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美国白蛾入侵的损失分类

2017-04-05 11:41:40 诗词鉴赏 0 评论

美国白蛾入侵的损失分类1

高岚1,赵铁珍2,柯水发1

1. 北京林业大学经济管理学院,北京 (100083);

2. 国家林业局经济发展研究中心林业经济期刊社,北京 (100029)

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摘 要:运用生物学、社会学、经济学和生态学等理论知识,在文献回顾和实地调研的基础上,提出了几种美国白蛾损失分类方法,为首次系统构建美国白蛾损失评估的指标体系及评估模型等奠定了基础。文章认为,方法(1)——按照损失是否可以直接货币化进行分类容易搜集资料,数据较为详细,且考虑全面,便于建立美国白蛾危害与被破坏物之间剂量反应的关系。在具体说明指标内涵的基础上,利用层次分析法(AHP)比较了经济损失、非经济损失中各个项目的相对重要性,指出在美国白蛾造成的经济损失中,直接经济损失最为严重;在美国白蛾造成的非经济损失中,环境功能损失最为严重,其次为景观美学损失、生产生活损失。

关键词:美国白蛾;损失分类;层次分析法

外来物种入侵问题已成为严重的全球性环境问题,它被国际上列为除栖息地(生境)丧失以外导致区域和全球生物多样性丧失的最重要因素(徐海根,2004)。2001年国际生物多样性日的主题就是“生物多样性与外来入侵物种管理”。全球经济一体化、国际贸易的频繁往来、现代先进的交通工具、蓬勃发展的观光旅游事业等等因素,为外来入侵物种长距离迁移、传播、扩散到新的生境中创造了条件,高山大海等自然屏障的作用已变得越来越小,全球几乎没有几个区域不受到外来生物的影响。

我国地理、气候特征十分复杂,更加容易遭受有害生物的入侵。据不完全统计,目前入侵我国的外来物种有400多种,其中危害较大的有100余种。在世界自然保护联盟公布的全球100种最具威胁的外来物种中,我国就有50余种。近年来我国林业有害生物每年发生面积多达近千万公顷,其中2004年呈偏重发生态势,主要的林业有害生物发生面积达到 9 460 000 hm2,同比增长8.79%(国家森林病虫害预测预报中心,2005)。林业有害生物,特别是外来物种的入侵,带来了严重的外部负效应,已经成为制约生态建设和林业快速发展的一大障碍。一方面它们所造成的经济损失十分巨大,据万方浩等(2003)研究,11种主要外来入侵害虫及杂草对我国经济造成的损失达574.3亿元人民币;另一方面它们对我国的生态与环境产生了较为严重的负面影响,如对国土生态安全造成威胁,对森林生态系统造成破坏,严重地影响了森林质量和系统功能的发挥,也影响到人与自然的和谐,甚至人类的健康。我国要建设山川秀美、生态文明的社会,离不开健康的森林。如果一个地区的森林资源遭到有害生物的严重危害而未能得到有效控制,山川将失去绿色;如果一个城市的树木被虫害蛀食得千疮百孔,市容市貌和人居环境将失去色彩。

在2003年初,国家环境保护总局与中国科学院联合公布的《中国第一批外来入侵物种1 基金项目:教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(20030022003)

作者简介:高岚,女,北京林业大学经济管理学院,教授,博士生导师。Email: gaolan@bjfu.edu.cn。

名单》(紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng.)、薇甘菊(Mikaina micrantha H. B. K.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb)、豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)、毒麦(Lolium temulentum L.)、互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)、飞机草(Eupatorium odoratum L.)、风眼莲(Eichhornia crassipes(Mart.)Solms)、假高粱(Sorghum halepense (L.) Pers.)、蔗扁蛾(Opogona sacchari(Bojer))、湿地松粉蚧(Oracella acuta(Lobdell))、美国白蛾(Hyphantria cunea(Drury))、非洲大蜗牛(Achatina fulica Ferussac)、福寿螺(Pomacea canaliculata Spix)和牛蛙(Rana catesbeiana Shaw)等16种外来入侵物种)中,美国白蛾(英文名为Fall Webworm或American White Moth)就是其中之一。它原产北美,广泛分布于美国北部、加拿大南部和墨西哥。20世纪40年代末,通过人类活动和运载工具传播到了欧洲和亚洲。1979年在我国辽宁省丹东地区首次发现,目前仍呈扩散蔓延趋势,已入侵北京的远郊区,形势十分严峻。

