2030年气候条件下苹果蠹蛾全球适生区预测
2018-06-20武目涛卢国彩何旭诺王溪桥潘绪斌
武目涛 邵 思 周 慧 卢国彩 何旭诺 王溪桥 潘绪斌*
（1.广东出入境检验检疫局 广东广州 510623；2.中国检验检疫科学研究院；3.海南出入境检验检疫局；4.中国农业大学；5.甘肃出入境检验检疫局）
1 前言
苹果蠹蛾（Cydia pomonella（L.）） 是世界上严重危害苹果等水果的入侵性有害生物之一，已被我国列为进境植物检疫性有害生物[1]和全国农业植物检疫性有害生物[2]。该害虫原产于欧洲，现已扩散到全球六大洲76个国家，主要危害苹果、梨、桃、杏等，常造成毁灭性危害，尤其是苹果，轻则部分腐烂落果，重则造成70%～100%的损失[3]。即使采用化学农药，产量也有20%～30%的经济损失，且造成环境污染或水果农残超标，影响质量和安全。1953年，苹果蠹蛾在我国新疆首次发现，随之先后在甘肃、宁夏、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁等省区发现[4]，严重威胁我国陕西、山东等地苹果生产安全。
物种地理分布是其对气候环境适应性的表现。随着全球气候变化，势必影响到苹果蠹蛾在全球地理分布格局。梁亮等[5]和Sunil Kumar等[6]分别利用1971—2000年、1961—1990年的历史气候数据通过CLIMEX，对苹果蠹蛾在我国及全球适生性进行了分析，但均未考虑未来气候变化。
本研究采用2030年气候数据，利用CLIMEXDYMEX2.0模型，预测苹果蠹蛾在未来气候情景下世界范围内的适生情况。首先，利用CLIMEX软件DYMEX2.0版本，确定生物学参数，导入当前气候数据包和未来气候数据包，在当前气候情景及未来气候情景下，预测苹果蠹蛾在不同地理位点的适生程度及该害虫的潜在地理分布。本研究结果有助于评估苹果蠹蛾在全球的适生程度，为防控该害虫传入我国及保护国内水果产业健康发展具有重要意义。
2 基础材料及研究方法
2.1 分布现状
通过 CPC（www.cabi.org/cpc）及 GBIF（www.gbif.org）网站查询苹果蠹蛾在全球的已知分布数据。全球苹果蠹蛾主要集中分布在北纬33°～63°、南纬28°～38°之间，北纬 20°～南纬 20°之间则少有分布[6]。 目前苹果蠹蛾在世界广泛分布，包括亚洲19个国家，非洲8个国家，北美洲3个国家，南美洲7个国家，欧洲37个国家，大洋洲2个国家[7]。我国周边如阿富汗、巴基斯坦、印度、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦等国均有分布。依据全国农业植物有害生物调查结果，2016年苹果蠹蛾在我国7个省（区）（新疆、甘肃、内蒙、宁夏、黑龙江、辽宁、吉林）161 个县（市、区、旗）均有发现[2]。
2.2 生物学特性
苹果蠹蛾适应性较强，发育适宜温度范围为15～31℃，适宜湿度范围为65%～80%。但是不同温湿度条件下，卵、幼虫、成虫、蛹的寿命、发育历期、存活率都有不同。田间相对湿度对成虫的交配和产卵影响较大，且降雨能明显降低田间的卵量、幼虫成活率以及蛀果率。苹果蠹蛾在不同适生区发生代数不同，如在我国甘肃1年发生2～3代；在新疆阿拉尔地区1年发生4代；该虫发育起点温度为9℃，高于34℃或者低于11℃，其发育受到影响。该害虫的不同发育阶段，对温度的适应性或敏感度不同[8-9]。
2.3 参数
CLIMEX模型用生态气候指数 （eco-climatic index，EI）表示某物种在某地区的适生程度，EI取值范围为 0～100；EI=0，为非适生，EI>0 为适生[5]。 将适生区分为3级，0
表1 预测苹果蠹蛾分布的CLIMEX参数
2.4 气候数据
