的 PRA 研究水平
亦处于世界前列[52]。目前这些评价系统更多的用于
2 期 宫璐, 等. 外来入侵物种管理中的排序体系研究进展 181

预防与外来入侵物种检疫检验方面, 对于已建群的
外来入侵物种如何排序, 如何管理, 国内研究还相
对薄弱。
对外来入侵物种进行排序然后有针对性地进
行管理可以以最小的管理成本将各种不利后果减
少到最低程度。国外如新西兰、澳大利亚、美国
等很早就展开对外来入侵物种排序的研究, 针对
入侵物种在不同方面、不同区域开展了大量的探
索工作[4–5,23,27–28,53], 并出台了一系列的政策和指
南[54–55]。我国虽然针对潜在外来入侵物种开展了大
量的风险评估工作[56–58], 但是对于已经建立种群的
外来入侵物种, 相关研究还处于起步阶段。综合考
虑我国复杂多变的地理环境和有效利用国内治理经
费, 通过科学方法对外来入侵物种排序后进行管理
是一个亟待解决的科学问题。
本文综述了国外有关外来入侵物种管理过程中
排序体系的研究进展, 对其进行了相应的介绍, 以
期为我国外来物种排序与管理提供参考与借鉴。
2 外来入侵物种排序体系
2.1 基于生物多样性保护的外来入侵物种排序
外来入侵物种成为公认的导致生物多样性丧失
的主要因素之一, 在对外来入侵物种的排序中如何
反映外来入侵物种对生物多样性的影响, 在初期的
外来入侵物种风险评估体系中并未充分体现。研究
表明在综合评价系统中, 由于缺乏量化的数据, 关
于杂草对生物多样性产生的威胁和影响的信息就会
被包含在更高一级的指标中进行评估, 从而忽略了
产生的真正影响[4]。
为了更好的定义和量化外来入侵物种对生物多
样性的影响, Parker[29]建立了影响指数(I), 并用分布
范围(Range)、丰富度(Abundance)和影响(Effect)来共
同表征(I=R×A×E), 然而这样构建的影响指数太
过于简单, 不能反映外来入侵物种对生物多样性的
影响。Parker 等人[29]提出了基于基因、个体、种群、
群落和生态系统五个水平或者不同尺度之间的相互
关系来评价外来入侵物种对生物多样性的影响, 但
这样的体系又由于太过复杂而很难实现。Randall 等
人[23]在充分总结基于危害生物多样性的外来植物清
单基础上构建了外来入侵物种影响排序系统, 该系
统基于四个一级指标评价外来入侵物种对生物多样
性的影响: 1)单位面积内外来入侵物种生态影响强
度; 2)外来入侵物种在评价区域的分布范围; 3)外来
入侵物种的扩散速率, 作为表征其在未来 5 年乃至
50 年的潜在分布状况; 4)对于建群种的管理难易程
度; 并用 20 个二级指标详细阐述了一级指标, 基于
此对外来入侵植物进行高、中、低、无影响四个级
别的划分。为进一步表征外来入侵物种对生物多样
性的影响, Downey[4]提出了基于杂草对生物多样性
的影响的入侵杂草优先排序体系, 首先使用移入程
度和杂草种类(农业杂草/环境杂草其他)两个指标对
澳大利亚新南威尔士(NSW)清单中的 1665种杂草进
行筛选, 并基于空间威胁、对本土物种影响、入侵
能力、潜在受威胁的本土物种数量和入侵栖息地类
型五个属性特征, 以及对每个属性特征赋权重构建
排序模型, 对每一杂草进行评估, 并将筛选出 340
种杂草根据极端高、非常高、高、中和低进行五个
等级的排序。
如何进一步量化外来入侵物种对当地生物多样
性的影响, 开展除杂草之外其他外来入侵物种的排
序, 构建相应的排序系统, 还需要进一步开展相应
的工作。
2.2 基于生物防治的外来入侵物种排序
为了更好的控制外来入侵物种, 从控制措施的
可行性评价并进行外来入侵物种的管理排序为实现
外来入侵物种的有效管理提供了依据。生物防治被
认为是外来入侵杂草的管理中比较有效的手段之一,
因此许多国家开展了基于杂草生物防治的杂草排序
