基于BIOCLIM模型的扶桑绵粉蚧在中国的适生性分析

徐家文++史家浩++任强++李绍勤

摘要：采用BIOCLIM生态位模型对扶桑绵粉蚧（Phenacoccus solenopsis Tinsley）在中国潜在适生地理区域和各区域的适生可能性进行预测。扶桑绵粉蚧在中国适生区域非常广泛，高度适生区包括黄河以南的广大华南、华中、华北地区，中低度适生区包括河北、辽宁、山西、内蒙古、宁夏、甘肃、新疆、西藏等省区的部分区域。这些适生区域覆盖中国3大棉区，其中长江中下游棉区和黄河中下游棉区为扶桑绵粉蚧的高度适生区，西北棉区为其低度适生区。

关键词：扶桑绵粉蚧（Phenacoccus solenopsis Tinsley）；潜在地理分布；BIOCLIM模型；棉花；检疫害虫

中图分类号：S763.7 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）11-2631-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.11.018

Potential Distribution of Phenacoccus solenopsis in China by the BIOCLIM Model

XU Jia-wen1，SHI Jia-hao2，REN Qiang2，LI Shao-qin2

（1.Hubei Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Wuhan 430022，China；2.Hubei Insect Resource Utilization and Sustainable Pest Management Key Laboratory，College of Plant Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

Abstract： In this study， the potential geographical distribution of an invasive pest， P. solenopsis in China was evaluated by using the BIOCLIM model system， the distribution possibility of each place was also evaluated. The results showed that P. solenopsis had a wide range of potential distribution in China. The high potential distribution area was the vast area in south of the Yellow River， including South China， Central China and North China. The medium and low potential distribution area was part of some provinces including Hebei， Liaoning， Shanxi， Inner Mongolia， Ningxia， Gansu， Xinjiang and Tibet. These potential distribution areas established three major cotton producing areas in China. The middle and lower reaches of Yangtze River cotton producing area and the middle and lower reaches of the Yellow River cotton producing area were the high potential distribution area， the northwest cotton producing area was the low potential distribution area.

Key words： Phenacoccus solenopsis Tinsley；potential geographical distribution；BIOCLIM Model；cotton；quarantine pest

扶桑绵粉蚧（Phenacoccus solenopsis Tinsley）属半翅目粉蚧科，原产北美大陆，1991年在美国被发现，危害棉花，随后在墨西哥、智利、阿根廷和巴西相继有报导发现[1]。2005年传入巴基斯坦和印度后，严重危害棉花，并造成了巨大的损失[2]。自2008年在中国广州首次发现为害扶桑以来[3]，该虫由中国南部向北部迅速蔓延。扶桑绵粉蚧具有繁殖能力强、扩散迅速、危害严重等特点，对棉花产业具有巨大的潜在威胁[4]。预测扶桑绵粉蚧在中国的潜在地理分布与可能性，可为植物保护部门的检疫、监测和防控工作提供重要参考。

目前国内外常用的适生性分析模型包括生物种群生长模型CLIMEX、基于生物气候数据的BIOCLIM和DOMAIN模型、生态位因素分析模型ENFA、遗传算法模型GARP、最大熵值模型MAXENT等。王艳平等[5]采用GARP模型预测了扶桑绵粉蚧在中国的地理适生区，结果表明扶桑绵粉蚧的潜在分布区域较广，其分布范围从南可延伸至东北和西北的部分地区。采用BIOCLIM模型的一个主要假设就是生物能够生存在那些气候与它目前的分布区的气候相匹配的地方，适用于分析已定殖的有害生物扩散的可能性。BIOCLIM模型具有已知分布数据量越大，其预测精确性越高的特点，因此非常适合现阶段扶桑绵粉蚧潜在分布区域与可能性的预测。本研究利用BIOCLIM模型预测扶桑绵粉蚧在中国的适生区，并且预测其在区域的适生可能性，以期得到的结果更具有现实的参考价值。endprint

1 材料与方法

1.1 数据收集与处理

查找国内外相关文献记载[6，7]，整理出扶桑绵粉蚧在全世界已知记录分布点85个，并查询各分布点经纬度坐标，输入Excel软件形成电子表格。

1.2 分析底图的收集

从国家基础地理信息系统（http：//nfgis.nsdi.gov.cn/）下载1∶400万的中国行政区划图作为分析底图。

1.3 气象资料的收集

气象资料在DIVA-GIS网站（http：//www.diva-gis.org/）下载，得到一整套由Worldclim提供的全球气象数据。

1.4 分析工具及方法

研究使用的BIOCLIM模型基于DIVA-GIS软件，从http：//www.diva-gis.org/网站获得；辅助软件ArcGIS 9.0由华中农业大学地理信息中心提供。BIOCLIM模型就是基于生物能够生存、定殖在那些气候与它目前分布区的气候相匹配的地方。首先将扶桑绵粉蚧在全球的已知分布数据制成经纬度样点，然后从Worldclim提供的19个生物气候变量中筛选出影响扶桑绵粉蚧分布的关键生物气候变量，最终利用BIOCLIM模型预测扶桑绵粉蚧在中国和全球的潜在地理分布。

