【畢業(yè)學(xué)位論文】基于 GIS 平臺(tái)的外來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)碩士論文

密級(jí) 論文編號(hào) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 學(xué)位論文 基于 臺(tái)的外來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng) 士 研 究 生 ：王雅男 指 導(dǎo) 教 師：萬方浩 研究員 申 請(qǐng) 學(xué) 位 類 別：農(nóng)學(xué)碩士 專 業(yè)：生物安全 研 究 方 向：外來入侵生物預(yù)防與控制 培 養(yǎng) 單 位：植物保護(hù)研究所 研究生院 提交日期 2007 年 6 月 2007 研究為國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃“農(nóng)林危險(xiǎn)生物入侵機(jī)理與控制基礎(chǔ)研究” （973 計(jì)劃，2002部分內(nèi)容。所有實(shí)驗(yàn)在“中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所 植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”以及“農(nóng)業(yè)部外來入侵生物預(yù)防與控制研究中心”完成。 要 對(duì)外來生物進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和建立預(yù)警機(jī)制是阻止外來生物入侵并發(fā)生危害的最經(jīng)濟(jì)有效的防止措施，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是風(fēng)險(xiǎn)分析過程中關(guān)鍵的一環(huán)，為風(fēng)險(xiǎn)管理提供重要決策依據(jù)。為了便于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的數(shù)據(jù)管理和避免評(píng)估者理解復(fù)雜的評(píng)估模型和進(jìn)行大量的評(píng)估計(jì)算，本研究應(yīng)用 算機(jī)語言和 理信息系統(tǒng)二次開發(fā)組件開發(fā)了外來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。 外來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)主要應(yīng)用氣候相似性分析法、生物氣候相似分析法和多指標(biāo)綜合分析法對(duì)任何外來物種進(jìn)行全球適生性區(qū)域分析和入侵概率預(yù)測(cè)。氣候相似性分析法遵循了氣候相似原理，應(yīng)用相似離度法找到與物種目前發(fā)生地氣候最相似的地方；生物氣候相似法使用外來物種的生物學(xué)參數(shù)與被預(yù)測(cè)區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)相比較，找到物種最適合生存的地方；在應(yīng)用多指標(biāo)綜合分析法時(shí)，首先建立了外來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，設(shè)立了與傳入風(fēng)險(xiǎn)、定殖風(fēng)險(xiǎn)、擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)和危害風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的 34 個(gè)必要指標(biāo)，同時(shí)也允許用戶自行增加需要的指標(biāo)，通過指標(biāo)體系對(duì)外來生物的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化評(píng)估，最終得到物種入侵某地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)值。多種分析方法的結(jié)果為更精確地預(yù)測(cè)外來生物入侵被評(píng)估地的范圍和概率提供了多元化思路，為增加結(jié)果數(shù)據(jù)的可讀性，涉及到地理分布的結(jié)果都用不同符號(hào)顯示在地圖上。 紅火蟻是全球 100 種危害最嚴(yán)重的外來入侵物種之一，鑒于此物種研究資料和文獻(xiàn)較豐富，并且對(duì)于我國來說屬于入侵初期的外來生物，所以把紅火蟻?zhàn)鳛橥鈦砩镲L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的研究案例，不僅能驗(yàn)證系統(tǒng)的可應(yīng)用性，其結(jié)果也可為我國防治紅火蟻提供科學(xué)依據(jù)。系統(tǒng)中三種分析方法的預(yù)測(cè)結(jié)果一致表明紅火蟻在我國華東和華南地區(qū)的入侵概率較高，事實(shí)上，紅火蟻目前也已經(jīng)在我國華南地區(qū)的廣東、廣西、福建局部地區(qū)嚴(yán)重發(fā)生，從而驗(yàn)證了系統(tǒng)原理的可行性。按入侵概率從高到低，把預(yù)測(cè)區(qū)分為四個(gè)級(jí)別，分別是紅色警報(bào)區(qū)、橙色警報(bào)區(qū)、黃色警戒區(qū)和綠色小風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。就紅火蟻入侵中國這個(gè)事件來說，中國的廣東、廣西兩省處于紅色警報(bào)區(qū)，廣大的華東和華中地區(qū)處于橙色警報(bào)區(qū)，這兩類地區(qū)的政府需要實(shí)施針對(duì)性的防控措施盡量減少或者避免紅火蟻入侵造成了危害；大部分西南地區(qū)和廣大的華北地區(qū)處于黃色警戒區(qū)，東北、西北地區(qū)多處在綠色小風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，這兩類地區(qū)進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)工作即可。 關(guān)鍵詞：外來生物 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 地理信息系統(tǒng)二次開發(fā) 入侵概率 適生區(qū) 指標(biāo)體系to an of is an of To of in in to of to of by of up 4 to as in as of in to to to to is of 00 in as a of to of it . is in It of to . of . to to to to to . in in is 錄 第一章 緒論 .