北美刺龙葵在中国的适生区预测

【背景】北美刺龙葵是一种全球广泛分布的恶性杂草,已被列入我国进境检疫性有害生物名单。近年来北美刺龙葵不断随进口货物传入我国,明确其传入途径和适生区对控制其入侵具有重要意义。【方法】采用GIS、空间统计学、Maxent生态位模型等方法分析了北美刺龙葵的传入途径与潜在分布区,并通过ROC分析法对模型进行检验。【结果】跨区域农产品贸易是北美刺龙葵全球扩散的驱动力与传入我国的主要途径。生态模型预测结果表明,北美刺龙葵在我国具有广阔的适生区,除黑龙江、吉林、内蒙古、青海、甘肃、西藏、四川西北部以外的区域都是其在我国的适生区,其中高风险区主要集中在东部和南部沿海、西南边境和新疆的部分地区。AUC值为0.789,表明本研究建立的Maxent模型的预测能力较强,能够很好地拟合物种已知分布的环境生态位。【结论与意义】北美刺龙葵在我国的传入风险极高。基于北美刺龙葵在我国的主要传入途径与潜在扩散媒介的时空分布,划定了重点监测的区域,建议对适生区内极易传入的高风险区如港口、机场、物流中转站、加工厂等开展早期监测预警,以预防其再次入侵与进一步扩散蔓延。     

用GARP生态位模型预测刺萼龙葵在中国的潜在分布区

检疫性杂草刺萼龙葵(Solanum rostratum)近年来扩散蔓延到中国华北地区,利用刺萼龙葵在原产地和其他入侵地的分布和14个环境变量,运用GARP生态位模型结合地理信息系统(GIS)对刺萼龙葵在中国的潜在分布区进行了预测,对环境图层的刀切法结果表明, 7个环境变量能提高预测的准确率,适合性卡平方一尾测验表明所建立的模型具有显著的统计学意义,预留数据的受测者工作曲线(ROC)检测表现出很好的预测能力,中国所有已知分布均被正确预测。刺萼龙葵在中国的潜在分布区极广,可以分布在除西藏、青海、海南及两广南部外的其他地区,尤其在华中、华北及华东地区的适生的可能性最高,由此刺萼龙葵可能进入一个危险的快速扩散阶段,应当引起相关部门的重视。     

外来入侵植物腺龙葵在我国的适生区预测

【目的】全球恶性杂草腺龙葵最早于20世纪80年代入侵我国辽宁,90年代以后在河南被发现,近年来在新疆和北京都有入侵记录。明确其潜在的适生区对制定防控措施具有重要意义。【方法】通过查找全球生物多样性信息数据库、标本记录、文献信息以及实地调查等途径获得了腺龙葵在全球的分布点,利用Maxent生态位模型模拟了其适应的气候生态位,并投影到中国预测了其潜在适生区。【结果】适生区预测结果显示,腺龙葵在我国存在广阔的适生区,除海南、广东、黑龙江、吉林外的27省区都存在其适生区。【结论】腺龙葵在我国进一步扩散蔓延的风险极高。建议对新入侵地采取早期监测预警和根除措施,并加大对适生区内进口货物接受区的监测力度,以预防其再次入侵。     

基于MAXENT模型预测齿裂大戟在中国的潜在分布区

【背景】齿裂大戟原产于北美,是近年来入侵我国的一种检疫性杂草。目前,该杂草已在我国的华北、华东和西南建立种群,并呈扩散蔓延趋势。由于该入侵植物具有极强的繁殖能力,一旦大面积扩散势必造成极大损失,急需通过风险评估明确其未来的扩散趋势,进而制定早期预警措施。【方法】使用MAXNET模型,运用齿裂大戟在原产地和中国的已知分布数据及筛选后的环境变量,结合地理信息系统(Geographic information system,GIS)及其生活史特征和环境适应特性,直观和定量地预测了该原产北美的植物在中国的适生范围,并采用受试者工作曲线(Receiver operator characteristic curve,ROC)分析方法对模型预测结果进行了检验。【结果】齿裂大戟在我国有较为广阔的潜在分布区,其中高风险区主要集中在地处33°~40°N,109°~119°E的北京、天津、河北南部、河南北部、山东中北部、山西南部和陕西西安等地。【结论与意义】结合齿裂大戟在我国的分布现状和传入扩散特性,划定了其在我国潜在的高风险区域,为制定预防和控制入侵植物进一步传入和扩散的早期预警和监测措施提供科学依据。     