体系。
McClay[59]对加拿大亚伯达省 138 种农田杂草进
行生物防治的可行性评估, 该体系筛选了 16 个杂草
生物学特征, 包括地理分布、相对丰度、生活史、
生境、种间变异、繁殖能力、其他地方生防成功案
例、利益冲突等与生物防治密切相关的特征, 该体
系提出 97 种外来入侵杂草可用于生物防治, 其他的
41 种不适合生物防治; 由于 McClay 体系并没有解
释这些外来入侵杂草在经济或者环境方面的重要性,
因此 1995 年 Peschken 和 McClay[60]共同对该体系进
行修改, 修改后的体系选出了 12 种相关的生物特性,
还强调生物防治可用媒介的特性, 并通过比较六种
生态特性来估算杂草的重要性。修改后的体系虽然
估算了杂草的重要性, 并没有评估目标杂草所造成
182 生 态 科 学 34 卷

的环境破坏, 因此 Syrett[61]在针对新西兰具有环境
重要影响的杂草生物防治优先管理系统中 , 在
Owen[10]的计分方法上进行了改良, 增加了杂草对
环境的影响指标, 并评估每种杂草的生物防治可行
性。以上体系主要根据杂草的特征进行生物防治可
行性的排序, 2005—2006 年根据天敌重要性和防治
可行性 , 美国动植物检疫局植物保护与检疫处
(USDA-APHIS-PPQ)对可应用于杂草生物防治的潜
在天敌进行了评估[62], 并且使用一种标准化的计分
体制对每种杂草进行评估, 最终确认了 16 种杂草种
类可用于优先管理。Palmer 和 Miller[63]建议使用优
化模式来增强治理的效率和资源的整合, 他们提出
应该使用生物防治研究分值、项目可行性成果(五种
合适的防治媒介)以及问题范围(生产影响、环境影响
以及其它防治方式有效性的总量)对项目进行排名。
综上所述的基于生物防治的杂草排序体系主要
根据杂草的影响或控制的经济成本(如问题的大小),
生物防治的可行性(如预计影响)等, 基于一系列标
准, 对杂草进行评分。有研究指出, 这些方法过于依
赖主观判断, 忽略了对有关生物防治效果的证明。
因此, 在 2009 年由澳大利亚水土保持局领导开展的
“改善澳大利亚杂草生物防治工程目标”的研究[64]
中, 除了包含之前排序系统中的两个主要特性(除草
的重要性以及预测生态控制的影响), 还使用了南
非、美国等数据通过假设检验来建立生物防治的影
响, 并以此为基础提出了国家层面的外来入侵杂草
优先应对系统。最终基于 3 个模块构建杂草的生态
控制项目优先等级框架: 杂草的重要性及生态控制
必要性, 获得生态控制媒介的难度及宿主范围测试,
预测生态控制的潜在影响, 并对每一模块制定相
应的细则并给予具体的赋值 , 通过不同的权重 ,
将 3个模块整合在一起, 计算出最后的得分; 该体
系目前被应用于澳大利亚 WoNS(Weeds of National
Significance)与 AWC(Australian Weeds Committee)上
杂草的排序。
2.3 基于种群水平的外来入侵物种排序
目前关于杂草的管理主要是通过评估外来入侵
物种对生态系统产生的现实和潜在的影响来将外来
物种进行排序, 对列出的每一个外来物种提出的管
理建议是管理或清除其特定区域内的全部种群。这
样的处理默认为物种的影响水平、传播潜能和控制
的难易程度在这个区域内是一致的, 然而种群增长
的速率可能由于环境的异质性而不同, 环境适宜性
可以随着资源的可获得性的改变而发生暂时性变化,
除此之外, 不同环境下同一物种的影响也是不同的,
管理与控制外来入侵物种的目标也不同, 因此用同
样的方法处理不同生境的种群, 这可能导致管理上
的不力和资源的浪费[5,53,65]。Rew 等人[65]指出制定外
来入侵物种的管理计划应该强调整体的土地管理目