來生物風(fēng)險(xiǎn)分析概述 . 1 來生物風(fēng)險(xiǎn)分析的意義 . 1 來生物風(fēng)險(xiǎn)分析程序 . 2 來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要內(nèi)容 . 2 來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論研究方法 . 3 險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估體系 . 4 種適生性分布區(qū)預(yù)測(cè) . 5 態(tài)氣候評(píng)價(jià)模型 . 5 候包絡(luò)模型 . 6 糊包絡(luò)模型 . 8 傳算法 . 8 組織特征映射網(wǎng)絡(luò) . 9 擬物種擴(kuò)散行為方法 . 10 應(yīng)擴(kuò)散模型 . 10 分差分方程模型 . 11 胞自動(dòng)機(jī) . 11 觀中性模型 . 12 來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的地理信息系統(tǒng)技術(shù) . 13 成式地理信息系統(tǒng)（ . 13 件式地理信息系統(tǒng)（ . 14 維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（ . 14 研究的意義、主要內(nèi)容和技術(shù)路線 . 15 題依據(jù)及意義 . 15 要研究?jī)?nèi)容 . 16 術(shù)路線 . 16 第二章 氣候相似性分析法預(yù)測(cè)外來生物潛在適生區(qū) .料與方法 . 17 礎(chǔ)數(shù)據(jù) . 17 似離度模型 . 18 測(cè)適生區(qū)及入侵概率的方法 . 18 重發(fā)生地與原始產(chǎn)地設(shè)置 . 19 警級(jí)別劃分 . 20 慮非氣候因素 . 20 國港口 . 20 地利用 . 22 果與分析 . 23 似離度最小值地點(diǎn)確定 . 23 國整體性分析 . 23 火蟻入侵中國政區(qū)的概率 . 29 火蟻入侵中國氣候區(qū)的概率 . 31 點(diǎn)省份分析 . 34 論與討論 . 36 論 . 36 鍵點(diǎn) . 36 果討論 . 36 第三章 生物氣候相似性分析法預(yù)測(cè)外來生物最適生存區(qū) .料與方法 . 38 理概述 . 38 火蟻參數(shù)的確定 . 38 氣候指標(biāo)計(jì)算方法 . 40 度指標(biāo)（ . 40 度指標(biāo)（ . 41 拔指標(biāo)（ . 41 侵概率計(jì)算方法 . 41 果與分析 . 42 法可行性驗(yàn)證 . 42 警級(jí)別劃分 . 42 國整體性分析 . 43 火蟻入侵中國政區(qū)的概率 . 44 火蟻入侵我國氣候區(qū)的概率 . 45 火蟻入侵我國逐月分析 . 47 點(diǎn)省份分析 . 49 論與討論 . 50 論 . 50 鍵點(diǎn) . 51 果討論 . 51 第四章 外來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建及分析 .料與方法 . 54 標(biāo)體系建立依據(jù) . 54 標(biāo)體系的結(jié)構(gòu) . 55 種入侵風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算方法 . 59 標(biāo)權(quán)重設(shè)置 . 59 級(jí)指標(biāo)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)值確定 . 61 標(biāo)定義 . 62 入風(fēng)險(xiǎn) . 62 殖風(fēng)險(xiǎn) . 64 散風(fēng)險(xiǎn) . 67 害風(fēng)險(xiǎn) . 68 警級(jí)別劃分 . 70 果與分析 . 70 標(biāo)權(quán)重值 . 70 火蟻入侵中國各政區(qū)概率值 . 71 論與討論 . 73 論 . 73 鍵點(diǎn) . 73 果討論 . 73 第五章 外來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)開發(fā) .理信息系統(tǒng)二次開發(fā)概述 . 75 . 75 立開發(fā) . 75 主型二次開發(fā) . 76 于 . 76 件式 件 . 77 . 77 . 78 料與方法 . 78 統(tǒng)需求分析 . 78 統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 79 統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立 . 80 統(tǒng)數(shù)據(jù)流程 . 82 果與分析 . 83 礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊 . 83 種適生分析模塊 . 83 標(biāo)綜合分析模塊 . 85 圖操作模塊 . 87 本功能 . 88 題圖 . 89 層符號(hào)化 . 89 論與討論 . 91 第六章 結(jié)論與展望 .論 . 92 來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的建立 . 92 來生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系的建立 . 92 火蟻在中國的適生范圍 . 92 火蟻在中國的入侵概率分析 . 93 研究的創(chuàng)新之處 . 93 望 . 93 參考文獻(xiàn) . 謝 .者簡(jiǎn)介 .國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 第一章 緒論 來生物風(fēng)險(xiǎn)分析概述 對(duì)于特定的生態(tài)系統(tǒng)與棲息地來說， 任何非本地的生物都叫外來生物 （ ，因 而外來生物或外來種（ 常是指物種出現(xiàn)在它正常的自然分布范圍之外的一個(gè)相對(duì)概念。而外來入侵種（ 指對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、棲境、物種、人類健康帶來威脅的外來種 （萬方浩等 , 2002） 。風(fēng) 險(xiǎn)（ 是指引致?lián)p失的事件發(fā)生并導(dǎo)致?lián)p失的不確定性， 風(fēng)險(xiǎn)因素 產(chǎn)生 風(fēng)險(xiǎn)事 件， 風(fēng)險(xiǎn)事 件引 起損失 可能 性，風(fēng) 險(xiǎn)具 有未來 性、 損害性 、不 確定性 和 可 預(yù) 測(cè)性（李尉民