入侵害虫蔗扁蛾在我国的潜在分布区

【目的】蔗扁蛾是危害巴西木、甘蔗等园林植物和经济作物的重要入侵害虫。该虫于20世纪90年代初在我国被发现,现已分布在海南、广东和上海等19个省市,并有迅速扩散蔓延的趋势。对入侵害虫的潜在分布区进行预测,可为实施害虫监测和管理提供参考。【方法】根据蔗扁蛾已有分布点的记录,分别在4种地理区域构建Maxent生态位模型,并采用加权平均值法对其进行整合,进而分析蔗扁蛾在我国的潜在分布区。【结果】基于4种地理区域构建的Maxent模型对我国南部地区的预测结果基本一致,4种模型的预测差异主要在新疆北部和西南部、黑龙江东部和西部、吉林西部、山西中部等地区。整合模型显示,华东和华南地区以及东部沿海地区具有较大的分布可能性。【结论】蔗扁蛾在我国尤其是南方具有较大的潜在分布空间。这些地区应警惕蔗扁蛾的入侵,同时采取应对措施防止其进一步扩散。     

外来入侵植物黄顶菊在我国的地理分布格局及其时空动态

【目的】黄顶菊是20世纪90年代入侵我国的恶性外来杂草,近年来呈快速扩散蔓延趋势。全面解析黄顶菊在我国的扩散动态对制定早期监测预警等管理措施具有重要意义。【方法】通过查阅文献和标本记录及实地调查等途径重建了黄顶菊在我国扩散的历史过程,分析了其地理分布格局及其主要扩散路线,以及最早入侵地与传入途径。【结果】黄顶菊最早入侵河北省南部的邯郸、衡水,其后主要沿公路扩散蔓延,71%的分布点在距入侵地国道等主要公路2 km的范围内。目前,该杂草已从最初的入侵地向北扩散到天津市,向东扩散到山东省东营市,向西扩散到了山西省黎城市,向南扩散到了河南省开封市。黄顶菊向4个方向扩散的直线距离不等(100～350 km),这种差异与自然屏障和扩散通道相关。太行山脉是黄顶菊向西扩散的地理屏障,但这个屏障已逐渐被突破。至今,黄顶菊已入侵华北地区5个省市(河北、山东、天津、河南和山西)的100余个县。【结论】黄顶菊在我国仍处于快速扩散阶段,未来应该会继续沿公路向南和向西蔓延。因此,亟需在扩散的前沿地带开展监测预警工作,以抑制其在我国的进一步扩散。     

基于MaxEnt的入侵植物刺轴含羞草的适生分布区预测

【背景】刺轴含羞草是世界危害最严重的100种入侵生物之一,因此明确刺轴含羞草在全球以及中国的潜在分布对有效预防和控制其蔓延具有重要意义。【方法】本研究利用MaxEnt生态位模型对刺轴含羞草在全球以及中国潜在分布区进行预测。【结果】结果表明,刺轴含羞草适生区分布在全球南北纬30度以内的热带和亚热带地区。其中,中南美洲、非洲中部、东南亚以及大洋洲北部为刺轴含羞草中、高度适生区的集中分布区。中国处于刺轴含羞草适生区的边缘。刺轴含羞草在中国的适生区主要分布在云南、海南、广东西南部以及台湾地区。在温室气体A1B排放模式下,到2050年,刺轴含羞草在全球适生区面积与当前相似,但在中国的适生区略有减少。【结论与意义】刺轴含羞草有入侵我国大陆的风险,检疫部门应对刺轴含羞草进行检疫,防止其入侵。     

外来入侵植物刺萼龙葵的入侵特征与防治策略

刺萼龙葵是原产于北美洲的恶性外来入侵植物,在世界各地广为分布,已入侵我国北方地区,严重威胁我国农牧业安全,亟待明确刺萼龙葵入侵过程与危害,为我国制定刺萼龙葵防治策略提供参考。本文对刺萼龙葵生物学和生态学特性、传播途径、入侵历史和分布特征、危害、现有防除措施及存在等问题进行综述。刺萼龙葵具有花期长、花粉萌发率和结实率高、果实和种子产量大等高繁殖能力特征;能适应多变气候和异质性生境;具有自体传播、风力传播、水力传播、动物传播和人为传播等多种传播途径;已先后入侵了我国9个省级行政区的55个区县,向华北、华中和华东快速入侵的可能性高;刺萼龙葵的植株及分泌物对人畜安全、动物皮毛质量、草地植被结构、农作物产量等方面造成严重危害,并帮助传播植物病虫害。然而,现有的化学和物理防除措施仍不能彻底遏制传播、消除危害和保障生产。为有效防除刺萼龙葵,应开展刺萼龙葵入侵风险评估,针对不同土地利用类型制定防治措施,加强入侵机制和防控技术研究。     

