陳鳳新，劉叢楠，張風娟

1河北大學經濟學院, 河北 保定 071002；2河北大學生命科學學院，河北 保定 071002

隨著通關的便利和貿易的自由化，國際間的貨物貿易和人員流動日益頻繁，加大了外來物種入侵的風險(Bradleyetal.,2012)。外來物種入侵是由原生分布區(qū)的生物通過自然的或者人類活動有意或無意引入到另一個新環(huán)境，并對當地生態(tài)系統(tǒng)甚至經濟社會的發(fā)展產生嚴重威脅的過程(Wanetal.,2017)。全球每年因外來物種入侵所導致的直接或者間接經濟損失超過1.4萬億美元，占全球經濟總量的比例高達5%(Engemanetal.,2010)。中國是外來物種入侵的重災國，每年因外來物種入侵導致我國經濟損失超過2千億元(陳寶雄等，2020)。河北省靠近北京和天津，河北省生物入侵的防范和生態(tài)安全的建設是京津冀協(xié)同健康發(fā)展的重要保障。隨著河北省自貿區(qū)的設立和交通設施的迅速發(fā)展，河北省的貿易往來必然加大(Chen,2018)，因此,探究影響河北省外來物種入侵的社會經濟因素，并針對性地提出防控措施將有利于河北省外來物種的防范。但是，截至目前，相關研究報道還很少。因而，本研究在調查和分析外來物種入侵情況的基礎上，通過分析社會經濟因素與外來物種入侵之間的相關性，獲知影響外來物種分布的主要經濟和社會因素，并在此基礎上，預測截至2023年外來入侵物種數量的變化情況，以期為經濟社會發(fā)展背景下河北省外來物種入侵的風險預警及防控工作提供一定的對策和建議。

1 研究方法

1.1 數據來源

通過實地調查和查閱相關文獻資料(鞠瑞亭等，2012；龍茹等，2008；龐立東等，2015；冼曉青等，2018)以及中國外來入侵物種數據庫(www.chinaias.cn/wjPart/index.aspx)，獲得河北省外來生物分布信息，整理河北省外來入侵生物名錄，得到河北省2003、2007、2011、2015、2019年5個時間節(jié)點的外來入侵物種的種類及數量。

通過查詢整理中國經濟與社會發(fā)展統(tǒng)計數據庫(#cnki.net)和國家統(tǒng)計局(www.stats.gov.cn)數據，獲得了改革開放以來河北省進口貿易總額、入境旅游人數和境內公路總公里數3個社會經濟指標數據，因外來入侵物種數量是一個多年來連續(xù)的累積量，因而，對進口貿易總額、入境旅游人數和境內公路總公里數也采用累積值進行計算。分別得到了2003、2007、2011、2015、2019年5個時間節(jié)點的進口貿易總額、入境旅游人數和境內公路總公里數累積值。

1.2 外來物種數量與社會經濟因素相關性分析

采用Pearson相關系數對進口貿易總額、入境旅游人數和境內公路總公里數3個社會經濟因素與河北省外來物種數量進行相關性分析(馮建孟等，2010; 王國歡等，2017；吳曉雯等，2006)。Pearson相關系數通常用r來表示，r的取值范圍位于-1～1。當r>0時，表明2個變量之間呈正相關關系；當r<0時,表明2個變量之間呈負相關關系；當r=0時,表明2個變量之間無相關性。|r|越接近于1，表示2個變量之間的相關性越強；|r|越接近于0，表示2個變量之間的相關性越弱。

1.3 外來物種數量預測擬合效果最佳模型的篩選

以各時間節(jié)點進口總額累積量為自變量、外來物種數量為因變量，使用SPSS軟件進行曲線估計(陳鳳新等，2020)，從線性、對數線性、逆線性、二次、三次、冪、S、增長、指數、Logistic和復合11種模型中選出擬合度最好的模型，利用該模型進行預測。

1.4 河北省外來物種預測

1.4.1 河北省進口貿易總額的預測 為得到河北省未來3年進口貿易額的變化情況，使用SPSS專家建模器對1978—2020年河北省進口貿易總額數據進行擬合，發(fā)現最優(yōu)模型為簡單指數平滑模型。并分別對因變量取自然對數和平方根，得到擬合度最優(yōu)的為因變量取自然對數后的簡單指數平滑模型。

St=ayt+(1-a)St-1(1)

式中，St為t時期的平滑值，yt為t時期的實際值，St-1為t-1時期的平滑值，a∈(0,1)。

1.4.2 河北省外來入侵物種的預測 將最優(yōu)曲線模型的預測結果用于計算截至2023年進口貿易總額，然后代入曲線估計的最優(yōu)模型，從而得到2023年河北省外來生物的數量。

