外来入侵植物肿柄菊在云南的扩散风险研究

预测外来入侵植物的潜在入侵范围以及对不同环境的适应性,能够为外来植物入侵提供预警和预防。该文通过实地调查肿柄菊(Tithonia diversifolia)在云南的入侵范围,以及收集世界其他地区分布点,结合12个关键环境变量,利用MaxEnt模型对肿柄菊适生区范围和环境限制因子进行分析。结果表明:在世界范围适生区分布格局中,肿柄菊在云南无高适生区,次适生区总面积占全省总面积的3.58%,中适生区占32.90%,低适生区占42.80%,非适生区占20.72%;有扩散风险的区域主要为中适生区,普遍分布于云南省26°N以南地区;实地调查肿柄菊分布最高海拔2 200 m,在海拔1 000～1 500 m分布最为密集,而模型预测显示海拔2 000 m以下都适宜肿柄菊生长,且500～2 000 m为最适宜海拔范围;在12个环境变量中年降雨量、人类足迹、年均温、海拔等环境变量对肿柄菊的分布起到了最重要的作用。综上结果表明,目前在云南肿柄菊零星的分布点已到达其潜在分布区的边缘,但已入侵区域还远小于潜在可入侵区域。为了预防肿柄菊在我国南方地区大面积扩散带来危害,有必要对其入侵和扩散态势进行监测。     

Effects of latitude and soil microbes on the resistance of invasive Solidago canadensis to its co-evolved insect herbivore Corythucha marmorata

纬度和土壤微生物对入侵植物加拿大一枝黄花对共同进化的专性食草昆虫抗性的影响在全球化的背景下,入侵植物再次暴露在来自其原产地的专性食草动物面前的可能性越来越大。然而,入侵植物对曾共同进化的专性食草动物的抗性是否存在纬度趋势以及土壤微生物如何影响入侵植物对这类食草动物的抗性还鲜有研究。我们假设入侵植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)对其曾共 同进化的来自原产地的食草昆虫菊方翅网蝽(Corythucha marmorata)的抗性随纬度的增加而增加,而加拿 大一枝黄花的局部根际微生物可以促进加其对菊方翅网蝽的抗性。为了验证上述假设,我们首先通过野外调查和温室实验,研究了菊方翅网蝽在中国加拿大一枝黄花种群中的分布丰度,以及对加拿大一枝黄花造成的危害是否存在纬度分布规律。其次,我们通过温室实验,检测了加拿大一枝黄花的本地根际土壤微生物是否能促进加拿大一枝黄花对菊方翅网蝽的抗性。研究结果表明,菊方翅网蝽在加拿大一枝黄花中的分布密度和对加拿大一枝黄花的危害程度与纬度以及加拿大一枝黄花的生长呈现正相关,说明加拿大一枝黄花对菊方翅网蝽的抗性具有纬度趋势。然而,在温室实验中,来自不同纬度的加拿大一枝黄花受到菊方翅网蝽的伤害程度没有显著差异。此外,当根际土壤和加拿大一枝黄花的根状茎同时来自于野外被轻度危害的加拿大一枝黄花或同时来自于野外被重度危害的加拿大一枝黄花时,加拿大一枝黄花的抗性最强。这一结果表明,加拿大一枝黄花的局部根际土壤微生物促进了加拿大一枝黄花对菊方翅网蝽的抗性。     

基于CLIMEX的2种核桃蚜虫潜在适生区分析

【目的】分析核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜在全球范围内的潜在分布,比较气候变化对其分布的影响,为核桃有害生物综合管理策略的制定提供依据。【方法】基于实验室和野外试验,结合CLIMEX软件对核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜在目前及未来气候条件下的潜在地理分布进行了模拟和系统评估。【结果】2种核桃蚜虫适生区十分相似,在世界范围内主要分布区集中在欧洲、北美洲、亚洲等区域,核桃黑斑蚜适生区范围大于核桃全斑蚜,但在我国,核桃黑斑蚜适生区范围小于核桃全斑蚜。气候变化将决定2种蚜虫分布的差异性,未来气候情景下,2种蚜虫适生区将发生变化,在欧洲、北美洲和亚洲适生区范围向高纬度延伸;在我国适生区范围逐渐减小。【结论】在世界范围内,核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜适生区域主要分布在25°N-75°N内的亚洲、欧洲、北美洲的部分地区;在我国,其适生区域主要分布在东部季风区内的东北的南部、西北东南部、西南中部、华中北部以及华北地区。     

