当前及未来气候下四川省草地贪夜蛾适生区分布_张雪艳.pdf

第 41 卷 第 2 期2023 年 4 月四川农业大学学报Journal of Sichuan Agricultural UniversityVol.41 No.2Apr.2023当前及未来气候下四川省草地贪夜蛾适生区分布张雪艳1，谢文琪1，封传红2，马利2，李庆1，杨群芳1，王茹琳3，4，蒋春先1*（1.四川农业大学农学院，成都 611130；2.四川省农业农村厅植物保护站，成都 610041；3.四川省农村经济综合信息中心，成都 610072；4.南方丘区节水农业研究四川省重点实验室，成都 610066）摘要：【目的】阐释草地贪夜蛾在四川省的适生区分布情况，为四川省草地贪夜蛾监测预警及防控提供参考。【方法】对物种分布模型MaxEnt模型参数进行优化，运用优化后的MaxEnt模型以及最新版Worldclim 2.1气象数据对当前及未来不同气候背景下四川省草地贪夜蛾的适生区分布进行研究。【结果】草地贪夜蛾在四川省适生区总面积为2 516.64万hm2，占全省总面积的51.18%。除川西高原的甘孜州、阿坝州及川西南凉山州的部分地区外，四川省其余各市均为草地贪夜蛾的适生区。整体适生区分布趋势为由西向东适生等级增高。未来气候条件下，草地贪夜蛾的适生区范围略有扩大。其中，高适生区面积较当前增加9.00%37.67%；中适生区、低适生区面积较当前分别减少13.29%52.21%、3.44%26.08%；非适生区面积较当前减少1.60%16.72%。【结论】四川省有着较广的草地贪夜蛾适生区。在未来气候条件下，四川省草地贪夜蛾适生区将向西向北扩张。关键词：草地贪夜蛾；适生区分析；MaxEnt模型；气候变化；四川省中图分类号：S431.9 文献标志码：A 文章编号：1000-2650（2023）02-0325-10Predicting the Current and Future Potential Distribution of the Fall Armyworm,Spodoptera frugiperda(J.E.Smith),under Changing Climate in Sichuan Province,ChinaZHANG Xueyan1，XIE Wenqi1，FENG Chuanhong2，MA Li2，LI Qing1，YANG Qunfang1，WANG Rulin3，4，JIANG Chunxian1*（1.College of Agronomy，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，China；2.Plant Protection Station of Sichuan Provincial Department of Agriculture and Rural Affairs，Chengdu 610041，China；3.Sichuan Provincial Rural Economic Information Centre，Chengdu 610072，China；4.Water-Saving Agriculture in Southern Hill Area Key Laboratory of Sichuan Province，Chengdu 610066，China）Abstract:【Objective】This paper aims to clarify the potential distribution of Spodoptera frugiperda in Sichuan Province and provide reference for monitoring，early warning and prevention S.frugiperda in Sichuan.【Method】This study first optimized the parameters of the MaxEnt model.Then，the optimized MaxEnt model and the latest version of WorldClim were used to predict the potential distribution of S.frugiperda in Sichuan under different climate backgrounds at present and in the future.【Result】The potential distribution area of S.frugiperda in Sichuan is 25.166 4 million hm2，accounting for 51.18%of the total area of Sichuan.Most areas in Sichuan are potential distribution areas for S.frugiperda，except for the Tibetan Autonomous Prefecture of Garz and Tibetan Qiang Autonomous Prefecture of Ngawa on the Western Sichuan Plateau and parts of Liangshan Yi Autonomous Prefecture in southwestern Sichuan.Based on the overall distribution trend，the suitability increases from west to east.Under future climate change scenarios，the range of the potential distribution area for S.frugiperda will expand.The area of doi：10.16036/j.issn.1000-2650.202205151收稿日期：2022-05-06基金项目：四川省科技厅重点研发项目（2019YFN0180）；国家现代农业产业技术体系四川创新团队（sccxtd-2021-4）。