以往通过森林资源等实物变化来认识美国白蛾所造成的危害,重视其自然属性,忽视了社会和经济属性,损失评估没有从真正意义上与经济挂钩。实际上美国白蛾不仅破坏自然资源的物质量,而且制约了寄主植物多种功能的充分发挥,对人们的视觉、心理和日常生活等方面造成了损失。随着生态认识的加深,人们意识到了其所造成的危害,但主要是进行定性分析,缺少精确性和可比性,量化其危害程度的研究较少,并未使社会各界充分认识到其危害与损失。因此,目前迫切需要从理论上拓宽研究领域,定量评估美国白蛾对我国造成的各种危害及损失(为方便起见,本论文所指的“美国白蛾入侵我国造成的损失”简称为“美国白蛾损失”),客观反映美国白蛾造成的损失与人类、社会之间的关系,深入性的展开该问题的研究。

1 美国白蛾入侵的损失分类

1.1 美国白蛾的损失分类的指导思想

损失分类的主要目的在于明晰损失的类型,使损失的界定明了、科学,评估全面、准确、方便。分类中需要遵循以下思想:

(1)科学性:损失分类一定要建立在科学的基础上,根据实地调研和大量文献资料,所进行的分类必须与美国白蛾造成危害和损失的实际情况(如美国白蛾主要危害树木的叶子,极少造成树木死亡;其产生的各种损失存在空间和时间上的差异等等)相一致,能客观地反映美国白蛾造成损失的基本特征,具有一定的代表性,分类明确,选定的指标一定作到概念清晰,并且具有各自独立的内涵。

(2)综合性:由于笔者涉及到生物学、社会学、经济学和生态学等学科,与农林、市政、交通、铁路、工矿、社会单位和居民区物业等等诸多部门都有联系,在研究美国白蛾发生后所造成的损失分类中,不仅要考虑美国白蛾本身的一些特点,还需要考虑不断发展的经贸关系与社会因子的密切相关性等。因此,一定要综合考虑美国白蛾造成损失的各因子及相互间的关系,客观地进行评价。

(3)系统性:在现有对美国白蛾基本情况了解和掌握的基础上,根据美国白蛾造成损失的构成要素和主要相关因子,在进行分类时尽可能完整齐全,具有条理性、层次性,无重

复和重叠现象,能真实的反映美国白蛾造成的损失情况。

美国白蛾损失评价的实质是识别美国白蛾所产生的危害及损失,并进行货币化赋值。影响美国白蛾损失大小的因素主要见图1。具体而言,若美国白蛾的发生面积较大,一年内发生多次,持续时间越长,且损失程度较为严重,而受害寄主植物是国家或地区的重要资源,具有极高的经济价值和较多的生态功能,或其发生地区具有政治重要性,则美国白蛾入侵后所造成的损失就愈大。防治美国白蛾的措施与损失成反向关系,若实施得当,则损失会相应减少。其中,发生面积是指美国白蛾虫口密度达到能造成轻级危害或已造成轻级以上危害的面积,分为轻、中、重三个等级。发生频率是指美国白蛾在一年内大规模发生的次数。损失类型是指美国白蛾造成的是寄主植物的脱叶或籽苗损伤,还是使寄主植物致死。

1.2 美国白蛾损失的具体分类

(1)按照损失是否可以直接货币化分类

一般而言,灾害损失是指各种灾害给人类生存和发展造成的危害和破坏程度的度量。按照损失是否可以直接货币化,通常可分为经济损失和非经济损失,见图2。

经济损失是指美国白蛾入侵后所造成的损失可以用货币估价的部分,按照损失发生的关系疏密,同时也便于经济学处理,可分为直接经济损失、间接经济损失和防治费用支出。非经济损失是指不能用货币直接进行计量,只能通过间接的转换技术对其进行测算的损失。目前无案例表明美国白蛾造成人员伤亡的情况,美国白蛾入侵后对所在地区和邻近地区造成的非经济损失主要包括环境功能损失、景观美学损失、生产生活损失、心理影响损失、生态系统内部失衡损失和区域声誉损失。

(2)按照损失的内容划分

按照损失的内容划分为伤害型损失和防御型损失。人们对环境有一定的质量要求,当美国白蛾大规模爆发使环境舒适度、景观美景度低于这一要求时,社会在此方面的费用支出成为不可避免。从有害生物的角度而言,认为它的为害方式为主动型进攻,人们针对其为害而采取的防治为防御型措施,由此按照损失的内容划分,包括伤害型损失、防御型损失。其中伤害型损失是指美国白蛾对寄主植物、环境资源使用者等危害所造成的各种损失。防御型损失是指人们为免遭美国白蛾危害进行防治、规避的花费。