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。     

入侵害虫葡萄根瘤蚜在中国的潜在适生区预测

葡萄根瘤蚜(Viteus vitifoliae Fitch)是源自北美的外来入侵害虫,对我国葡萄产业具有严重威胁。本研究应用最大熵(Max Ent)生态位模型和地理信息系统(GIS),预测了葡萄根瘤蚜在我国的潜在适生区,采用ROC曲线分析法验证了预测结果,对其在我国各葡萄主产省份的适生区面积比例进行了统计,并对影响葡萄根瘤蚜分布的各种环境因子进行了分析。结果表明:葡萄根瘤蚜在我国有广泛的潜在分布区,适生度较高的地区主要集中于华东沿海、黄土高原和华中地区,经纬范围大致为100°E—124°E,24°N—43°N;该种在除新疆之外的主要葡萄生产省份均具有较高的适生性,潜在的适生区远大于目前的分布范围,仍有巨大的入侵潜力和风险;葡萄根瘤蚜入侵区分布主要受温度(尤其是低温)的影响,水分和土壤质地属性对葡萄根瘤蚜分布的限制作用明显不及温度条件;在未来气候变暖的趋势下,葡萄根瘤蚜的适生范围有可能向北、向高海拔地区偏移。     

利用CLIMEX预测纳塔尔实蝇在中国的潜在地理分布

纳塔尔实蝇Ceratitis rosa Karsch属双翅目实蝇科腊实蝇属,为害30余种经济植物,被我国列为进境植物检疫性有害生物。本研究运用CLIMEX 3.0及ArcGIS 9.3对纳塔尔实蝇在我国目前及未来的潜在地理分布进行了预测。结果显示：在目前的气候条件下,纳塔尔实蝇在我国的潜在地理分布区为18.250°N-30.250°N,其中,华南和东南地区为高度潜在地理分布区,包括四川、重庆、云南、福建、广东、广西、海南以及台湾等地。在未来的气候条件下,2020和2050年潜在地理分布区的北界分别移至31.250°N和32.250°N,且中度潜在地理分布区北移明显;2100年潜在地理分布区的北界移至33.750°N,且高度适生区北移明显。因此建议目前应加强纳塔尔实蝇检疫措施,完善监测体系,监测网点主要设在我国的南方地区,尤其应对云南、广西、广东、福建和海南等地进行长期监测;同时,应对湖南、贵州、江西、湖北、江苏、安徽等省进行定期监测,严防该虫入侵。     

刺槐叶瘿蚊在中国的危险性评估

采用CLIMEX模型预测分析了刺槐叶瘿蚊Obolodiplosis robiniae(Haldemann)在中国的潜在地理分布,并参照我国有害生物危险性定量分析方法,对刺槐叶瘿蚊在中国的危险性作出综合评价.结果表明:刺槐叶瘿蚊在中国潜在的分布区范围是98 30°～132.03°E,24.23°～47.41°N.最宜适生区(EI ≥ 15)包括华北、华中、华南及云南大部分地区;适生区(5 ≤ EI＜15):包括辽宁和河北中南部,山西及陕西南部,四川、甘肃东南部分地区;半适生区(0 ＜ EI ＜ 5):包括黑龙江、吉林、四川大部分地区及西藏、甘肃、宁夏部分地区;其余各地的EI值均小于等于0,属于非适生区.预测其在中国的风险值为2.26,根据国际上风险值分级标准,属于高度危险生物.据此提出了针对性的风险管理措施.     

外来入侵种——苹果绵蚜在中国的适生区预测

苹果绵蚜Eriosoma lanigerum(Hausmann)是我国重要的检疫性害虫,主要为害苹果、海棠等苹果属(Malus Mill.)植物。目前,该种害虫已在我国一些苹果主产区迅速扩散,并给我国的苹果产业造成了较为严重的经济损失。为了对其进行有效监控,控制其蔓延,制定合理的防治策略,本研究利用GARP和MAXENT两种生态位模型,结合其寄主地理分布,预测苹果绵蚜在我国的潜在地理分布区。研究结果表明:GARP和MAXENT预测结果相似,但前者预测面积比后者广泛。苹果绵蚜在我国的最适适生区主要分布在东北(辽宁南部)、华北(河北东、南部、北京、天津和山西南部)、华东(山东大部)、华中(河南北部)和西北(陕西中部)。另外,河北南部、山东和河南南部、甘肃东部、四川中南部、陕西大部、云南与西藏的零星地区是苹果绵蚜的中度适生区;黑龙江、吉林、新疆等20个省份(市、自治区)的全境是苹果绵蚜低度适生区或不适生区。此外,刀切法(Jackknifetest)检验结果表明,1月份平均最高温是影响苹果绵蚜分布最重要的环境变量。最后,提出几点管理苹果绵蚜的方法和防治策略,避免该种害虫传播或入侵到其它苹果产区。     

