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。     

椰子木蛾在中国的适生区预测

【目的】椰子木蛾Opisina arenosella Walker是2013年在海南、广东和广西等地新发现的棕榈植物的危险性入侵害虫,其入侵范围有不断扩大的趋势。【方法】应用CLIMEX软件对椰子木蛾在中国的潜在适生区进行了分析。【结果】结果表明椰子木蛾在中国适生范围广,长江以南广大地区均是其高度适生区。【结论】这些区域是我国棕榈植物的主要分布区,建议加强检疫和监测措施,防止其进一步扩散。     

外来入侵植物刺萼龙葵在我国的分布格局与早期监测预警

【目的】刺萼龙葵是20世纪80年代入侵我国的检疫性外来植物,目前已在东北和西北地区广泛分布并对农牧业生产造成极大危害,急需明确其时空分布格局和潜在扩散动态,为其早期监测预警提供依据。【方法】首先,利用实地调查、标本和文献查询途径获得的地理分布信息重建刺萼龙葵在我国的扩散历史和分布格局;其次,通过物种分布模型预测其潜在的分布区;最后,融合时空动态和潜在的扩张趋势,利用空间分析模型划定早期监测预警的区域。【结果】刺萼龙葵最早于1980年在辽宁省朝阳市被发现,其后不断沿河流和公路等扩散蔓延。2000年以后相继在内蒙古、北京、河北、吉林以及新疆等省区发现其入侵种群。截至目前,已扩散到了7个省的54个县区。适生区预测结果表明,其在我国存在广阔的潜在分布区,目前还处在快速扩散阶段,没有达到饱和阶段。【结论】刺萼龙葵在我国还处在快速扩散阶段,远没有达到饱和,华北平原是其潜在扩散的高风险区,建议加强对其扩散前沿带包头、张家口、北京、秦皇岛一线的监测力度,以抑制其进一步扩散蔓延。     

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模型的大豆蚜全球潜在地理分布分析

【目的】为预测和分析大豆蚜Aphis glycines的全球潜在地理分布,研究大豆蚜分布与环境变量之间的联系。【方法】利用最大熵法生态位模型(maximum entropy niche-based modeling, MaxEnt)和地理信息系统软件ArcGIS,根据收集的大豆蚜已知分布点和环境变量,预测大豆蚜的全球潜在地理分布区,推测环境变量对大豆蚜分布的影响。【结果】结果表明,大豆蚜适生区主要分布在低海拔地区,高 度适生区集中在25°~50°N的中国、日本、韩国、朝鲜、加拿大、美国、意大利和格鲁吉亚。决定大豆蚜分布地点的关键环境变量为最暖季度降水量、最暖季度平均温度、最湿季度平均温度、最干月降水量、月平均昼夜温差和温度季节性变化标准差。【结论】大豆蚜潜在地理分布区域广泛,应在各国大豆农产品贸易时做好检验检疫工作,以防止大豆蚜的扩散。     

气候变化对全球马缨丹分布影响的空间模拟

【目的】马缨丹是世界10种最有害的入侵杂草之一,预测其潜在适生区变化对入侵植物防控具有重要意义。【方法】以马缨丹为研究对象,采用有效分布点数据1744份和10个气候因子,使用MaxEnt模型和ArcGIS10.4软件,选用当前气候情景以及2050sSSP126、2050sSSP245、2050sRCP5.8、2090sSSP126、2090sSSP245、2090sSSP585 6个不同气候情景,对马缨丹全球潜在分布区进行预测。【结果】温度和降水因子是制约马缨丹入侵的主要因子,其中年降水量(bio12,48.6%)、最干季度的平均温度(bio9,36.4%)、温度季节性(bio4,4.6%)和最热季度的平均温度(bio10,4.2%)是制约马缨丹分布格局的主要环境因子。南美洲、非洲南部、亚洲南部以及澳大利亚北部和东部具有较高的入侵风险。从当前气候情景到2050年气候情景再到2090年气候情景的过渡中,其适生区面积呈增加趋势,其中高适生区面积持续增加。【结论】在水热条件以及生物因素3个层面上严格防控马缨丹入侵,以增加土著生态系统的完整性。     

新疆千里光Senecio jacobaea在中国的适生区预测

【背景】菊科植物新疆千里光原产于欧亚大陆,在北美和澳洲为入侵植物,目前在中国只有新疆有分布记录。新疆千里光一旦成为入侵植物,将对农业、畜牧业和人类健康都可能产生危害,所以需要评估其在中国的扩散趋势。【方法】搜集新疆千里光在中国和世界其他地区的分布记录,结合当前和未来(2050年)气候条件下19种生物气候变量,应用Maxent模型和Diva Gis软件,定量预测新疆千里光在中国目前和未来的潜在分布区域;并通过接受者操作特征曲线(ROC)分析法对模型进行精度检验。另外,通过Maxent给出新疆千里光在欧洲(原产地)、北美洲和大洋洲(入侵地)以及中国等4个分布区的年均温度和年均降水量的气候阈值。【结果】用中国和全球分布的数据预测的结果有些差异。前者结果表明除了新疆地区,其他省份几乎没有新疆千里光的适生区;而后者显示在中国其他几个省份也有可能分布,且在甘肃四川交界处有较高适生性。前者模型精确度较高,但2个结果都显示新疆千里光在中国目前和未来的分布区大部分还是在新疆地区。中国分布区年均温度和年均降水量的阈值比其他2个地区都低。【结论与意义】新疆千里光在当前和未来气候条件下在中国未来的扩散趋势较弱,基本局限于新疆地区。用中国分布数据预测优于全球分布数据预测结果,新疆千里光不同分布区的气候阈值的差异揭示分布于中国的新疆千里光与其他地区的种群的生态位有所不同,可能是一个新的亚种,希望未来能进行进一步的研究。     