两者同时存在,对使用者而言,当环境质量未达标准时,使用者要么受到损害,要么采取规避防护措施。若不采取任何防治措施,防治支出为零,伤害型损失达到最大值;若采取充分有效的防治措施,使用者几乎不受到任何损害,这时伤害型损失为零,而防治支出达到最大值。从这种意义上讲,我们可以把无任何防治措施下的伤害型损失作为损失的一部分,或者,作为替代方案,把伤害型损失为零时的防治支出作为损失的估计值。

由于受到经济、科学技术水平的限制,社会所进行的防治措施都是不充分的,远未达到杜绝损害的程度;同时,如果要作到充分的防治,势必要过多的增加防治支出,这也是不经济的。这样,面对美国白蛾的爆发所致的生物性灾害,社会一方面要支出防治费用,同时,也还受到药剂等的污染损害,所以,在估算某一地区的损失时,同时计及实际的伤害型损失和存在的防治费用支出能够较为恰当的反映美国白蛾对该地区所造成的经济损失。

(3)按照损失是否发生分类

按照损失是否发生,可以分为实际损失和潜在损失。实际损失是指美国白蛾已经发生的损失。笔者所研究的就是计量美国白蛾入侵后对所在地区和邻近地区造成的各种损失。潜在损失是指由于美国白蛾自身的生物学特性,导致其继续扩散损失,对潜在地区或适生区可能造成的损失。它是指一种寄主植物在没有美国白蛾管理项目条件下生长时会发生的总损失。如糖槭是美国白蛾的喜食树种,在无美国白蛾综合管理项目条件下丹东市的糖槭将导致100%的损失。由于美国白蛾继续扩散的威胁性很大,在其大量食叶后,有增加火灾的危险,增加了火灾预防、火灾处理成本等,同时一旦进入敏感性地区,如北京的市区,将会给首都奥运带来极为不良的负面影响,造成巨大的损失。

(4)按照损失所涉及的国民经济行业分类

按照《国民经济行业分类》国家标准(GB/T4754-2002)为主要依据,结合美国白蛾对国民经济不同行业危害的特点和研究需要,以其为害隶属对象的国民经济行业为分类依据,可划分为农业、林业、环境和公共设施管理业。其中林业主要是指林果业、桑业、花卉业受到危害的变化。农业则是指粮食作物(如小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays L.))和经济作物(如大豆Glycine max (L.) Merr.))、蔬菜、瓜类受到的危害。环境和公共设施管理业则是指美国白蛾对城市绿化管理、游览景区管理造成的景观损失和支出的防治费用。

(5)其他分类方法

此外,按照美国白蛾损失涉及的单位,可划分为农业、林业、交通(铁路、公路、海运、航空)、园林、社会单位和居民区物业单位;按照损失价值的构成分类,可分为直接价值损失、间接价值损失、选择价值损失和存在价值损失。

在上述几种分类方法中,方法(2)的层次性不够,方法(3)的分类超出了笔者的研究范围,方法(4)容易搜集资料,但数据过于粗放,没有考虑美国白蛾对人们的生产生活损失、心理影响损失等。而方法(1)容易搜集资料,数据较为详细,且考虑全面,便于建立美国白蛾危害与被破坏物之间剂量反应的关系,故笔者选用该方法。

2 美国白蛾入侵的损失内涵及说明

2.1 经济损失

经济损失是指美国白蛾入侵所造成的损失可以用货币估价的部分,包括直接经济损失、间接经济损失和防治费用支出。

其中,直接经济损失是指美国白蛾在爆发过程中直接导致的现场损失,即它对寄主植物本身造成的的经济损失,并不涉及寄主植物生态功能方面的损失,主要包括林业中的林木、苗木、花卉本身的损失,农业中的粮食作物(如小麦、玉米)和经济作物(如大豆)、蔬菜、瓜类本身的损失。为评价全国的损失情况,必须采用较为简便的方法,并且能够使用现有的数据。研究中数据的范围要予以限制。唯一考虑的是美国白蛾入侵造成的影响,考虑的树种为美国白蛾的喜食树种,仅限于白蜡(Fraxinus Americana L.)、法桐(Platanus orientalis L.)、臭椿(Ailanthus altissima Swingle)、糖槭(Acer negundo L.)、山楂(C. pinnatifida V ar. major N. E Br.)、苹果(Malus pumila Mill.)、杏树(P. armeniaca L.)、桑树(Morus alba L.)、榆树(Ulmus pumila L.)、梨(Pyrus ussuriensis Max.)、桃(P. perzsica Stokes.)、葡萄(Vitis vinifera L.),考虑的农作物仅限于玉米、大豆、小麦。