基于MaxEnt模型的朱红毛斑蛾在我国的潜在地理分布

朱红毛斑蛾Phauda flammans Walker是榕树上的一种重要的寡食性食叶害虫,近年在我国南方部分省区逐步扩散,并在局部地区暴发成灾。本研究根据朱红毛斑蛾在全球的已知地理分布点,结合环境气候数据,运用MaxEnt模型对朱红毛斑蛾在当前和未来的潜在地理分布进行了预测。结果显示,朱红毛斑蛾潜在地理分布区主要在我国南部,占全国总面积的18.96%,其中高、中、低度适生区分别占全国总面积的3.89%、4.9%和10.17%。高度适生区主要分布于海南、广西、广东、香港、澳门、福建南部、台湾西北部、云南局部、江西局部和四川局部等地区。2050年RCP 8.5场景下,潜在地理分布区面积扩大至全国总面积的21.48%,适生程度也有所增加。因此,适生范围内的地区应开展监测预警工作,并有重点的实施预防控制措施,保护城市景观和生态安全。     

短时高温暴露对菊方翅网蝽成虫存活和生殖特性的影响

为了明确短时高温暴露对菊方翅网蝽成虫存活和生殖特性的影响,将采集的菊方翅网蝽成虫辨别雌、雄后放入玻璃管中,然后将其放入水浴进行短时高温暴露,实验设置了6个温度,分别为35℃、37℃、39℃、41℃、43℃和45℃,暴露时间为2 h,随后将其在26℃下恢复2 h后研究其存活率、寿命、产卵前期、产卵期、产卵量及F_1代存活能力和性比的变化。以饲养在26℃未经高温暴露的菊方翅网蝽为对照。结果表明,在35～39℃范围内,高温暴露2 h对菊方翅网蝽成虫的存活、寿命、产卵期、产卵量、F_1代性比没有影响,但会导致其产卵前期、F_1代卵孵化率和存活率显著延长或下降。41℃下暴露2 h,除了菊方翅网蝽雌虫的存活率与对照没有显著差异外,雄虫的存活率、雌虫的繁殖能力以及后代的存活能力均出现显著下降;菊方翅网蝽成虫在43℃下暴露2 h,其雌雄虫的存活时间均不超过24 h。45℃下暴露2 h,其雌雄虫的存活时间不超过2 h。因此,41℃及其以上的短时高温暴露对菊方翅网蝽的种群发展具有一定的威胁。     

菊方翅网蝽在中国首次记述(半翅目,网蝽科)

记述方翅网蝽属菊方翅网蝽Corythucha marmorata (Uhler,1878)的形态特征、分布和寄主,并提供了主要鉴别特征照片,给出方翅网蝽属中国种检索表.检视标本保存于南开大学昆虫研究所.     

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。     

基于DIVA-GIS的紫玉兰地理分布及适生性分析

基于39个地理分布信息和19个生物气候因子,利用BIOCLIM生态位模型对紫玉兰(Yulania liliiflora(Desr.) D. L. Fu)潜在适生区进行预测。结果显示,紫玉兰自然分布于云南、四川、贵州、湖北、甘肃、重庆、福建等地海拔300～1600 m的中低山区。当前气候条件下,贵州苗岭是其主要适生区;随着全球气候变暖(CO2浓度倍增情况下),紫玉兰的适生区有向高海拔地区收缩的趋势,而在分布区的东北界,其潜在分布范围将扩散至湖南中部和浙江东部地区。影响紫玉兰地理分布格局的重要因素是水热条件的综合效应。ROC曲线检验的AUC值(0.998)表明,采用BIOCLIM模型对紫玉兰潜在分布区的预测结果准确性较高。本研究在气候变暖的大环境下分析紫玉兰的适生性,可为紫玉兰种质资源的保护利用提供依据。     