当前气候利用DYMEX 2.0版本自带的数据库。未来气候数据来源于www.worldclim.org网站。未来气候数据下载后，直接利用DYMEX 2.0运行。未来气候模型通常有A1、A2、B1、B2 4个情景，其中A1情景是指经济、科技技术发展迅速，包括能源供给和技术利用平衡条件下的A1B模型；B1、B2则代表人口及经济增长处于中等水平条件下的气候模型；A2情景代表人口增长迅速但经济、技术发展缓慢下的气候情景模型[10]。本研究以目前经济、技术发展状况及未来保护环境、节能减排的经济发展预期，选择了2030年A1B气候场景模型，即CM30：WORLD （2030_A1B_CS_V1.1）。
3 结果与分析
3.1 当前气候条件下苹果蠹蛾适生区
利用DYMEX 2.0版本自带 1961—1990年气候数据库，对苹果蠹蛾在全球潜在地理适生区进行预测。由图1可见，苹果蠹蛾适生区主要集中在北半球的中部以及南半球陆地的南部区域，在南纬20°～北纬 20°之间则多为非适生区（EI=0）。 如北美洲的美国，除佛罗里达州、阿拉巴马州、密西西比州、路易斯安那州、阿肯色州等地区外的大部分地区，EI值多在40以上，为高度适生区；南美洲南部以及西部沿海地区，如阿根廷、智利、秘鲁以及东部沿海的乌拉圭和巴西的东部地区，EI值多处于35～40之间，为高度适生区；南美洲其他地区EI值多低于10，为低度适生区。非洲南部，如阿尔及利亚、埃及、利比亚、毛里求斯、南非、突尼斯等，以及大洋洲澳大利亚（新南威尔士、昆士兰、南澳、塔斯马尼亚、维多利亚、西澳）和新西兰部分地区，EI值高于40，为高度适生区。由于欧洲为苹果蠹蛾原产地，所以几乎整个欧洲，为高度适生区。通过CLIMEX运行结果与CPC、GBIF查询的实际分布相比，除美国德克萨斯州预测适生程度较高，但实际未分布；爱尔兰预测为非适生区（EI=0），但实际有分布外，其余预测结果与实际分布基本相符[7]。
通过CLIMEX预测，我国已发生的7个省份均为苹果蠹蛾预测的适生区，如黑龙江、吉林、辽宁、甘肃、内蒙，预测EI值均大于20，为苹果蠹蛾高度适生区；新疆、宁夏部分地区15＞EI＞10，为中度适生区。除此之外，河北、山西、河南、陕西的部分地区以及云南、西藏、四川、青海零星地区，预测EI＞20，为高度适生区。天津、山东（除沿海地区）、辽宁西部、河北东部、贵州东部3＞EI＞1，为低度适生区；其余地区，如广东、广西、湖北等地，EI为0，为非适生区。
图1 当前气候条件下苹果蠹蛾适生区分布
3.2 未来气候条件下苹果蠹蛾适生区
未来国外分布预测如图2。2030年，随着气候变化，其适生区的范围也有所变化。加拿大西北部以及相邻的美国阿拉斯加局部地区，在图1中，其EI值为0，而在2030年A1B气候情境下，逐步升高至10～20之间，由非适生区逐步过渡至中度适生区。同样在当前气候情境下，墨西哥南部毗邻的洪都拉斯、危地马拉、尼古拉瓜、哥斯达黎加、巴拿马，绝大部分为非适生区，但在2030年气候条件下，也预测到少量地区EI值超过10，变为中度适生区；相反，对于非洲南部，在当前气候下预测EI值为40以上的区域，至2030年EI值逐步降至10以下，由高度适生区变为低度适生区。俄罗斯的适生区面积预测在2030年将出现不同程度的增加。
图2 2030年气候条件（A1B）苹果蠹蛾适生区分布
未来国内分布，除现已经发生的7省外，河北、山西、河南、陕西适生区范围有逐步扩大趋势，云南、四川、西藏等地部分区也将提升为中度适生区，逐渐与阿富汗、巴基斯坦、印度的发生区靠拢连接。我国黑龙江、吉林、辽宁3省的东南部分地区EI值出现降低趋势，表明苹果蠹蛾适生性趋于减弱，但西北部分地区EI值出现增高，表明适生性趋于增强，且逐步与俄罗斯、蒙古的适生区域逐步连为一体，逐渐成为苹果蠹蛾的高度适生区。未来苹果蠹蛾存在由东北和西北向河北、陕西等地扩散的风险，需要引起农林部门及检验检疫部门的高度重视，严防苹果蠹蛾在我国发生区域的持续扩大和危害。