间接经济损失是美国白蛾爆发后所导致的非现场有形损失。按照美国白蛾入侵后所间接影响的行业划分,包括对交通运输业、服务业、零售批发贸易餐饮业、养殖业、其他行业(如养蚕业)造成的经济损失。其中,对养殖业和其他行业的损失是指因使用化学防治手段(如化学农药、仿生制剂——灭幼脲Ⅲ号等)而使水产养殖业(虾、蟹)、养蚕业而蒙受的经济损失。

防治费用支出是指美国白蛾疫情发生单位和其潜在发生单位为堵塞美国白蛾传播渠道所支出的防治费用。它包括疫区的无效防治费用、防治作业成本(主要是指防治作业的生产费用)和潜在适生区增加的检疫监测费用。

其中,疫区的无效防治费用支出包括无效造林费用、无效抚育管理费用和无效辅助性投入等(水电、燃油、防护用品等)。疫区的防治作业成本中的原料费是指为进行防治作业而耗用的原材料和设备等费用,包括药剂、助剂、小型仪器、工具、器皿、备件、劳保用品及其他低值易耗品;燃料和动力费是指为进行防治作业而耗用的动力油料、电力和其他动力费用;人员工资费是指为直接参加美国白蛾防治作业的现场人员和管理人员而支付的工资或劳务费用;器械设备修理费是指防治单位或个人自有的防治器械、设备中的中小修理费用;其他费用是包括宣传广告费、运输费、租用器械设备费、调查设计费等。

2.2 非经济损失

非经济损失是指不能用货币直接进行计量,只能通过间接的转换技术对其进行测算的损失。与经济损失相比,美国白蛾入侵后对所在地区和邻近地区造成非经济损失的计算十分困难。尽管这些损失难以准确计算,但却不容忽视。非经济损失包括以下6个方面。

(1)环境功能损失

美国白蛾危害的主要对象为行道树、四旁植树、公园中的树木等,而树木的主要环境功能为:①碳氧平衡。绿化树木是大气中二氧化碳的天然消费者和氧气的制造者,其吸碳放氧能力大小,不仅取决于单位叶面积的吸碳放氧强度,而且还取决于树木叶面积总量的大小,不同树木叶面积指数不同,其吸碳放氧能力也不同。叶面积指数越小,吸收二氧化碳和释放氧气也越少。②改善热环境。绿化树木由于树冠吸收太阳辐射,使到达树冠下面的光照强度

大大减弱。根据N.J.罗森堡研究,单片叶子对可见光吸收约75%,反射约15%,透射约10%。绿化树木的减光作用因树冠形状、枝叶密度、叶片大小、排列方式和柔软程度等不同而异。蒋国碧(1984)对重庆市各种绿地类型之间进行了地表温度和气温的对比观测,结果显示以林荫结构的绿地类型效果最好;根据北京园林有关部门测定:车行道上空1.5m处气温为34.6℃,行道树荫下32.7℃。③滞尘效应。根据南京市园林处测定,绿化树种可降尘23%~52%;北京市测定(何绿萍,1992),夏季成片林地减尘率可达61.1%,冬季亦有20%左右,街道减尘率为22.5%~85.4%。④杀菌作用。据北京园林有关部门测定:植物在生长阶段、在有树林的地方比没有树林的市区街道上,空气的含菌量少85%以上。同时,植物能有效的净化空气,且绿地空气中阴离子积累较多,能改善神经功能,调节代谢过程,提高人体的免疫力。⑤吸收有毒气体。园林植物能够吸收有毒气体,树叶数量大,表面不光滑,树冠较绵密的植物净化SO2、HF等有毒气体的能力较大。据南京市园林处在南京化学工业公司测定,当SO2随气流通过高15m,宽15m的悬铃木林(Platanus orientalis L.)带后,浓度降低为47.7%。⑥降低噪声。据北京园林有关部门测定:乔木、灌木、绿篱、草坪结合而配置紧凑的5m宽绿带,可以减低噪声3 ~5dB(A),美国、日本、中国的杭州也曾进行过专门的研究,得出的结论大致相同:不同的绿化结构和不同的树种减噪功能不同,枝叶茂盛、层层错落重叠的树冠减噪、隔声效应明显,阔叶树吸音能力比针叶树强,通常可降低噪音5dB(A)。

树木在碳氧平衡、改善热环境、降低噪声等方面的能力往往取决于树木叶面积总量的大小,一旦树木被美国白蛾大面积食叶后,树叶的数量急剧减少,根部的淀粉含量明显降低,葡萄糖在根中明显增加,导致一些病原真菌很快侵入,树木叶片的光合作用——叶绿体吸收二氧化碳、净化空气、制造氧气的能力下降,则树木在碳氧平衡、改善热环境、降低噪声、杀菌和滞尘方面的作用显著降低。