作者简介：张雪艳，硕士研究生。*责任作者：蒋春先，教授，博士，主要从事农业昆虫与害虫防治研究，E-mail：。四川农业大学学报第 41 卷 high suitability will increase by 9.00%37.67%of the current area；the areas of medium and low suitability will decrease by 13.29%52.21%and 3.44%26.08%，respectively；and the unsuitable area will decrease by 1.60%16.72%.【Conclusion】Sichuan Province has a large area of potential distribution for S.frugiperda.Under the future climate conditions，the potential distribution of S.frugiperda in Sichuan will expand westward and northward.Keywords:Spodoptera frugiperda（J.E.Smith）；potential distribution；MaxEnt model；climate change；Sichuan Province2018年年底入侵我国的草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda，属鳞翅目夜蛾科灰翅夜蛾属，是一种迁飞性、杂食性的重大农业害虫1-2。成虫迁飞能力强，通常会季节性迁飞寻找适宜的环境以完成多个世代的繁殖1,3。幼虫可取食玉米、水稻、高粱等300多种植物4，玉米是草地贪夜蛾在我国受害最重的作物，2019年全国玉米受害面积超过107万hm25。草地贪夜蛾生长发育适宜温度为1736 6-7；具有一 定 的 耐 低 温 能 力，其 中 蛹 的 过 冷 却 点 为-16.71 8，可在温暖潮湿地区周年繁殖3。草地贪夜蛾现已在我国西南、华南部分地区周年繁殖，并在我国形成了北迁南回的季节性迁飞格局，已严重威胁到我国粮食安全9。2020年农业农村部将其列入我国一类农作物病虫害名录10。基于入侵害虫生物学特征及其环境特征，构建模型进行适生分析，科学预测其潜在适生区和蔓延发展趋势，对于其监测预警和有效防控有重要意义11-12。气候变化特别是全球变暖会影响迁飞性昆虫的地理分布格局，导致多种迁飞性昆虫向高纬度地区迁移，入侵新的生态系统13。掌握未来气候情景下害虫的适生区变化情况可为控制害虫蔓延提供依据。物种分布模型MaxEnt（maximum entropy）、GLM（generalized linear model）、GARP（genetic algorithm for rule-set prediction）、BIOCLIM（bioclimate）和ENFA（ecological niche factor analysis）等，结合地理信息系统常被运用来进行昆虫适生区预测14。其中，MaxEnt模型以物种生态位理论作为基础，利用物种出现点的位置信息和环境背景数据，通过拟合具有熵值最大的概率分布对物种的潜在分布作出估计15，具有可利用现存不完整、小样本、离散型分布数据预测物种适生分布，预测结果准确度高和稳定性好且易于解释等优点16-17，被广泛用于西藏飞蝗、美国白蛾和红脂大小蠹和云斑白条天牛等昆虫的适生区预测等方面的研究18-20。草地贪夜蛾入侵中国后，国内多个学者利用MaxEnt物种分布模型模拟了当前及未来气候条件下草地贪夜蛾在中国的适生区分布，其结果均有所差异21-25。此外，张琼等26、喜超等27还对草地贪夜蛾在云南省的适生区分布进行了研究。四川位于我国西南，是我国玉米主产区之一，常年种植面积180多万hm2。四川地跨高原、山地、丘陵、盆地等几大地貌单元，地势西高东低，地表起伏悬殊。受地形影响，四川境内气候差异明显，迁飞性昆虫发生规律与其余地区有所不同28。2019年5月8日，四川省西南地区西昌市礼州镇玉米地首次发现草地贪夜蛾幼虫为害。截至2019年底，除川西高原阿坝州外，四川其余20个市（州）131个县（市、区）均已查见草地贪夜蛾为害。在全国草地贪夜蛾“三区三带”布防区中，四川属西南华南周年繁殖区和江南江淮迁飞过渡区29，也是全国草地贪夜蛾西线迁飞路径的重要节点30-31。明确四川草地贪夜蛾适生区分布，对四川乃至全国草地贪夜蛾监测预警有重要意义。然而，当前并无针对四川省草地贪夜蛾适生区分布的详细报道。本文对MaxEnt模型进行参数优化，利用优化后的MaxEnt模型和WorldClim 2.1版气候数据，对当前及未来气候条件下草地贪夜蛾在四川省适生区分布进行预测，以期明确当前气候条件下四川省草地贪夜蛾的适生区分布，以及四川省草地贪夜蛾在未来不同气候变化情景下适生区范围及变化趋势，为四川省乃至全国草地贪夜蛾监测预警和防控提供参考。1材料和方法1.1数据来源及处理草地贪夜蛾分布数据：草地贪夜蛾发生地点来源于全球生物多样性信息网络（https:/www.gbif.org/）、CABI 数 据 库（https:/www.cabi.org/）以及相关文献报道，四川省草地贪夜蛾发生地点由四川省农业农村厅植物保护站提供。去除重复、经纬度缺失或错误的记录后，经 ENMTools 1.3（http:/purl.oclc.326第 2 期张雪艳，等：当前及未来气候下四川省草地贪夜蛾适生区分布org/enmtools）利用分辨率为2.5 min的栅格去除冗余点32。最后获得 999 个有效点分