桃蛀螟在新疆的适生区预测
2012-02-28何友元赵林忠陈乃中
马 菲, 何友元, 赵林忠, 陈乃中*
(1.中国检验检疫科学研究院动植物检疫研究所,北京 100029;2.新疆农业厅哈密植物检疫工作站,哈密 839000)
新疆位于欧亚大陆中部,地处我国西北边陲,横亘在新疆和内地之间长达上千公里的高原和沙漠,是农林和植被有害生物在新疆和内地间扩散和迁徙的自然屏障。这使得新疆和内地的植物有害生物各有不少特有种,也使从中亚等地自然迁徙扩散而来的有害生物不能长驱直入侵入我国内地[1]。而随着新疆和内地间的贸易往来和人员流动的日益频繁,有害生物人为传播扩散的风险增大。例如,仅在内地发生的梨小食心虫,已经传入新疆并定殖,对核果类作物造成危害[2]。在新疆和内地之间实施和强化植物检疫,防止重要检疫性有害生物的人为传播扩散非常必要。为了更加科学地实施新疆和内地间的检疫,评估和明确新疆和内地之间双向的具有检疫重要性的有害生物名录具有重要意义。
桃蛀螟(Conogethes punctif er alis)属鳞翅目(Lepidoptera)螟蛾科(Pyralidae),又名桃蛀野螟、桃斑螟,是一种多食性害虫。以幼虫钻进果内蛀食,为害桃、苹果、梨、柑橘、杏、李、梅、樱桃、柿、山楂、枇杷、荔枝、龙眼、无花果、芒果、石榴、栗、向日葵花盘种粒及松树针叶。该虫目前主要分布于亚洲,包括文莱、柬埔寨、中国、印度、印度尼西亚、日本、韩国、朝鲜、老挝、马来西亚、缅甸、菲律宾、斯里兰卡、泰国、越南。此外,在澳大利亚和巴布亚新几内亚也有分布。在我国分布于辽宁、河北、山西、山东、河南、陕西、江苏、浙江、湖北、湖南、江西、福建、广东、广西、云南、西藏、安徽、四川、台湾[2-8]。新疆迄今未见该虫的发生报道。该虫的寄主植物在新疆多有种植。
GARP模型系统是基于遗传算法的规则组合预测模型系统。其原理是利用已有的物种分布资料和环境数据产生以生态位为基础的物种生态需求,探索物种已知分布区的环境特征与研究区域的非随机关系,用于研究物种的潜在分布和生物多样性。目前,GARP已经被国内外学者广泛应用于物种潜在分布区域的研究。我国学者运用GARP模型对西花蓟马和三叶草斑潜蝇、红火蚁、日本松干蚧、刺桐姬小蜂、橘小实蝇等外来入侵昆虫在中国的适生性进行了预测[9]。本文运用GARP生态位模型对桃蛀螟在新疆的潜在适生区进行预测,为该虫检疫重要性的确定提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 预测模型
本研究运用 Desktop GARP(Version 1.1.6)(软件从 www.lifemapper.org/desktopgarp/网站上免费下载)对桃蛀螟在我国新疆的潜在适生区进行预测。输入的已知物种分布点均匀地分成训练和检测数据。GARP模型根据物种已知分布点的数据进行多次重复运算来验证生态位参数,在计算生态因子的权重和潜在预测水平的基础上,决定是否将其列为模型的因子。最后,根据被检测的数据得出适应值,进而得出预测模型。
1.2 预测数据
查阅公开发布的桃蛀螟在世界范围的分布记录,数据来源主要有:CABI的2007版植保大全(Cr op Pr otection Co mpendiu m)[2]、EPPO 植物检疫数据检索系统(PQR-EPPO database)[3]、其他相关文献[4-8]。利用GARP生态位模型进行潜在分布区预测时,研究对象在其所在的生态环境必须已达到生态平衡,故应选用研究对象已经达到稳定生态位的分布点数据进行研究。所谓稳定分布,即物种在该地区存在时间达10年以上,即已经达到稳定的生态平衡。故本研究主要采用CABI植保大全(2007)的桃蛀螟分布数据,再利用Google earth查出分布地点的经纬度坐标。最后整理成Desktop GARP要求的EXCEL经纬度数据表。
Desktop GARP所需环境层数据也由www.lifemapper.org/desktopgar p/网站下载,共有世界7个地区的环境层数据库,每个数据库由14个环境因子组成,如气温、生命带、海拔、土壤类型、太阳辐射和湿度等[9]。
1.3 预测方法
在Desktop GARP加载世界7个地区的全部环境层数据。经多次模拟运算得出最佳训练数据比例为80%,循环次数为20次。预测层选择亚洲,结果输出选择栅格图形式。