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MaxEnt模型的入侵植物白花鬼针草的分布预测及适生性分析

【背景】白花鬼针草为农区恶性杂草,原产于美洲,现已广泛分布于世界热带及亚热带地区,但其在全球和中国的适生区域及适生等级还不明确。【方法】利用MaxEnt生态位模型对白花鬼针草在全球以及中国的潜在适生区进行预测。【结果】白花鬼针草在全球的分布更多受到温度因素的影响。白花鬼针草的适生区主要集中在北半球和南半球15°~30°之间的热带和亚热带地区。其中,北美南部、南美中南部、非洲南部、东南亚北部以及大洋洲中南部沿海地区为白花鬼针草中、高度适生区。白花鬼针草在中国的适生区主要位于广东、广西、海南、云南、福建、台湾。到2070年,白花鬼针草在全球的适生区面积与当前相似,但在中国的适生区有所增大。【结论】白花鬼针草在我国有进一步扩张的风险。     

外来入侵杂草假苍耳在新疆地区的适生性分析及风险评估

【目的】假苍耳是一种恶性入侵杂草,预测其在新疆地区的潜在适生区并进行风险评估,旨在为其科学防控提供参考。【方法】采用MaxEnt模型与Arc GIS 10.4软件进行分析,预测假苍耳在新疆的潜在分布区,并划分风险等级。运用多指标综合评估方法,对假苍耳的危害风险性进行综合分析评估。【结果】假苍耳在新疆的适生区主要在北疆地区,适生区范围较广。高适生区主要包括克拉玛依市、昌吉回族自治州北部及塔城地区中部。年平均温(bio1)、最干季平均温(bio9)、最冷季平均温(bio11)及最热季平均温(bio10)是影响假苍耳分布的主要环境因子。假苍耳的危险性综合评价值为2.238,属于高度危险的有害生物。【结论】假苍耳目前在新疆仅分布在塔城地区,预测结果表明其在北疆地区继续扩散的趋势较大,需要提前制定好相应的管理和控制措施。     

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.     

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。     

松墨天牛的全球潜在分布区分析

松墨天牛MonochamusalternatusHope分布在亚洲东部,是松材线虫Bursaphelenchusxylophilus(SteinerandBuhrer)在亚洲最有效的昆虫媒介,同时也是重要的蛀干害虫。利用CLIMEX模型分析松墨天牛分布区的气候限制因子,并在全球范围预测它的潜在分布区。模型分析结果表明,温度和降水是松墨天牛分布区的主要气候限制因子。温度在30°N以北地区和30°S以南地区主要表现为冷胁迫,在非洲中部、南亚和澳大利亚北部表现为热胁迫。有效积温不足可能是限制松墨天牛向北扩散的主要原因。降水在中国西北地区、非洲中北部、澳大利亚中部和西部与美国西部主要表现为干胁迫。降水量对分布区范围影响不大。预测结果表明,松墨天牛的全球潜在分布区远远大于实际分布范围。松墨天牛在东半球的潜在分布区包括亚洲东部和南部地区、地中海沿岸、非洲的中部和南部以及澳大利亚的东部和南部,在亚洲热带的潜在分布区1年3代,地中海地区1年1代,非洲1年2～3代,在澳大利亚主要1年1代。松墨天牛在西半球的潜在分布区主要集中在美国南部和东部沿海地区,中美洲以及南美洲的广大地区,美国主要1年1代,中美洲1年2～3代,南美洲主要1年2代。     

三叶草斑潜蝇的入侵、鉴定及在中国适生区分析

介绍了2005年12月首次发现入侵中国大陆的三叶草斑潜蝇Liriomyzatrifolii(Burgess)的形态特征及其与近缘种的形态区别、入侵历史与危害性;利用GARP生态位模型对三叶草斑潜蝇在中国的潜在适生区进行了分析预测,结果表明该虫在中国的潜在适生区涉及范围广,以东部地区的最适宜潜在适生区为主,它的潜在适生区涵盖了热带、亚热带和暖温带等3种气候类型;依据中国大陆目前的发生情况提出对该种入侵害虫的监测方法与防控建议。     

