昆虫学报Acta Entomologica Sinica ,June 2006,49(3):438-446ISS N 045426296基金项目:国家重点基础研究发展规划“973”项目(2002C B111400);科技基础性工作和社会公益研究专项(2003DI B3J108)作者简介:程俊峰,男,1981年生,硕士,主要从事外来入侵生物风险评估3通讯作者Author for correspondence ,T el.ΠFax :010*********;E 2mail :wan fangh @ 收稿日期Received :2005210225;接受日期Accepted :2006202228入侵昆虫西花蓟马的潜在适生区分析程俊峰,万方浩3,郭建英(农业部外来入侵生物预防与控制研究中心,中国农业科学院植物保护研究所,北京 100081)摘要:本文在分析西花蓟马生物学特性及其世界分布的基础上,采用C LI MEX 软件及提供的气候匹配性分析和位置比较分析两种分析模型,结合我国634个气象站点的数据,预测西花蓟马在我国的潜在分布区。
结果表明,西花蓟马在生态气候指数EI ≥3的地区爆发危害风险性较大。
西花蓟马在我国的广东、海南、安徽、福建、江苏、山东、广西、贵州、河南、湖北、陕西、四川、云南、重庆等省市具有广泛的适生区;其适宜生存的北界分布在中国年平均温度10℃等温线、1月份平均温度-8℃等温线以及年平均极端最低温度-20℃等温线附近;而新疆、青海、西藏、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等省或自治区为不适应生存区。
关键词:西花蓟马;生物入侵;适生区;气候匹配;位置比较中图分类号:Q968 文献标识码:A 文章编号:045426296(2006)0320438209Analysis of potential distribution of the invaded insectFrankliniellaoccidentalis (Pergande)(Thysanoptera :Thripidae)in ChinaCHE NGJun 2Feng ,W AN Fang 2Hao 3,G UO Jian 2Y ing (Center for Management of Invasive Alien S pecies ,Ministry of Agriculture ,Institute of Plant Protection ,Chinese Academy of Agricultural Sciences ,Beijing 100081,China )Abstract :Based on the in formation of daily climatic records of 634stations in China and the biological characteristics and distributions of Frankliniella occidentalis (Pergande )in the w orld ,the potential distribution areas of F .occidentalis in China were analyzed with the m odels of Match Climates and C om pare Locations of the s oftware C LI MEX.The results showed that F .occidentalis could prevail in G uangdong ,Hainan ,Anhui ,Fujian ,Jiangsu ,Shandong ,G uangxi ,G uizhou ,He ’nan ,Hubei ,Shaanxi ,Sichuan and Y unnan provinces and Chongqing city ,but was unable to survive in X injiang ,Qinghai ,T ibet ,Heilongjiang ,Jilin ,Liaoning ,and Inner M ong olia provinces or autonom ous regions in the northeast and northwest of China.The north limit of its distribution in China was located along the joining line of such cities as Weihai ,Y antai ,Ji ’nan ,Dezhou ,X ingtai ,Y uncheng ,X i ’an ,Baoji and T ianshui ,where the annual average tem perature is 10℃,the average tem perature in January -8℃,and the annual extremely lowest tem perature -20℃.K ey w ords :Frankliniella occidentalis ;biological invasion ;suitable distribution area ;climate matching ;location com paris on 西花蓟马Frankliniella occidentalis (Pergande ),又称苜蓿蓟马,是世界性的重要害虫,可寄生66科的200多种植物(杜宇等,2001),而且其寄主范围还在不断的增加,并存在寄主转移现象(Y udin et al .,1986),尤其对经济作物如蔬菜、花卉、果树、棉花等危害严重(Brodsgaard ,1994;吴青君等,2005),被许多国家列为重要的检疫对象。