2 結果與分析

2.1 河北省外來入侵物種基本概況

2.1.1 外來入侵物種的種類與數量 通過實地調查和查閱相關文獻和中國外來入侵物種數據庫，整理獲得了河北省2003、2007、2011、2015、2019年5個時間節(jié)點的外來入侵物種的種類及數量。截至2019年底，河北省外來入侵物種293種，其中外來入侵植物220種，外來入侵動物73種，分別約占河北省外來入侵物種總數的75%和25%。外來入侵動物、植物及總數均呈現逐年增長的趨勢且增幅較大(圖1)。

圖1 2003—2019年河北省外來入侵物種數

2.1.2 外來入侵物種的傳入途徑分析 如圖2顯示，各年各種情況下的外來入侵物種所占的比例大致相似。在已知的河北省外來入侵物種中，屬于人類有意識的活動引入及貿易旅游等無意引入的物種所占的比例超過85%，這其中有超過50%的外來物種入侵是由人類有意識、有目的的活動傳入的，其次是無意引入，占比超過30%。而自然侵入所占的比例最小。另外有10%左右的外來物種入侵方式不詳。

圖2 2003—2019年河北省外來物種入侵方式

2.2 社會經濟因素影響河北省外來物種入侵的相關性分析

2.2.1 進口貿易總額與外來入侵物種相關性分析 繪制進口貿易總額與外來入侵物種數之間關系的散點圖(圖3)，基于SPSS 25軟件對5個時間節(jié)點的進口貿易總額和外來入侵物種數這2個變量進行Pearson相關性分析，通過測算得到二者的相關性系數R2為0.977，顯著性水平為0.004，P<0.01表明在0.01的水平下通過了顯著性檢驗，且相關系數十分接近于1，說明進口貿易總額與外來入侵物種數之間存在著較強的正相關性。數據結果說明，隨著進口貿易額的快速增加，外來入侵物種數量必將增加。

圖3 2003—2019年河北省進口貿易總額與外來入侵物種數關系散點圖

2.2.2 旅游人數與外來入侵物種相關性分析 通過對入境旅游人數和外來入侵物種數2個變量之間的關系進行Pearson相關性分析，發(fā)現二者的Pearson相關系數R2為0.974，顯著性水平為0.005。P<0.01表明在0.01的水平下認為二者具有相關性，同時，Pearson相關系數接近于1，表明入境旅游人數與外來入侵物種數之間具有很強的正向相關關系。

圖4 2003—2019年河北省入境旅游人數與外來入侵物種數關系散點圖

2.2.3 河北省境內的公路公里數與外來入侵物種數的相關性分析 河北省境內的公路公里數包括省內高速、國道、省級、縣級、鄉(xiāng)級公路公里數。河北省境內的公路公里數與河北省外來入侵物種數2個變量進行線性相關分析表明(圖5)，Pearson相關系數R2為0.905，P值為0.035，表明在0.05的顯著性水平下河北省境內公路公里數與河北省外來入侵物種數具有很強的正向相關關系，即隨著境內公路公里數的增加，外來入侵物種數也會增大。

圖5 2003—2019年河北省境內公路公里數與外來入侵物種數關系散點圖

由以上分析可知，社會經濟因素與河北省的外來物種數量之間存在顯著的正相關關系，且進口貿易總額與河北省外來物種數量之間的關聯(lián)性最強。

2.3 擬合效果最佳模型篩選結果

通過研究，發(fā)現線性回歸模型、對數線性回歸模型、逆線性回歸模型、二次線性回歸模型、三次線性回歸模型、冪回歸模型、S型模型的顯著性水平均小于0.05，表明這些模型能夠用于擬合進口貿易總額累積值和外來入侵物種數量。進一步比較R2，發(fā)現三次線性回歸模型的R2值最大，值為1，說明三次線性回歸模型對進口貿易總額和外來入侵物種數量2個變量的擬合效果最好。因而選用三次線性回歸模型來進行預測，其公式為：

y=β0+β1x+β2x2+β3x3(2)

其中，β0、β1、β2、β3均為參數，x表示進口貿易總額的累積值，y表示外來入侵物種數量。

3 河北省外來物種數量變化的預測分析

3.1 河北省進口貿易額變化的預測

基于因變量取自然對數后的簡單指數平滑模型，其R2為0.948，表明可以對進口貿易總額的變化做出很好的預測。將河北省各年份的進口貿易額代入公式(1),得到的預測結果顯示，2021年河北省的進口貿易總額為279.6604億美元，2022年為286.0366億美元，2023年為292.4166億美元。進口貿易總額呈現不斷增加的趨勢，且增幅在逐漸加大。