入侵植物银毛龙葵在中国的适生区预测与早期监测预警

银毛龙葵(Solanum elaeagnifolium)是一种全球广泛分布的恶性杂草,已被列入中国进境检疫性有害生物名单。银毛龙葵已于2012年入侵中国并呈扩散蔓延趋势,明确其传入途径和适生区对制定早期监测预警具有重要意义。本研究首先通过银毛龙葵在全球的扩散动态分析明确了其在全球跨区域扩散的驱动力与传入中国的主要途径,进而利用其全球已知分布构建Maxent生态位模型模拟其环境适应梯度并把模拟的最优环境生态位投影到中国预测其潜在的适生区域。结果表明:除东北三省、内蒙古、青海、新疆天山山脉以北、河北北部地区以外的区域都是其适生区,其中高风险区主要集中在东部和南部沿海、西南边境和新疆南疆的部分地区;针对银毛龙葵在中国广阔的适生区以及繁殖能力强、繁殖体易于随交通工具、农事活动、进口粮谷和饲料等传入和扩散的特性,其在中国即将进入一个快速扩散阶段;建议对新入侵的地区采取早期监测预警与根除措施,加大适生区内进口货物接受港口、机场、进口货物中转站、加工厂等极易传入区域的监测力度,以预防其再次入侵,控制其在中国的进一步扩散。     

基于最大熵生态位元模型的入侵杂草春飞蓬在中国潜在分布区的预测

春飞蓬是源自北美的外来入侵杂草,已入侵我国的上海、江苏、安徽等地,并对当地生态系统造成了危害,表现出巨大的入侵潜力.本文将最大熵生态位元(MaxEnt)模型与地理信息系统相结合,综合分析了影响春飞蓬分布的环境因素,直观和定量地预测了春飞蓬在我国的潜在分布区,并采用接受者操作特性曲线( ROC)分析法对预测结果进行验证.结果表明:春飞蓬在我国有广泛的潜在分布区,主要适生区包括上海、江苏、浙江、安徽、河南、湖北、湖南、江西等地.其目前的实际分布远未达到最大潜在分布范围,仍有可能继续扩散.ROC曲线检验结果表明,MaxEnt模型对春飞蓬在中国潜在分布区的预测精度较高,结果可信.春飞蓬潜在入侵区分布可能主要受温度和降水的影响.应高度重视春飞蓬的危害性,采取灭除已经发生的种群、严格监控向最适分布区入侵等措施阻止春飞蓬的扩散蔓延.     

基于集合模型的草地贪夜蛾的潜在分布预测

【目的】探讨世界范围和我国草地贪夜蛾对玉米等作物的危害。【方法】采用生态位模型集合预测方案,结合基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)的玉米种植密度模拟,对世界范围和我国草地贪夜蛾潜在分布进行了分析。【结果】世界范围内玉米的密集种植区已完全被草地贪夜蛾的潜在分布区所覆盖,这些适生区内的玉米受到草地贪夜蛾的威胁,需重点防控,非玉米种植的适生区内应监测草地贪夜蛾对非玉米类农作物的侵害。在我国,华北平原春播玉米区和黄淮平原夏播玉米区属于草地贪夜蛾的高风险区,其次为东北三省和西南密集种植区,南方丘陵玉米区和西北灌溉玉米区受草地贪夜蛾的影响相对较小,各地区受草地贪夜蛾威胁程度不同,应有区别地进行防控。我国东南和华南地区是草地贪夜蛾高适生区,这些非玉米密集种植区应监控草地贪夜蛾对非玉米类农作物的影响。【结论】基于集合模型预测,将草地贪夜蛾的潜在分布和玉米种植密度整合分析可以加深对二者空间分布的整体认识,利于草地贪夜蛾风险分析和综合防治。     

基于CLIMEX预测黑角负泥虫在中国的潜在地理分布

【目的】研究黑角负泥虫在我国的潜在地理分布及其入侵风险程度。【方法】运用适生性分析软件CLIMEX 4. 0对黑角负泥虫在我国的潜在地理分布进行模拟,将模拟结果在地理信息系统软件Arc GIS10.2下进行插值分析,并绘制黑角负泥虫的潜在地理分布示意图。【结果】黑角负泥虫高度适生区主要集中在我国的华北平原、黄土高原南部及云贵高原北部;中度适生区主要集中在华北平原北部、黄土高原北部及东北平原地区;低度适生区则多分布在中高度适生区的过渡区域及我国新疆天山南北两侧地区。限制黑角负泥虫在我国分布的主要胁迫因素为干胁迫和冷胁迫,且其影响的区域主要分布在我国的西北和东北地区。【结论】黑角负泥虫在我国潜在地理分布范围广,适生程度高。目前,黑角负泥虫已经传播到我国的新疆和内蒙古等省(自治区),但由于地理隔离的存在和自身较弱的扩散条件,并没有传入气候适宜度较高的东部地区。随着东西部经济交流的不断增多,黑角负泥虫随人为因素进一步扩散的可能性将不断增加。因此,建议检疫部门做好检疫工作,严防黑角负泥虫的传播扩散。     