4 讨论
当前我国苹果蠹蛾实际发生区有新疆、甘肃、黑龙江、内蒙、辽宁、宁夏和吉林7省份[2]。与当前气候情景下的预测结果相比，苹果蠹蛾在我国的实际分布还未扩散到其所有适生区。在气候变化的背景下，2030年苹果蠹蛾在我国的实际分布有可能进一步扩大。通过研究比较，我国除已发生苹果蠹蛾疫情的新疆、甘肃等7个省外，如随其自然扩散，陕西、河北、河南、山西等区域或将成为新的发生区。
由于苹果蠹蛾对果业产业危害严重，防治难度高，传播能力强，其传播不仅可以依靠自身迁飞、借助风力、气流实现远距离传播外，还能借助人类活动传播，如贸易、旅行等。当前阶段特别要在苹果蠹蛾入侵前沿地区，即甘肃-陕西和辽宁-河北地区，增强监测力度，加速苹果蠹蛾阻截带建设，建立相应疫情监测预警分析平台。其次，在国内以及边境地区，重点关注贸易运输，加大检疫防控强度[11]，严防疫区的水果进入；对进口水果集散地，加大苹果蠹蛾的监测和检疫处理力度。再次，在苹果蠹蛾已发生区域，加大农业防治、化学防治以及物理防治，有条件的地方，利用性诱剂诱杀或者不育昆虫的释放进行防治。
[1]农业部，国家质检总局.中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录[EB/OL].http：//jiuban.moa.gov.cn/zwllm/tzgg/gg/200706/t20070604_827310.htm.
[2]农业部.关于印发 《全国农业植物检疫性有害生物分布行政区名录（2016）》和《各地区发生的全国农业植物检疫性有害生物名单 （2016）》 的通知.[EB/OL].http：//www.moa.gov.cn/govpublic/ZZYGLS/201704/t20170407_5552482.htm.
[3]徐婧，刘伟，刘慧，等.苹果蠹蛾在中国的扩散与危害[J].生物安全学报，2015，24（4）：327-336.
[4]申建茹，武强，万方浩.苹果蠹蛾的综合防控和遗传控制研究进展[J].生物安全学报，2015，24（4）：256-264.
[5]梁亮，余彗，刘星月，等.苹果蠹蛾在中国的适生性分析[J].植物保护，2010，36（4）：101-105.
[6]SunilKumar，Lisag Neven，Hongyu Zhu，etal.Assessing the Global Risk of Establishment of Cydia pomonella （Lepidoptera：Tortricidae）using CLIMEX and Maxent Niche Models[J].Journal of Economic Entomology，2015，108（4）：1708-1719.
[7]陈乃中.中国进境植物检疫性有害生物（昆虫卷）[M].北京：中国农业出版社，2009.
[8]杨富银，陈明，罗进仓，等.不同食料对苹果蠹蛾生长发育和繁殖的影响[J].植物保护，2009，35（5）：62-64.
[9]刘月英，罗进仓，周昭旭，等.不同温度下苹果蠹蛾实验种群生命表[J].植物保护学报，2012，39（3）：205-210.
[10]IPCC.Summary for Policymakers of Climate Change 2007：The Physical Science Basis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[M].Cambridge：Cambridge University Press，2007.
[11]赵星民.北方寒地苹果蠹蛾发生规律及综合防治研究[J].植物检疫，2011，25（1）：87-88.