3.2 河北省外來物種數量變化的預測

本研究發(fā)現，進口貿易總額與外來入侵物種數量之間顯著相關，因而本研究在河北省進口貿易總額的預測數據的基礎上預測河北省外來物種數量變化情況。

首先，基于預測得出的2021、2022和2023年的河北省進口貿易總額，經過加總計算得出2023年河北省進口貿易總額為3941.1379億美元。然后，將2023年進口貿易總額帶入公式(2)三次線性回歸模型中進行預測，最終得出：到2023年，河北省的外來入侵物種數將達到300～400種，約為367種，與2019年相比增長74種，但增速在逐漸放緩。

4 討論

人類活動導致的物種遷移打破了生物地理屏障，使其從原產地擴散到其他區(qū)域(Capinhaetal.,2015; van Kleunenetal.,2015)，對入侵地的生態(tài)和經濟造成嚴重危害。本研究表明，河北省外來入侵物種數呈現逐年增長的趨勢，且在各年的外來入侵物種中超過85%是由人類活動引入的。如來源于南美洲的惡性雜草黃頂菊FlaveriabidentisKuntze和假高粱Solghumhaleponse(L.)Pers.均為無意引進河北省(鄭志鑫等，2018)。因此，相關部門應加強對人類活動有意引入外來入侵物種的監(jiān)管力度，對于用作農林牧副漁生產和經營需要而引入的外來物種，除要加強對生物安全的宣傳教育外，還要建立和完善外來風險評估機制，加強對于引種的監(jiān)管和追蹤調查。河北省政府要加大財政支持力度，加快建立完善的河北省外來入侵物種信息網站，定期報告并公開生物入侵年鑒，為監(jiān)測預警及相關研究工作的開展提供數據支持。

貿易網絡是影響外來物種分布的重要因素。Earlyetal.(2016)、Painietal.(2016)和Seebensetal.(2015)等研究表明，貿易和交通網絡是外來物種傳播的重要途徑，已有研究明確了外來生物的入侵概率與進出口額之間的相關性(Essletal.,2011; Hulme,2009; Westphaletal.,2008)。2019年國務院公布相關方案，在河北省新設河北自貿區(qū)，實施范圍119.97 km2，涵蓋雄安、正定、曹妃甸以及大興機場4個片區(qū)，河北省自貿區(qū)的建設和實施為外來物種的傳入和傳播提供了更多的機會。

由于不同地區(qū)經濟發(fā)展水平和氣候環(huán)境因素不同，影響其外來物種分布的主要因素則不同(俞紅等，2011)。因而，獲知不同地區(qū)影響外來物種分布的主要經濟因素對加強該地區(qū)外來物種的防控具有重要意義。本研究表明,河北省進口貿易總額、入境游總人數和境內公路公里數與外來入侵物種數之間都表現出顯著的正相關關系。應針對影響外來物種分布的經濟因素，采取相應對策進行防控。隨著雄安新區(qū)的快速建設及河北省對外交通運輸條件的不斷完善，河北省進出口貿易額以及國際間旅游等人員流動會不斷增加，河北省外來入侵物種種類和數量也將呈現出不斷增加的趨勢。

首先，加強自貿區(qū)和港口外來物種的檢測，改進隨貨物進口貿易無意引入外來入侵物種的檢測手段。一方面，要積極完善和規(guī)范檢驗檢疫制度，并規(guī)定需在貿易合同中注明外來物種入侵的相關條款。另一方面，通過電子政務、“一站式”服務等簡化政務流程的同時不能減輕防控力度，利用當前基于互聯(lián)網、大數據、云計算和區(qū)塊鏈的新一代的信息產業(yè)，建立和完善對進口貨物的網絡檢查追蹤體系，完善進出口檢驗檢疫設備，快速準確地完成檢驗檢疫，適應社會經濟發(fā)展背景下日益頻繁的國際貿易的需要(張明如等，2009)。

其次，加強正定機場入境旅游人員攜帶物品的檢測。要增加檢驗檢疫人員職業(yè)技能和素質培訓；提高宣傳力度，增強人們的防控意識，并嚴格檢查出入境流通人員等。同時，進一步完善入境后的檢疫工作，加大宣傳力度，完善相關防控措施。另外，船舶壓載水中攜帶有海洋浮游生物，要加強對港口附近近海地區(qū)的監(jiān)控力度以及船舶壓載水的管理，及時發(fā)現疫情并采取措施抑制外來入侵物種的繁衍和擴散，將影響降到最低。

第三，加強隨交通工具無意引入外來入侵物種的監(jiān)測和宣傳力度，特別是對陸域廊道外來物種的監(jiān)測。如果某地發(fā)現了外來入侵物種，需要對其百公里范圍內公路加強監(jiān)測，防止其進一步擴散。

最后，加快完善河北省外來入侵物種的數據信息庫以及與河北省經濟關系密切的地區(qū)和國家外來入侵物種的數據信息庫，加強省際間和國際間合作，共同應對有害生物。