(2)景观美学损失

景观成为人们日常生活中的一部分,因为它是环境的重要组成部分。现代人比以往更加重视环境与人的生活的联系,更加重视人在环境中的各种体验、感受等心理状况。人们对城市的关切正从“结果”走向“过程”。在城市景观的塑造中,生态美会给人提供直观的环境体验和对生活境界的启迪。蓝天、碧水、绿树成荫是城市生态美的第一景观;生态美还存在于环境的整体感受里,充盈和弥漫在城市的道路、广场、绿地、建筑物、构筑物、以及水面等(徐恒醇,2003)。然而,美国白蛾的大面积爆发,却对城市景观这些构成要素(主要是道路)造成了重大破坏。

道路为人们所提供的不仅仅是交通便捷与安全的享受,与公共绿地、城市公园一样,它还有视觉上的娱悦和满足。道路景观是由道路主体、周围自然环境、沿线建筑设施及人的活动、气象等变动因素所构成的一个总的空间概念,它表示了道路及其环境作为人眼所看到的一种风景的特性(李树华等,2001)。和谐、连贯、稳定等是道路景观评价中常常使用的概念。一条精心设计的道路应与周围环境和谐一致,融入自然,并且在可能的情况下,凭借自己独到的设计和上乘的品质,使其成为一个旅游观赏景区。

然而由于美国白蛾的大面积爆发,1980年丹东——凤城之间铁路、公路两侧的糖槭树,叶子全部被吃光,形似霜打,远看白茫茫一片,完全失去了观赏价值,降低了公路现场的趣味,影响了旅游环境和当地居民环境的美观。1985年本溪市平山区和平街,105株公路两旁的树全部被美国白蛾吃光,下树后幼虫又将居民院内的葡萄秧、花卉全部吃光。2003年天津北辰区一市场附近30多棵大树因为美国白蛾的侵袭,树上原本茂密的树叶已经不复存在,

只留下光秃秃的枝条。透过斑驳的枝叶,能清晰地看到寄居在树上的毛毛虫,它们蠕动着毛乎乎的身体,在仅剩的一点残叶上爬着,经过的地方叶肉转眼就没了,只留下一片由叶子纹路组成的网。2004年6月20日时代商报报道:在疫情比较严重的抚顺市东洲区阿金沟地区发现,道路旁边的一棵生长了十几年的糖槭树上,树枝上爬满美国白蛾这种白色的小虫子,叶肉转眼间就没了,只留下一片由叶子纹路组成的网,被白网罩住的地方,美国白蛾蠕动着毛乎乎的身体在树叶上爬行,原本绿油油的叶子已经被美国白蛾啃噬得所剩无几。

(3)生产生活损失

美国白蛾发生的地带周围有较多环境敏感目标,如住宅区、商务楼、学校、部队等,其周边居民的日常生产生活和休息受到不同程度的影响。

大连的庄河市名阳乡驻军营房院内的美国白蛾幼虫爬到室内战士的床铺上,战士们每天用扫帚打扫幼虫。岫岩县岫岩镇清真寺1983年有两株20年生的糖槭树满树都是白纱,树下一户人家出入门都需要穿雨衣。

1987年锦州美国白蛾幼虫密集,老熟幼虫为了寻找化蛹场所,而到处爬行,树干、墙壁,尤其是窗台下、地面上到处都是毛虫,甚至爬到室内锅台及床上。锦州古塔区电业局仓库后院住宅,食光叶片的幼虫由门窗爬入户内、钻进米袋里,锦州市通讯器材厂、炭素厂、百货批发站等单位和大部分居民住宅区都遭到了美国白蛾幼虫的严重侵袭(邢景光等,1997)。在美国白蛾爆发期,为避免美国白蛾幼虫掉到身上,陕西地区的很多女同志甚至要打伞去上班,严重影响了市民正常生活与工作(陶燕飞等,2001)。

(4)心理影响损失

美国白蛾的幼虫对人们的心理影响很大。若一阵风吹过,树上幼虫似下雨一样往下掉落,有的爬到室内锅台及床上,叫人毛骨悚然,无法安心入睡与吃饭,人们的正常饮食与睡眠缺乏安全感。在天津河东区红星路旁六七米高的大树,树上的叶子几乎都没有了。透过斑驳的枝叶,依稀能看到趴在叶子上的一只只“身材短小”的虫子,它们的身体呈褐色,两侧长着白色的绒毛。除了树叶上,树干上也爬满了,就连附近居民的家它们也要经常“光顾”。每家清扫楼道口的时候,都能扫到一簸箕(李柏彦等,2003)。“以前,院子里的大爷大妈都喜欢在树下乘凉,现在谁也不出来坐着了,别说站在树下乘凉了,现在大家从此经过都会胆战心惊,都害怕虫子从树上随时会爬下来。”