自20世纪70年代以来,该虫在世界范围内迅速传播扩散,对许多国家的农作物生产造成了严重的经济损失(Brodsgaard ,1993;G aum et al .,1994),如1985年该虫引起哥伦比亚温室黄瓜减产达20%(陈艳和张晓燕,2002)。
此外,西花蓟马还是番茄斑点萎蔫病毒(TSW V )的主要传播媒介,这种病毒的传播曾在夏威夷导致苜蓿严重减产达50%～90%(Y udin et al .,1986)。
C LI MEX 软件是基于Maywald 和Sutherst 组建的动态模拟模型(Maywald and Sutherst,1991)构建的,经实践检验该模型具有较高的准确性。
其模型组建基于两个假设:第一,气候是影响物种分布的主要因素;第二,将物种生命周期分为两个时期,即适合其种群增长时期和不适合甚至危及其生存的时期(宋红敏等,2004)。
目前,C LI MEX已经用于几十种有害生物和生防作用物的适生区研究,所使用方法主要有4种:第一种,在物种生理数据充分而地理分布数据相对缺乏的情况下所使用的生理参数直接输入法;第二种,在地理分布数据充分而生理数据相对缺乏的情况下采用地理分布调试修正法(Y onow et al.,2004);第三种,在地理分布数据和生理数据都比较充分的条件下,采用两者结合的方法(Scott,1997),这是利用最广泛也较为准确的方法,本文采用此方法预测了西花蓟马在中国的潜在分布区;第四种,气候匹配分析法(Pethybridge et al.,2003),本文使用此方法预测了西花蓟马的越冬北界和部分发生区。
此外,可以根据实际情况对模型进行补充性修改,如C LI MEX预测值只考虑了气候因子,因此可将其他因子考虑进来从而对预测结果进行修正(梁宏斌等,1999)。
我国于2003年9月在北京温室内发现西花蓟马,说明其已入侵我国(张友军等,2003;刘宁等, 2005),但其在我国的分布尚未见详细的调查报道。
因此,有必要通过适生性分析对西花蓟马在我国的可能分布区域进行预测,以便采取预防措施应对其入侵,减轻其危害。
本文采用C LI MEX模型,在综合分析西花蓟马的生物学、生态学特性等资料的基础上,预测其在我国的潜在分布区。
由于数据来源的限制,台湾和港澳地区未纳入本文分析和预测范围。
1 材料与方法111 数据来源11111 生物学及分布数据的收集与分析:通过Agricola、Biological and Agricultural Index、C AB Abstracts等数据库收集数据,获取了使用C LI MEX 软件分析西花蓟马适生性所需要的大部分参数:成虫越冬忍受的极端最低温度为-2018℃(McD onald et al.,1997);发育起点温度为10℃,最适发育温度25℃～30℃,发育最高温度35℃;限制性最低发育相对湿度(RH)20%,最适发育相对湿度60%～88%,限制性最高发育相对湿度96%;各个虫期低温发育历期数据等(G aum et al.,1994;McD onald et al.,1998)。
对这些低温条件数据进行回归分析,得到低温对西花蓟马发育的冷胁迫开始累积点为-010105,冷胁迫速率为010144;热胁迫开始累积点为35;干胁迫开始累积点为012;湿胁迫开始累积点为0196(详见表1)。
本文根据文献资料记录及《EPPO世界检疫性昆虫名录》中公布的西花蓟马在北美洲及澳大利亚的田间恒久种群分布数据,明确了西花蓟马在北美的越冬北界为宾夕法尼亚州(费城)(Brodsgaard, 1993;Raisa and Orna,2002),原产地是加利福尼亚州(萨克拉门托一带)(Brodsgaard,1993;G erin et al.,1994),严重发生地位于佛罗里达州中北部(坦帕)(Waterhouse and N orris,1989),以此作为本文分析的参照点。
11112 气候数据的收集与整理:从国家气象局以及国家动植物检疫实验室获取了1951～2000年全国634个气象站点(未包括台湾和港澳地区)的数据,并根据C LI MEX气象数据库数据的格式要求,将这634个站点的气象数据整理为月平均最高气温、月平均最低气温、月平均降雨和月平均相对湿度,用于本文分析。
112 研究方法11211 C LI MEX软件:C LI MEX软件由澳大利亚热带害虫管理研究中心联合科学与工业研究组织(C omm onweath Scientific and Industrial Research Organization)于1999年开发,用于预测物种的潜在适生区。
本研究使用的是111版本(由参加“农林危险生物入侵机理与控制基础研究”项目的中山大学协作组提供)。