应用多个生态位模型预测福寿螺在中国的潜在适生区

高危性外来入侵种福寿螺严重危害我国的农业生产、生态系统完整性和人体健康.为制定有效的防控策略提供科学依据,本研究通过选取最适的生态位模型以预测福寿螺在我国的潜在适生区.结合福寿螺在我国的337条分布记录和年均温、年降水量等19个生物气候变量数据,本文采用MaxEnt、GARP、BIOCLIM和DOMAIN等4种生态位模型分别模拟预测了福寿螺在我国的潜在适生区,并利用受试者工作特征曲线(ROC)和Kappa统计量分析比较不同模型的预测效果.结果表明: 4种模型均能较好地模拟福寿螺在我国的分布,其中MaxEnt模型的模拟准确度最高(受试者工作特征曲线下的面积AUC=0.955±0.004,Kappa=0.845±0.017),其次是GARP和DOMAIN,准确度相对较小的是BIOCLIM,但其平均AUC也达0.898±0.017,平均Kappa值为0.771±0.025.MaxEnt模型的预测结果显示,福寿螺的潜在适生区主要分布在30° N以南地区,但其中也有部分地区地处30°N以北.适生区面积占国土面积的13.2%,广东、广西、湖南、重庆、浙江和福建沿海地区具有高度潜在入侵风险.本研究可以为福寿螺的科学防控提供参考,并且对大尺度上外来水生生物的适生区预测具有一定的借鉴意义.     

Realized niche shift associated with Galinsoga quadriradiata (Asteraceae) invasion in China

粗毛牛膝菊在中国的入侵与生态位漂移有关 在外来物种入侵和扩散过程中,生态位的漂移可能起到了重要作用。粗毛牛膝菊(Galinsoga quadriradiata) 在中国已造成了较为严重的入侵,占据了许多与其原产地不同的气候区。为此,本研究力图揭示粗毛牛膝菊入侵过程中的气候生态位漂移,分析其在该物种入 侵中国过程中可能发挥的作用。本研究结合粗毛牛膝菊原 产地和入侵地的分布点与气候数据, 采用Maxent模型预测了其在中国潜在的分布,并采用主成分分析的方法评估 了在入侵中国过程中粗毛牛膝菊气候生态位的漂移。模型结果显示,该物种原产地种群和入侵地种群之间只 有32.7%的生态位重叠,两个种群的生态位相似性较低(Schoener's D = 0.093, P < 0.005),这暗示了在其入侵过程中发生了生态位漂移。相比于其原产地种群,其在中国的入侵种群气候生态位的整体范围和中心都明 显地漂移向了温度更低、降水更少的区域;中国南方大部分区域属于粗毛牛膝菊的稳定适生区,而位于入侵 前沿的北方地区则存在局域适应和潜在拓殖区域。这些研究结果说明,粗毛牛膝菊在中国的入侵种群仍处于准平衡阶段,未来有可能继续向新的适生区扩散入侵,其生态位的变化有力地解释了为什么该物种在中国的入侵性强、危害范围大。     

基于MaxEnt模型的小巢粉虱在中国的潜在地理分布

小巢粉虱是一种危险性外来入侵害虫,现已传入我国香港、海南。阐明小巢粉虱在我国的潜在地理分布及其主要限制环境因子,可为该虫早期预警与防控提供理论依据。本文利用MaxEnt模型对小巢粉虱在我国的潜在适生区进行预测,使用刀切法及环境变量响应曲线对影响小巢粉虱分布的环境因子进行评估。结果表明:小巢粉虱在我国的潜在适生区分布于海南、台湾、广东、广西、福建、云南、贵州、湖南、江西、浙江、上海、安徽、湖北、重庆、四川、西藏等省区;适生区总面积224.9万km~2,约占我国国土面积的23.4%,其中高度适生区面积38.2万km~2,中度适生区面积47.6万km~2,低度适生区面积139.1万km~2;最冷月最低温(bio06)、最干季平均气温(bio09)、最冷季降水量(bio19)是影响小巢粉虱潜在地理分布的主导环境因子。我国各潜在适生区、特别是华南沿海地区应加强检疫,防止小巢粉虱进一步扩散。     