2 结果与分析

2.1 扶桑绵粉蚧在全球的现有分布点

根据整理出的扶桑绵粉蚧在全世界的85个已知分布点，导入到ArcGIS 9.0软件，添加WGS-85国际通用坐标系，得到扶桑绵粉蚧在全球的现有分布图（图1），展示其在全球的分布点信息，作为本研究后续预测的基础。其中北美洲26个点，南美洲4个点，亚洲50个点，非洲3个点，大洋洲2个点。

2.2 关键生物气候变量的选取

温度是扶桑绵粉蚧发育率、繁殖率和死亡率的重要影响因子，扶桑绵粉蚧在各地发生一般具有明显的季节性，夏季为主要危害期，冬季则以若虫和蛹越冬[8]。由此可见，温度是影响扶桑绵粉蚧分布的重要因素。湿度与扶桑绵粉蚧卵孵化率和蛹存活率有密切的关系，但由于扶桑绵粉蚧雌虫体表覆盖蜡质，因此除过分干燥或浸水过久的极端条件，湿度不是其分布的主要影响因子。本研究采用的气象数据包括了19个生物气候变量，主要涉及气温和降水两个因子。结合DIVA-GIS软件对扶桑绵粉蚧19个生物气候变量相关性的比较，采用月平均温度、最冷月最低温度、最热月最高温度这3个关键生物气候变量进行预测。

2.3 扶桑绵粉蚧在全球的潜在分布区

采用BIOCLIM模型，通过导入扶桑绵粉蚧现有分布数据及生物气候变量数据，经过气候相似性的运算，得到扶桑绵粉蚧在全球的潜在地理分布图（图2）。扶桑绵粉蚧在全球的高度适生区包括北美洲中部和南部、南美洲大部、非洲大部、欧洲地中海沿岸部分、西亚大部、南亚大部、中亚南部、东亚和东南亚部分区域、大洋洲大部等区域。中低度适生区包括欧洲中部、中亚北部、东亚部分地区等。与现有分布点验证，现有分布点均落在高度适生区内，与实际分布吻合良好。

2.4 扶桑绵粉蚧在中国的潜在分布区

扶桑绵粉蚧在中国的潜在分布区非常广泛（图3），高度适生区为黄河以南的广大华南、华中、华北地区，包括海南、台湾、广东、广西、福建、江西、湖南、湖北、四川、重庆、贵州、浙江、江苏、安徽、河南、山东、陕西南部及云南大部等省区。其中长江以南广大区域是其最佳适生区域。中低度适生区包括河北、辽宁、山西、内蒙古、宁夏、甘肃、新疆、西藏等省区的部分区域。这些适生区域覆盖了中国3大棉区，其中长江中下游棉区和黄河中下游棉区为扶桑绵粉蚧的高度适生区，西北棉区为其低度适生区。上述结果表明，扶桑绵粉蚧对中国长江中下游棉区和黄河中下游棉区的棉花生产构成非常严重的威胁。

3 小结与讨论

扶桑绵粉蚧在中国潜在分布区非常广泛，这些潜在分布区覆盖了中国3大棉区，因此扶桑绵粉蚧对中国的棉花生产构成非常严重的威胁。通过各发生点对分析结果的验证，表明各发生点均落在危险区域内，与实际分布吻合良好。王艳平等[5]利用GARP模型对扶桑绵粉蚧在中国的适生性分析表明，海南、广西、福建、台湾、浙江、江西、湖南、贵州、云南、广东、重庆、湖北、安徽、上海、江苏、山东、河南等17个省的大部分区域，新疆、四川、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、北京、天津、辽宁、内蒙古等11省区的部分地区是该虫的适生区。本研究表明扶桑绵粉蚧的潜在分布区域更广，而且扶桑绵粉蚧目前的地理分布还远未达到其最大潜在地理分布范围，因此，扶桑绵粉蚧对中国许多地区具有很高的入侵风险，扶桑绵粉蚧一旦进入这些地区将会对当地的棉花生产及城市林业造成巨大的损失。目前国内扶桑绵粉蚧的远距离扩散，很多都是随着苗木及花卉的跨省区调运而产生，因此，应该加强对疫区调运出的苗木和花卉的检疫工作。

除气候因素、寄主外，温室也是影响扶桑绵粉蚧分布的重要因素。温室属于人类干预形成的小气候，不同于田间气候，因此本研究结果并不包括这一类比较特殊的区域。但在实际情况中，温室往往可能为扶桑绵粉蚧的越冬提供适宜场所，从而导致适生区域的扩大。此外，本研究采用的分析方法仅考虑了主要的气候因子，但气候因子在大尺度分布上起决定性作用，当预测某一具体地点的适生性时则需综合考虑扶桑绵粉蚧与其他各种因素的相互关系，因此本研究结果只能作为在中国范围上扶桑绵粉蚧在各区域的适生可能性的参考。

本研究表明中国3大棉区中，长江中下游棉区和黄河中下游棉区为扶桑绵粉蚧的高度适生区，西北棉区为其低度适生区。扶桑绵粉蚧能否在中国新疆、甘肃地区露地越冬还需要进一步的试验验证，但本研究显示扶桑绵粉蚧在新疆南部地区适生的可能性为中等，这说明该虫在新疆南部地区露地越冬并成功定殖的可能性很大。新疆是中国最大的产棉省区，扶桑绵粉蚧对其棉花生产了巨大潜在威胁，因此需要加强对该虫的监测和检疫工作。endprint