(5)生态系统内部失衡损失

美国白蛾大规模爆发破坏生态系统直至树木死亡的现象,在20世纪80年代就曾经时有发生。美国白蛾侵入后改变原有生态系统的干扰机制,从而改变了生态过程。其影响是多方面的。①改变原有系统内的成员和数量,美国白蛾成为暂时的关键种;②改变了系统内营养结构,树木的叶子成为美国白蛾的食物,而不能正常的进行光合作用和呼吸作用;③改变了干扰、胁迫的机制,影响寄主植物的正常生长。这些使生态系统的稳定性、持续性和结构功能的完备性受到了破坏,直接或间接地改变了生态系统过程,从而造成了生态系统失衡(见图3)。

(6)区域声誉损失

经济学家已经注意到逆向冲击所引起的经济波动远远高于同等程度的正向冲击,这种现象也出现在地方声誉建设(崩溃)与区域经济发展的关系中。地方声誉建设对区域经济发展的促进是一个缓慢和长期的积累过程,而地方声誉崩溃对区域经济的不利影响则具有突发性和灾难性(罗静等,2003)。

美国白蛾的入侵就如此,它一旦入侵某个区域,基于堵塞其传播渠道,保护本地区环境的考虑,其他区域会产生这样一种效应:对某一地区或与该区域相关的林产品或农产品等产生“接触性恐慌”,从而减少购买、甚至放弃购买计划,如河北省森林病虫害防治总站等很多部门都规定:严禁从国内外美国白蛾的疫区调运森林植物及其产品,影响了美国白蛾发生地区的销售额和投资环境,从而带来了严重的区域声誉损失。在美国白蛾刚刚入侵中国时,各地区对该害虫的认识不够,其早期疫区——辽宁省曾经遭受到此方面巨大的损失。如1987~1991年,锦州苹果、苗木销售就曾受到了很大影响,1987年10月广州与锦州订购的两船玉米也因此而未能成交,仅此一项损失就达几十万元。1987年丹东市的东沟县往日本出口大虾,货物装船后,日本原本就不打算买了,就以该地区是疫区为理由,拒绝我国货物出口,因此而遭受的损失达2 000 000元(邢景光等,1997)。

改变了系统内营养结构,树木的叶子成

为美国白蛾的食物,而不能正常进行光

合与呼吸作用 It changes the interior nutrient structure of ecosystem. Leaves of trees has become

Hyphantria cunea (Drury)’s foods, and

cannot do photosynthetic activity and respiratory action.

生态系统内部失衡:生态系统稳定性、持续性和结构功能的完备性受破坏,改变了生态系统过程Unbalanced interior ecosystem: stability, sustainability and completeness of ecosystem are destroyed, thus the processes of it is changed. 改变原有系统内的成员和数量,美国白蛾成为暂时的关键种 It changes the members and quantities of former ecosystem. And Hyphantria cunea (Drury) becomes a temporary key species. 改变了干扰、胁迫的机制,影响了寄主植物的正常生长 It changed the mechanism of disturbance and menace. And thus affected the normal growth of host plants.

图3 生态系统内部失衡损失造成的影响

Fig. 3 Analysis of the unbalanced interior ecosystem

3 层次分析法在美国白蛾入侵的损失分类中的应用

3.1 层次分析法

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称为AHP)是美国运筹学家T.L. Satty 于20世纪70年代提出来的。它是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法,适用于结构复杂,决策准则多且不易量化的决策问题。由于这种方法思路简单清晰,能够紧密的和决策者的主观判断和推理相联系,并将决策者的经验判断及其推理过程给予量化描述,从而使决策者在大部分情况下,直接使用AHP进行决策,大大提高了决策的有效性、可靠性及可行性,使得这种方法近年来在国内外得到了广泛的应用。基于此,笔者将运用该方法从一般意义上认识美国白蛾造成的各种损失之间的相对重要性。

表1 1~9重要尺度

Tab. 1 the Importance of from 1 to 9

重要尺度 Significance 含义(因素ai对aj的重要程度)

Meaning (the importance of ai to aj)

同等重要equal importance

稍重要weak importance

相当重要strong importance

非常重要very strong importance

极端重要absolute importance

在上述各等级之间的情况between each level of 1 3 5 7 9 2,4,6,8

层次单排序就是把本层所有各元素对相邻上一层某元素来说排出一个评比的优先次序,即求判断矩阵的特征向量。一般而言,在层次分析法中,计算判断矩阵的最大特征值及特征向量,本质上是通过层次中各因素的优先排序值来表达某种定性的概念,并不需极高的精度,使用和积法、方根法等近似计算方法即可。