在GARP循环运行产生的20个运行结果中,校验GARP模型在运行结束后多项参数中的Omission(预测结果中忽略的目前已分布点所占比率)和Commission(预测结果中超出目前记录的分布所占的比率)两项参数,选择一个最优结果,依据为:(1)Omission和 Commission呈负相关;(2)Omission≤5%,0为最佳,Commission数值水平为中等或者中等偏上[9]。
将GARP预测得出的最优化结果栅格图导入Arc GIS 9.3进行插值,并加载在国家基础地理信息系统网站(http:∥nf gis.nsdi.gov.cn/)下载的中华人民共和国地图进行叠加,得出桃蛀螟在我国以及新疆的潜在适生区分布图。
2 结果与分析
2.1 桃蛀螟在我国的适生区
将GARP软件预测桃蛀螟在我国的适生区结果导入Arc GIS,显示桃蛀螟在我国具有较大面积的适生范围(图1)。其中适生面积较大的包括辽宁、北京、天津、宁夏、陕西、山西、山东、河南、安徽、江苏、上海、浙江、重庆、湖北、湖南、江西、福建、云南、广西、广东、海南、香港、澳门、台湾,适生面积几乎覆盖全省(市);另外,在内蒙古、吉林、河北、四川、新疆、甘肃、西藏也有部分适生区。
2.2 桃蛀螟在我国新疆的适生区
桃蛀螟在新疆的适生区域主要位于北部和西部。其中,以阿勒泰、塔城、昌吉三地的交界区域和阿克苏、喀什一带比较集中。另外,在博尔塔拉、克拉玛依、奎屯、石河子、乌鲁木齐、伊犁、吐鲁番、巴音郭勒、哈密、克孜勒苏柯尔克孜也有该虫部分适生区。
3 讨论
GARP软件模型算法先进,且自带全世界各地区的环境层数据,预测时只需物种稳定分布数据即可。但是,研究人员很难现场调查预测物种的准确分布经纬度数据,只能根据文献进行收集整理,而收集到的分布数据只能力求完整精确。GARP模型得出的结论只显示预测物种适生或不适生,不能显示出适生程度,这是相比于另一常用的适生性预测软件Cli mex的不足之处。
从内地输往新疆的桃、李、杏、梨、苹果、无花果、梅、樱桃、石榴、葡萄、山楂、柿、核桃、板栗、柑橘、荔枝、龙眼、枇杷、芒果、香蕉、菠萝、柚、银杏等果实都可能传带该虫。该虫还危害松树和杉树等针叶树,以幼虫吐丝把嫩梢的针叶缀合成虫苞,幼虫匿居其中取食针叶[7-8],从内地运到新疆的松树、杉树苗木也可传带该虫。根据以上预测结果,桃蛀螟在新疆能够适生,该虫的寄主植物如桃、李、杏、梨、苹果、核桃、葡萄、山楂等在潜在适生区有种植,尤其阿克苏、昌吉种植果树较多,阿克苏的苹果远近闻名。故该虫一旦传入,有定殖可能,并可随寄主苗木和果实调运扩散。
由于桃蛀螟有传入新疆地区并定殖扩散的风险,故有明显的检疫意义。新疆与内地的贸易往来日益频繁,该虫对新疆的水果生产具有潜在威胁。因此,应加强对该虫的检疫与监测,制订风险管理措施。对内地输入新疆的相关寄主果实要进行严格查验,一旦发现可疑虫体应立即销毁。在该虫发生的高风险地区进行监测工作,一旦发现疫情应立即采取根除措施。
[1] 章士美.中国农林昆虫地理区划[M].北京:中国农业出版社,1998.
[2] CABI.Cr op pr otection co mpendiu m[DB/CD].Center of Agriculture and Biological International,2007.
[3] EPPO.PQR database(version 4.6)[DB/OL].Paris,France:Eur opean and Mediterranean Plant Pr otection Organization[2007].htt p:∥www.eppo.or g/DATABASES/pqr/pqr.ht m.
[4] Water house D F.The major art hropod pests and weeds of agriculture in Southeast Asia[M].Canberra,Australia:ACIAR,1993.
[5] 鹿金秋,王振营,何康来,等.桃蛀螟研究的历史、现状与展望[J].植物保护,2010,36(2):31-38.
[6] 文芳,秦立者.板栗桃蛀螟研究概述[J].河北农业科学,2009,13(1):18-20.
[7] 况美华,刘曙雯,嵇保中,等.取食针叶的桃蛀螟越冬状况调查和生物学特性[J].昆虫知识,2009,46(4):569-573.
[8] 柴希民,何志华.为害马尾松的桃蛀野螟[J].昆虫知识,1987,24(2):99-100.
[9] 刘静远.杏小食心虫在中国的适生性分析及其分类地位探讨[D].北京:中国农业大学,2008.