进境台湾果蔬主要病虫风险评估与早期监测预警

[目的] 定量评估进境台湾果蔬主要病虫在大陆的入侵风险,为早期监测预警提供依据。[方法] 首先,基于外来物种传入、定殖、扩散和危害的一般过程,构建了包括4个层次26个指标的进境台湾果蔬有害生物入侵综合风险评估指标体系,规范了风险指数的计算方法,评估了14种病虫随台湾果蔬入侵的综合风险;其次,利用气候生态位模型预测了它们在我国的适生区;最后,融合进境台湾果蔬到达港口、物流中转站、集散地和主要病虫的适生区的空间分布,通过空间叠加分析划定了它们在我国传入并定殖的风险区及其空间异质性。[结果] 14种被评估病虫在我国的综合风险值均大于0.7,属高风险等级。14种病虫在我国都存在广阔的适生区,但不同物种适生区的面积和空间分布存在差异。福建、广东、海南等东部和南部沿海地区是它们适生区的高度重叠区,超过95%的台湾果蔬到达港口、物流中转和集散地的集中分布区,潜在的入侵风险极高。[结论] 进境台湾果蔬贸易能够促进或加剧外来有害生物的入侵。研究进一步证实了台湾已经并将继续成为大陆外来有害生物入侵的踏板。建议进一步加强海关检疫、开展和完善监测预警等措施预防和控制有害生物入侵,为农业生物安全提供保障。     

基于MaxEnt模型的芬芳安息香潜在适生区预测

【摘要】芬芳安息香(Styrax odoratissimus Champ.)为安息香科落叶乔木, 具有很高的观赏价值和开发利用潜力, 明确芬芳安息香的潜在分布格局及其对气候变化的响应, 对于有效利用其野生资源及科学引种具有重要意义。本文基于198条现代分布记录和6个生物气候变量, 利用MaxEnt模型对其现在和2070年(温室气体排放情景为典型浓度目标8.5)的潜在地理分布进行模拟预测, 采用贡献率、置换重要值比较和刀切法进行检验, 综合分析各环境变量对芬芳安息香潜在分布格局的影响。结果表明, MaxEnt模型模拟预测精度较高(AUC=0.974±0.004); 芬芳安息香现代高度适生区主要集中在我国浙江大部, 福建东部, 安徽南部, 安徽、湖北交界, 江西、湖南、广西交界处以及湖北西南部地区; 2070年芬芳安息香的适生分布区往东南方向偏移, 高度适生区面积急剧减少; Jackknife检验表明, 降水因子和温度因子共同影响着芬芳安息香的分布, 其中最干季降水量可能是制约其地理分布的关键因素。     

利用GARP生态位模型预测桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)在中国的适生区域

桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)是一种多食性害虫,明确其可能适生的区域对该虫的科学监测及防治意义重大。利用桔小实蝇在我国的已知分布点数据和亚洲地区的14个环境地理变量图层,运用GARP生态位模型结合GIS空间分析模块预测了该虫在亚洲的地理分布。结果表明桔小实蝇可分布在中国、日本、菲律宾、马来西亚、泰国北部、越南、柬埔寨、老挝、缅甸、尼泊尔、巴基斯坦、孟加拉国和斯里兰卡,这与EPPO报道的分布区域一致。将拟合过程中获得的生态位运算法则投影到我国,并考虑模型间的一致性,预测桔小实蝇在我国各省及市县范围的分布:云南大部、四川南部和东部、贵州大部、重庆大部、广西、广东、台湾、香港、澳门、海南、福建、江西、浙江大部、湖南大部、湖北大部、上海、江苏南部、河南局部及安徽部分地区为桔小实蝇的适生区。次适生区沿适生区周围分布,为四川、贵州、重庆、湖北北部、河南南部和江苏南部的一些零星地区。适生区和次适生区大多有较高密度的寄主果树,为桔小实蝇的生存提供了条件。预测结果经独立验证数据的适合性测验表明,选择的最优模型具有显著的统计学意义,显示了很好的预测能力。GARP生态位模型可以解决生态学、生物地理学和环境保护方面的一系列问题,具有广泛的应用前景,为物种已知基础分布点资料的综合分析以及有害生物的适生性分析、监测和防治提供了技术平台。     

小火蚁及其在中国的适生区预测

简要概述小火蚁Wasmannia auropunctata(Roger)的分布、生物生态学特性及危害等信息,采用GARP生态位模型分析预测该蚁在中国的潜在地理分布。结果表明,中国东南大部分地区和西北局部地区是该虫的适生区。建议加强检疫,防范其入侵。