入侵害虫螺旋粉虱及其在我国的适生区预测

主要介绍热带亚热带入侵害虫螺旋粉虱Aleurodicus dispersus Russell的形态特征、分布、寄主与生物学特性;利用DYMEX软件分析螺旋粉虱在我国潜在的分布区。模型分析结果表明,最适宜的潜在的适生区主要集中在中国的南部,包括海南、广东、广西以及台湾等的大部分区域;在云南只有零散的潜在适生区;而广大的西北和东北不利于该虫的生存;依据适生性风险预测结果,提出了应急处理措施。     

Climate change and the potential distribution of an invasive shrub, Lantana camara L

The threat posed by invasive species, in particular weeds, to biodiversity may be exacerbated by climate change. Lantana camara L. (lantana) is a woody shrub that is highly invasive in many countries of the world. It has a profound economic and environmental impact worldwide, including Australia. Knowledge of the likely potential distribution of this invasive species under current and future climate will be useful in planning better strategies to manage the invasion. A process-oriented niche model of L. camara was developed using CLIMEX to estimate its potential distribution under current and future climate scenarios. The model was calibrated using data from several knowledge domains, including phenological observations and geographic distribution records. The potential distribution of lantana under historical climate exceeded the current distribution in some areas of the world, notably Africa and Asia. Under future scenarios, the climatically suitable areas for L. camara globally were projected to contract. However, some areas were identified in North Africa, Europe and Australia that may become climatically suitable under future climates. In South Africa and China, its potential distribution could expand further inland. These results can inform strategic planning by biosecurity agencies, identifying areas to target for eradication or containment. Distribution maps of risk of potential invasion can be useful tools in public awareness campaigns, especially in countries that have been identified as becoming climatically suitable for L. camara under the future climate scenarios.     

Predicting potential distribution of chestnut phylloxerid (Hemiptera: Phylloxeridae) based on GARP and Maxent ecological niche models

The chestnut phylloxerid, Moritziella castaneivora, has been recently recorded as a forest pest in China. It heavily damaged chestnut trees and has caused serious economic losses in some main chestnut production areas. In order to effectively monitor and manage this pest, it is necessary to investigate its potential geographical distribution worldwide. In this study, we used two ecological niche models, Genetic Algorithm for Rule‐set Production (GARP) and Maximum Entropy (Maxent), along with the geographical distribution of the host plants, Japanese chestnut (Castanea crenata) and Chinese chestnut (Castanea mollissima), to predict the potential geographical distribution of M. castaneivora. The results suggested that the suitable distribution areas based on GARP were general consistent with those based on Maxent, but GARP predicted distribution areas that extended more in size than did Maxent. The results also indicated that the suitable areas for chestnut phylloxerid infestations were mainly restricted to Northeast China (northern Liaoning), East China (southern Shandong, northern Jiangsu and western Anhui), North China (southern Hebei, Beijing and Tianjin), Central China (eastern Hubei and southern Henan), Japan (Kinki, Shikoku and Tohoku) and most parts of the Korean Peninsula. In addition, some provinces of central and western China were predicted to have low suitability or unsuitable areas (e.g. Xinjiang, Qinghai and Tibet). A jackknife test in Maxent showed that the average precipitation in July was the most important environmental variable affecting the distribution of this pest species. Consequently, the study suggests several reasonable regulations and management strategies for avoiding the introduction or invasion of this high‐risk chestnut pest to these potentially suitable areas.     

入侵性杂草皱匕果芥在中国的适生区预测及分析

[目的]对入侵性杂草皱匕果芥在我国的适生区进行预测,为入侵风险评估和损失预测提供数据支撑,同时为控制预案制定提供科学依据。[方法]先用ENMTools和SPSS分别对分布数据和环境变量进行筛选,再调用R程序包Kuenm校准MaxEnt模型确定最优参数设置,然后使用MaxEnt和ArcMap对皱匕果芥在中国的适生区进行预测,并将已公布的进境粮食指定监管场地、进口粮食加工企业地理位置与皱匕果芥在中国的适生区进行匹配分析。[结果]最冷月份最低温度、温度季节变化标准差和最冷季度降水量是对MaxEnt模型拟合重要性排名前3位的环境变量,最冷月份最低温度可能是影响皱匕果芥发生分布的最重要的自然因素;皱匕果芥在中国的中度适生区占中国陆地总面积的15.13%,主要集中在秦岭-淮河以南、龙门山-大凉山以东的亚热带季风气候区域;高度适生区占中国陆地总面积的1.67%,主要形成川渝、湖北-湖南和长三角3个中心。在皱匕果芥的中、高度适生区分布有901个进口粮食加工企业和57个进境粮食指定监管场地。[结论]皱匕果芥的中、高度适生区内存在我国粮棉等作物的重要产区,一旦该杂草大面积发生,将给我国粮棉等作物种植造成非常不利的影响。进口粮食的国际贸易是皱匕果芥入侵中国的主要途径,应当加强对进口粮食接卸、运输、加工等高风险区域和环节的监管力度,并积极实施外来入侵杂草的监测和调查,确保做到早发现、早防除,防止进一步扩散和危害。