标, 就如森林服务区在不同地区会有不同的管理目
标, 外来物种的管理也应该随着这些目标的不同而
发生变化。他们提出一个种群级别的优先级管理框
架对已建群的外来入侵物种进行排序, 该框架将管
理从土地管理目标、调查、监测、评估和优先级判
定这四个主要阶段来实施。Skurka Darin 则是以清
除外来入侵物种的种群为目的, 提出相应的优先级
评价体系。在 2008 年提出的仅针对种群的评价体
系基础上[5], 2011年Skurka Darin又创建了混合具有
物种和种群指标的评价体系(WHIPPET)[52], 对美国
加利福尼亚州的有害杂草清单 A 清单中的杂草进行
优先级的划分, 并认为此种方法对土地管理者来说
是最有效的。然而 Skurka Darin 同时也指出, 这种种
群水平的排序系统并不能代替物种水平的排序系统,
但是对于制定杂草的风险管理决策来说, 可以起到
一定的修正作用。
2.4 从区域角度对外来种入侵地的治理进行排序
针对已经建群的外来入侵物种, 如何开展控制
与管理, 科学家也尝试开展区域管理。区域管理主
要关注于不同区域的生物多样性保护价值、不同区
域的成功控制技术以及地区资金的投入。区域管理
的目标主要是控制外来入侵物种扩散和蔓延, 其中
非洲有着成功的案例。
在过去的几个世纪, 大量的植物被引入到非洲,
它们已经大面积入侵到当地植被中, 并且到如今仍
在扩散。1995 年非洲设立“working for water”(WfW)
项目, 该项目为政府、半官方和非政府组织提供资
源以便从事外来入侵植物, 尤其是乔木和灌木的清
除行动[66], 基于此, 非洲开展了外来入侵植物大范
围的管理和应用研究。WfW 的重点聚焦在水资源的
保护上, 由此管理结构也是围绕水流域的管理展
开。该项目将南非划分为 21 个基础水流域, 这些成
为水资源管理的最高级别。这些基础水流域又被分
2 期 宫璐, 等. 外来入侵物种管理中的排序体系研究进展 183

为更小的流域, 这些更小的流域以四个为管理的最
小单位。在南非和莱索托一共有 1911 个这样的四为
一体的水流域管理单位, 它们面积较大而气候更为
干燥、管理压力较大[67]。 Forsyth[68]和 Van Wilgen[69]
对 21 个流域进行更进一步的管理流域的划分, 使用
了四个指标: 现有外来物种数量、预测外来物种的
潜在数量、水文栖息地的缺失程度以及水压力的程
度, 基于四个指标综合评价管理区域; 并运用地理
信息系统绘制了外来入侵物种管理区域的分布, 确
认了全部 1911 个水流域的三分之一为高等级管理
区域, 分值最高的占总数的 14%。Forsyth[68]利用
AHP 法, 针对南非 Western Cape 地区开发出控制外
来植物的优先级标准。他们特别强调了空间分布的
重要性, 利用空间数据集产生权重, 并对其进行排
序。此方法结合了股东投入和数据驱动的模型解决
法, 既包含了客观事实、专家知识和专家意见, 也包
含了股东的意见。
Roura-Pascual[64]则是以南非西南部 CFR(Cape
Floristic Region)地区外来木本植物的治理为例, 提
出一个区域范围的管理方案。使用驱动力-压力-状
态-影响-响应(Driving forces-Pressure-State-Impacts-
Responses, DPSIR)系统, 筛选出地点所在属性、物种
属性、社会环境 3 个一级指标以及 28 个主要的具体
影响因素, 其中强调了火的重要性。使用 AHP 法进
行权重的设置, 最终按不同等级划分了管理区域。
Nel 等人[69]基于外来物种的传播潜能提出了南非 84
种刚刚入侵的外来植物名单, 基于此名单, Mgidia
等人[70]开发出与气候相匹配的方法对其中筛选出的
28 个“刚出现”的物种进行了分布的预测, 确定哪