需要指出的是,由于每个人的立场和价值观不完全相同,就某个问题进行成对比较,可能会有一个或若干个数值不同,无论如何也达不成相同的意见,这时可采用n个人数值的几何平均值,使成对比较距阵的对称位置的数成立倒数关系,如果取算术平均数的话,一般不能构成这种倒数关系。

通过阅读大量相关文献,以及对辽宁、天津、河北等省市的实地调研,了解了当地林业资源情况(最新林业资源分布图和文字材料)、当地美国白蛾发生分布情况(1980年以来的森林病虫普查部分资料、当地森林植物检疫对象普查部分资料、历年美国白蛾监测档案、工作总结、调查报告等)以及当地历史、地理、自然和经济情况的基础上,这里笔者从社会学、经济学和生态学的角度,按照是否可直接货币化将美国白蛾造成的损失进行了分类后,根据Satty的1~9标度法(见表1),通过咨询30名学者专家,采用方根法来计算判断矩阵的权重,分别比较了损失一级和二级构成的相对重要性。

(1)损失构成一级判断

比较一级损失构成中经济损失与非经济损失的相对重要性,得到判断矩阵:

表2 损失构成一级判断矩阵 Tab 2 Components of loss (the first level matrix)

经济损失Economic loss非经济损失Non-economic

7 1 经济损失Economic loss 非经济损失Non-economic

采用方根法来计算判断矩阵权重的具体步骤如下:

① 计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi

M1=1×1/7=0.143

M2 =7×1=7

② 求Mi的2次方根,得Wi=Mi

W1=M1=.143=0.378

W2=M2=7=2.646

③ 对向量W′=(W1,W2)T 进行归一化,得:

n∑W′=0.378+2.646=3.024 i

i=1

W1=W1

∑W′i

i=1n=0.378=0.125 3.024

2.646=0.875 3.024W2=W2

∑W′i

i=1n=

从而得到向量W= (0.125,0.875)T

④ 计算判断矩阵的最大特征根λmax

AW=⎢⎡11/7⎤⎥⎣71⎦⎡0.125⎤⎢0.875⎥ ⎣⎦

λmax=(AW)1=1×0.125 +1/7×0.875=0.250 (AW)2=7×0.125+1×0.875=1.750 n(AW)i(AW)1(AW)2∑i=1nWi=2W1+2W2=0.2501.750+ 2×0.1252×0.875

= 2.0

⑤ 最终得到:

W=(0.125,0.875)T,

λmax=2.0,CI=0.0,RI=0.0,CR<0.1,

认为层次总排序结果具有满意的一致性,不需要重新调整判断矩阵的元素取值。则可知:在美国白蛾入侵造成的所有损失中,非经济损失最为严重。专家认为美国白蛾造成的非经济损失重要性相对于经济损失而言属于非常重要,即所造成的生产生活损失、景观美学损失、心理影响损失等非经济损失远远大于经济损失。

(2)经济损失构成二级判断

比较经济损失分类的相对重要性,得到如下判断矩阵:

表3 经济损失构成二级判断矩阵 Tab3 Components of economic loss (the second level matrix)

间接经济损失

Indirect economic

loss 防治费用支出直接经济损失 Direct economic loss Expenditure on prevention and

control

间接经济损失

Indirect economic loss

1 1/5 1/3

直接经济损失 Direct economic loss 防治费用支出Expenditure on prevention and control

5 1 3

3 1/3 1

采用方根法的具体计算步骤如下: ① 计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi

M1=1×1/5×1/3=1/15=0.067 M2 =5×1×3=15 M3=3×1/3×1=1

② 求Mi的3次方根,得Wi=Mi

W1=M1=.067=0.405 W2=M2==2.466

W3=M3==1

③ 对向量W′=(W1,W2,W3)T 进行归一化,得:

∑W′=0.405+2.466+1=3.871

ii=1

n

W1=

W1

∑W′

ii=1

n

0.405

=0.105 3.8712.466

=0.637 3.8711

=0.258 3.871

W2=

W2

∑W′

ii=1

n

W3=

W3

∑W′

ii=1

n

从而得到向量W= (0.105,0.637,0.258)T ④ 计算判断矩阵的最大特征根λmax

⎡11/51/3⎤⎡0.105⎤⎢⎥⎢0.637⎥

13AW=5⎢⎥⎢⎥⎢⎣31/31⎥⎣0.258⎥⎦⎢⎦

λmax=

(AW)1=1×0.105 +1/5×0.637+1/3×0.258=0.318 (AW)2=5×0.105+1×0.637+3×0.258=1.936 (AW)3=3×0.105+1/3×0.637+1×0.258=0.758

n

(AW)i(AW)1(AW)2(AW)3

i=1

nWi

3W1

+

3W2

+

3W3

0.3181.9360.785

++

3×0.1053×0.6373×0.258

=3.038

⑤ 最终得到:

W= (0.105,0.637,0.258)T,

λmax=3.038,CI=0.019,RI=0.52,CR<0.1

则认为层次总排序结果具有满意的一致性,不需要重新调整判断矩阵的元素取值。根据判断矩阵的权重大小,可知:在美国白蛾造成的经济损失中,直接经济损失最为严重。专家一致认为,美国白蛾危害的主要对象为树木、农作物等,属于农林业损失,其影响具有普遍性;对于相关联的行业,如交通等部门通常为次要影响,具有偶然性。随着人们生态意识的提高,用于防治美国白蛾的费用较高,对相关联行业的影响逐渐变小。 (3)非经济损失构成二级判断

比较非经济损失构成的相对重要性,得到判断矩阵如下:

表4 非经济损失构成二级判断矩阵

Tab4 Components of non-economic loss (the second level matrix)

生产生活损 失

Operative & living loss

景观美学损 失

心理影响损 失Mental infection loss

生态系统内部失衡损失Unbalanced loss of interior eco-system

区域声誉 损 失Regional prestige loss

环境功能 损 失

Landscape

Environmental

beauty

function loss

loss

生产生活损失 Operative & living loss

景观美学损失 Landscape beauty loss 环境功能损失 Environmental function loss

心理影响损失 Mental infection loss 生态系统内部失衡损失 Unbalanced loss of interior

eco-system

区域声誉损失 Regional prestige loss

1 1/2 1/2 1 6 3

2 1 1 2 9 4

2 1 1 3 9 6

1 1/2 1/3 1 5 2

1/6 1/9 1/9 1/5 1 1/2

1/3 1/4 1/6 1/2 2 1

具体计算步骤(略)。 最终得到:

W=(0.1601,0.2850,0.3277,0.1359,0.0303,0.0611)T, λmax=6.277,CI=0.055,RI=1.24,CR=0.044

则认为层次总排序结果具有满意的一致性,在美国白蛾造成的非经济损失中,生产生活损失、景观美学损失、环境功能损失、心理影响损失、生态系统内部失衡损失、区域声誉损失的次序依次为:3,2,1,4,6,5。可知:在美国白蛾造成的非经济损失中,环境功能损失最为严重,其次为景观美学损失,再次为生产生活损失。专家认为,树木均有环境保护功能,具有普遍性。美国白蛾一旦危害了树木,其环境功能即受到损失,影响范围较其他非经济损失项目广泛,而景观美学损失、生产生活损失通常是发生在美国白蛾爆发较为严重的地区,具有一定的区域性限制,因环境感知中视觉信息占全部感知信息量的70%(张宇,2004),人们对景观美学损失较为重视,认为该部分损失较生产生活损失、心理影响损失的相对重要性程度介于同等重要和稍重要之间。

4 讨论

使用AHP法,由于人群收入水平的和价值观的不同,在美国白蛾损失的判断上存在较大的不同。学者专家认为美国白蛾造成的非经济损失要比经济损失非常重要,但具体非经济损失是经济损失的多少倍,是否会达到专家预想的重要性程度,笔者将另赘文分析。

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Loss Classification by Hyphantria cunea (Drury) after Its

Invasion in China

Gao Lan,Zhao Tiezhen,Ke Shuifa

(1. College of Economics & Management, Beijing Forestry University, Beijing 100083;2.

Editoral Department of Forestry Economics, China National Forestry Economics and

Development Research Center, Beijing 100029)

Abstract

Applying theories of biology, sociology, economics and ecology, adopting qualitative analysis and quantitative analysis, positive research and normative research, and being on the basis of literature review and field survey, the paper puts forward several sorts of loss classification methods caused by this invasive species. It provides a sound foundation for setting up the index system of its loss evaluation for the first time, and establishing evaluation models and measuring methods. The paper holds that classification (1)--whether it can be monetary directly or not—is easily available and convenient to determine the relationship of damage and the damaged by Hyphantria cunea. After identifying the connotation of its index, by means of Analytic Hierachy Process (AHP), it compares relative importance for each part of loss, and indicates that direct economic loss is the most serious among the economic loss.And among non-economic loss, environmental function loss is the most serious, landscape beauty loss and operative & living loss are the second and the third in turn. Keywords: Hyphantria cunea(drury); loss classification; Analytic Hierarchy Process(AHP)

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