草坪草病害風險性評估體系的初步建立及應用

王躍棟，劉自學，蘇愛蓮

(北京克勞沃草業(yè)技術(shù)開發(fā)中心，北京 100029)

近年來，由于我國城市綠化事業(yè)高速發(fā)展，人均公共綠地面積不斷增加，城市綠化植物品種不斷增多，種植面積不斷擴大，草坪草的各種病害的發(fā)生也日趨嚴重。據(jù)調(diào)查，草坪幾種主要病害的發(fā)病率一般在30%左右，重者可超過50%，嚴重影響了草坪綠化成果。另外，由于我國草種市場發(fā)展緩慢，草種主要依靠進口，打破了以植物為寄主的有害生物原先的地理分布，同時可能導致輸入性病害的發(fā)生，而且由于不同地區(qū)草坪綠地有害生物種類增多，使生態(tài)系統(tǒng)不同程度的失衡，導致一些病害的再次傳播流行或新病害的發(fā)生及傳播流行，這給草坪的養(yǎng)護工作帶來了不同程度的困難。但并不是所有的病害均對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成重大危害，要根據(jù)病害對草坪綠地的危害程度，對不同的危險程度草坪綠地病害的防治和管理區(qū)別對待。鑒于此，本研究引入有害生物風險分析(Pest Risk Analysis)理論，探索草坪病害不同程度的評價方法，運用有害生物風險分析評估病害的風險程度，為其風險管理提供理論基礎(chǔ)，并提出風險管理建議。

有害生物風險分析是指通過評價生物學或其他科學、經(jīng)濟學證據(jù)，確定某種有害生物是否應予以管制以及管制所采取的植物衛(wèi)生措施力度的過程[1-3]。在我國，有害生物風險性分析通常采用多指標綜合評判法及量化指標體系[4-7]。有害生物風險評估是一種定性與定量相結(jié)合的評價體系[3]。層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進行定性和定量分析的決策方法。層次分析法是在對復雜的決策問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進行深入分析的基礎(chǔ)上，利用較少的定量信息使決策的思維過程數(shù)學化，從而為多目標、多準則或無結(jié)構(gòu)特性的復雜決策問題提供簡便的決策方法[8]。德爾菲法又叫專家意見法，是通過搜集、整理多輪次不同調(diào)查專家對問卷所提問題的看法，并經(jīng)過反復征詢、歸納、修改，最后匯總成專家基本一致的看法，最終得到一個統(tǒng)一的、可靠的預測結(jié)果。因此，本研究在運用有害生物分析理論的基礎(chǔ)上，運用層次分析法、德爾菲法等定量與定性分析方法，初步建立草坪病害的風險分析評估指標體系。

1 草坪病害風險評估模型及指標體系的確立

1.2病害風險評估指標體系的確立 根據(jù)有害生物風險分析的國際植物衛(wèi)生措施標準《有害生物風險分析準則》[1-2]及蔣青等[4]、李鳴和秦吉強[5]、季良[6]、楊靜莉等[7]、鞠瑞亭等[10]的研究，總結(jié)如下三層次17個指標的草坪草病害綜合評價體系(圖1)。

圖1 病害風險性評價指標體系Fig.1 Evaluation system on disease risk

1.3病害風險性評估指標的評判標準 本研究采用五級劃分法，將各個二級指標評判等級劃分為五級，其二級指標定性描述評判標準及評分標準見表1。該評價方法借鑒蔣青等[4]、李鳴和秦吉強[5]、季良[6]、楊靜莉等[7]、陳克等[9]、鞠瑞亭等[10]的研究結(jié)果。

表1 草坪病害風險評估指標評判標準Table 1 Criterion of evaluation on turfgrass disease risk indexes

續(xù)表1

1.4評估指標權(quán)重及各項指標評價值的計算方法 由于層次分析法具有高度的邏輯性、系統(tǒng)性、簡潔性與實用性的特點，且較為成熟，所以本研究采取層次分析法來計算各個評價指標的權(quán)重值。Saaty的1～9級標記法被廣泛應用在層次分析法中，用來標記兩因素之間的相對重要性，本研究采用1～9級標記法對圖1中的17個指標的相對重要性進行比較判斷，分析系統(tǒng)中各因素間的關(guān)系，對同一層次各元素關(guān)于上一層次中某一準則的重要性進行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣，再由判斷矩陣計算被比較元素對于該準則的相對權(quán)重，并進行判斷矩陣的一致性檢驗，最后計算各層次對于系統(tǒng)的總排序權(quán)重，并進行排序得到各方案對于總目標的總排序權(quán)重Wij[8]，各指標權(quán)重值見表2。