些地区的气候适合外来植物的入侵, 最可能出现问
题, 从而进行管理区域的划分; 其预测结果认为,
南非东部地区最可能遭受外来植物的入侵。物种分
布模型(Species distribution models, SDMs)可以鉴定
出与外来物种入侵相关的环境特点, 并且推断出其
他区域是否因为具有相似的特点而有可能被入侵,
因而物种分布模型常被用于管理区域的鉴定[71]。但
是, 也有学者质疑, 由于外来入侵物种较广的生态
幅和在新的环境中还未达到平衡, 这种方法的使用
不是特别合适, 而最大的问题是对不确定的分布数
据的处理。Robinson[71]则提出了一个与管理应用相
匹配的新的策略方法, 该策略仅利用已有的数据和
专家意见进行模型标准的设定, 利用现有或缺失的
数据评估物种的潜在分布区 , 将决策法 (decision
strategies, DSs)和阈值确定法(threshold determination
methods, TDMs)结合起来使用, 并且此种方法被认
为是与特定管理目标相结合的最合适的方法。
3 总结与展望
在对已入侵的外来物种排序体系的研究中, 关
于植物的排序体系占了绝大部分, 而其中杂草的研
究又占有相当的数量, 尤其是澳大利亚对于杂草的
治理具有相当的历史与经验, 目前澳大利亚的杂草
风险评估体系在世界各国的进出口检疫中被广泛应
用[72]。而其他国家, 包括新西兰、美国、加拿大和
南非等, 也已经列出国家级风险评估体系或地方
级的管理清单。对外来入侵物种的生态影响、入
侵性、目前和潜在的分布状况、控制的可能性这
几方面进行评价, 目前大部分的排序体系都是强
调这几点[23]。除了指标的确定外, 指标体系的设定
也是至关重要的, 在外来入侵物种的排序中应用较
多的是多重分析法, 而 AHP 法又是多重分析法中应
用较为广泛的方法[67]。优先进行管理的目标物种的
筛选不是一件容易的事情, 即使是研究比较深入的
针对杂草的排序, 在目前的实际操作中, 各地区筛
选目标杂草的方式也相差很大, 而在确保使用最为
重要的标准方面开展的基础研究也少得惊人[64], 如
果放到所有物种的范围, 困难就可想而知了。同样
的困难还来自于评估的准确性, 范围越大, 涵盖的
指标以及对指标的评估越难以准确和灵活。国外除
了国家级外来入侵物种清单外, 对外来物种的排序
工作主要是分类进行的, 并有一定的着重点, 例如
有的针对不同物种(杂草或乔木等), 有的针对不同
地区(应用范围), 有的针对不同的防控方法(生物防
治、种群清除)。
我国在外来入侵物种风险评估中建立了针对国家
层面以及区域层面的综合评价指标体系[34,38–39,56–58,73],
为我国制定黑、灰、白名单奠定了基础; 但为了补
充我国对不同类群、不同区域的已建群外来入侵物
种的管理, 从而进一步加强我国外来入侵物种管理
与防控, 将来需要在吸取和借鉴国外经验的基础上,
基于管理区域与外来入侵物种类群构建我国外来入
侵物种管理体系:
184 生 态 科 学 34 卷

1) 我国外来入侵物种排序。依据我国外来入侵
物种的生态特征、空间分布特征、对生物多样性的
影响、防控的需要, 筛选评价指标, 确定每个指标的
赋值方法, 构建我国外来入侵物种的排序体系, 确
定我国需要优先控制的对生物多样性有威胁的外来
入侵物种。
2) 我国外来入侵物种优先控制区域的确定。我
国地域辽阔, 外来入侵物种在不同区域分布特征明
显不同, 亟需基于生物多样性保护的角度出发, 结
合控制的有效性以及外来入侵物种的分布特征, 筛
选和确定我国需要优先控制的区域, 并在区域尺度
确定我国不同区域的外来入侵物种管理战略。
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