人类活动对外来入侵植物黄花刺茄在新疆潜在分布的影响

明确区域尺度上外来入侵植物的潜在分布格局及入侵风险区对入侵种的预防和控制具有重要意义。以国家重点管理外来入侵物种黄花刺茄(Solanum rostratum Dunal)为研究对象,以其扩散蔓延的新疆地区为研究区域,基于生物气候、土壤、地形等60个自然环境因子和人类活动强度因子,应用MaxEnt模型和ArcGIS空间分析技术分别构建了现代气候情景及人类活动干扰下的黄花刺茄适宜生境预测模型,分析探讨了人类活动及自然环境因子对黄花刺茄空间分布的影响。结果表明:人类活动干扰下的训练集和测试集的AUC值均大于无人类活动干扰的AUC值,无人类活动干扰下黄花刺茄在新疆的总适生面积为327784.36 km~2,人类活动干扰下总适生面积为445619.96 km~2;阿勒泰地区北部、塔城中部和南部、博州中部和东部、伊犁州中部、克州西部、五家渠市、阜康市、玛纳斯县、呼图壁县为高危入侵风险区;影响黄花刺茄潜在分布的主导变量为年降雨量、人类活动强度、海拔、下层土沙含量、降雨量的季节性变化和年平均温,黄花刺茄在新疆的扩散与人类活动强度呈正相关;黄花刺茄在新疆的分布未达到饱和且处于逐步扩散态势,呈现以昌吉州和乌鲁木齐市为中心,向天山以北和新疆以西的区域辐射状扩散。     

栎方翅网蝽Corythucha arcuata(Say)在中国的潜在适生区预测

【目的】栎方翅网蝽是栎树上的一种重要害虫,自21世纪入侵意大利以来,迅速在欧洲地区暴发成灾。本文旨在探明栎方翅网蝽入侵中国的风险性。【方法】利用MaxEnt生态位模型预测栎方翅网蝽在中国的潜在适生区,分析栎方翅网蝽入侵、定殖和扩散的可能性。【结果】栎方翅网蝽入侵中国并在中国黄河长江中下游平原定殖和扩散的风险性极高,高度适生区包括重庆市、安徽省、湖北省、河南省、浙江省、湖南省、贵州省和四川省。通过分析环境因子重要性表明,最冷季度平均温度是影响栎方翅网蝽适应区的最关键环境变量;年平均温度、等温性和最干季度平均温度是影响栎方翅网蝽适应区分布的主要环境因素。【结论】栎方翅网蝽在我国定殖扩散风险高,建议植物检疫部门加强栎方翅网蝽的监控,并将栎方翅网蝽列入中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录。     

Invasion dynamics and potential spread of the invasive alien plant species Ageratina adenophora (Asteraceae) in China

Ageratina adenophora (Sprengel) R. King & H. Robinson (=Eupatorium adenophorum Sprengel) is one of the worst invasive alien species in China. Since A. adenophora was first noticed in Yunnan Province of China in the 1940s, its rapid spread has caused an ecological problem in south‐western China. Understanding its historical invasion pattern and its potential for further spread is needed to plan the management of the species. We reconstructed the historical process of its invasion and analysed its ecological preferences in the invaded region. After a lag phase of 20 years (1940–60), A. adenophora spread rapidly throughout the south and middle subtropical zones in Yunnan, Guizhou, Sichuan, and Guangxi, China, with an average expansion rate of 20 km per year. It spread relatively slowly in north subtropical areas, with an average expansion rate of 6.8 km per year. It has not established in warm temperate areas within the invaded regions. Although range expansion in Yunnan stopped after 1990, the expansion of its range into neighbouring provinces indicates that A. adenophora has not reached the full potential of its distribution and its range is still rapidly expanding within China. We applied ecological niche modelling (GARP — Genetic Algorithm for Rule‐set Prediction) to predict potential invasion areas in mainland China on the basis of occurrence points within colonized areas where A. adenophora has reached equilibrium. The predictions, confirmed by the range of values of four key environmental parameters, generally match the parameters of the geography and ecology in the invaded region. Southern and south‐central China have climatic conditions suggestive of a high potential for invasion by A. adenophora. Climatic conditions in northern and western China appear unsuitable for A. adenophora. Urgent measures should be taken to prevent this species from further spreading into the vast areas of potential habitat in southern and south‐central China.