表2 病害風險評價指標權(quán)重值Table 2 Weight values on the evaluation of disease risk

在病害風險性評估體系中，各級指標間的函數(shù)關(guān)系不是簡單的迭加、連乘、替代，而是多種數(shù)學關(guān)系的綜合應用。如前所述(表1)，在實際確定某一病害的各項二級指標評價值時，本研究采用專家打分法(德爾菲法)取平均值，即為某一指標的評價值，一級指標Pi的評價值是由所屬二級指標(Pij)的評價值與所對應權(quán)重值(Wij)的乘積，并通過一定的數(shù)學關(guān)系來確定，計算方法及過程如下述。

一級指標潛在危害性(P2)與病害對社會、生態(tài)、經(jīng)濟的影響(P5)，由于其各所屬二級指標均能夠獨立地對一級指標作出貢獻，各個二級指標(Pij)對一級指標(Pi)的影響是獨立的，其指標間的邏輯關(guān)系應為迭加關(guān)系，其計算公式為:

Pi=WijPij+Wi+1,j+1Pi+1,j+1+…+Wi+n,j+nPi+n,j+n。

式中,Wij為二級指標所對應的權(quán)重值，該權(quán)重值由層次分析法計算得出(表2)，Pij為二級指標評價值。

受害寄主經(jīng)濟重要性P3：一級指標P3由3個二級指標構(gòu)成，當二級指標的其中一項達到相對最大值，即能替代其他指標對上一級指標作出的貢獻，其二級指標間的邏輯關(guān)系為替代關(guān)系，其計算公式為：

P3=max(W31P31，W32P32，W33P33)。

病害流行風險P4：病害流行風險由4個二級指標決定，且二級指標對一級指標的影響是相互的，它們與P4的關(guān)系符合連乘原理，可用公式：

綜上所述，各一級指標的評價值確定后，即可計算出病害風險性的綜合評價值，其綜合評價值為各一級指標評價值的乘積的5次方根。病害風險性評估的綜合評價公式：

2 病害風險性評估

利用本研究建立的草坪草病害評價模型，根據(jù)文獻資料和實際調(diào)查，并結(jié)合專家意見，對草坪綠地中常見的5種病害各項風險評價指標進行了專家打分和計算，最后根據(jù)本研究規(guī)定的評語即得出風險等級。本研究病害總風險性評估采用五級法[10]，即危險性分為極高風險，閾值范圍為0.8

表3 草坪草五種病害的風險數(shù)值及等級Table 3 The risk index and grade of five kinds of turfgrass diseases

3 討論

草坪草褐斑病、腐霉病、鐮刀菌枯萎病在我國具有較強傳播的可能性，其適生性較強，對我國的經(jīng)濟和綠化生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴重的影響和威脅[7,11]。對于這種高風險病害，應制定嚴密的檢查和監(jiān)測制度，預防為主，綜合防治，加強科學的檢測方法研究，密切注意高風險病害的發(fā)生動態(tài)[10]。結(jié)合實際工作，制定出高風險病害相應的應急控制預案，使其對綠化生態(tài)系統(tǒng)的威脅降低到最小[10]。草坪草銹病和德氏霉葉枯病在我國具有進一步傳播的可能性，適生性強，對草坪危害嚴重；對于中、低風險的病害，在實際工作中應做好科學監(jiān)測工作，摸清病害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，研究這些病害的發(fā)生與環(huán)境的關(guān)系，制定出合理科學的防控措施，將其控制在低水平范圍[10]。同時，進行周期性普查，按照實際情況及時調(diào)整風險級別，制定相對應的防控措施。

由于草坪病害的成因復雜，影響因素眾多，生態(tài)系統(tǒng)復雜以及草坪生長的特殊性，在草坪綠地日常管理過程中必須進行病害的綜合治理，實行不同程度的病害風險管理，加強草種檢疫、選擇抗病草種、完善養(yǎng)護管理，注重物理防治、生物防治、化學藥劑防治的有機結(jié)合，協(xié)調(diào)草坪、病害、環(huán)境所組成的生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系，建設生態(tài)草坪，走可持續(xù)控制之路[11-12]。

眾所周知，草坪病害危險性評價是一項復雜的系統(tǒng)工程，其信息的不完全(灰色的)、不分明(模糊的)、不確定(隨機的)給確切評價帶來許多困難，因此，該指標體系的建立還有待于今后在具體的應用中不斷補充、完善，使其更合理、更實用[13-15]。

4 結(jié)論

通過對草坪草5種病害的風險性進行評估分析表明，草坪褐斑病的風險性評價值R為0.71，風險性最高；腐霉病R為0.69，屬于高風險病害；鐮刀菌枯萎病風險危害值R為0.64，屬高風險病害；銹病風險危害值R為0.59，屬于中等風險病害；德氏霉葉枯病R為0.56，屬中等風險病害，此結(jié)果與實際工作中總結(jié)的結(jié)果相符合。這表明本研究嘗試建立的病害風險評價模型，在一定的條件下可以用來評價草坪病害的風險危害等級，在實際工作中可根據(jù)病害對草坪綠地的危害程度，提出不同的草坪綠地病害的防治和管理措施，科學的、合理的、有計劃的做好草坪病害防治工作。

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