新入侵害蟲懸鈴木方翅網蝽在我國的適生性分析

朱海燕， 魏和平*， 羅卿權， 王 鳳， 高 磊

(1.安慶師范學院生命科學學院,安徽安慶 246011; 2.上海市園林科學規劃研究院植物保護研究所,上海 200232)

新入侵害蟲懸鈴木方翅網蝽在我國的適生性分析

朱海燕1， 魏和平1*， 羅卿權2， 王 鳳2， 高 磊2

(1.安慶師范學院生命科學學院,安徽安慶 246011; 2.上海市園林科學規劃研究院植物保護研究所,上海 200232)

摘要[目的]了解新入侵害蟲懸鈴木方翅網蝽(Corythucha ciliata)在我國的適生性。[方法]根據對懸鈴木方翅網蝽的生物學特性研究和實驗種群的生態學研究以及生物信息分析，利用地理信息系統Arcview GIS進行分析，預測該蟲在我國大陸地區的可能適生區域分布范圍。[結果]懸鈴木方翅網蝽在我國可能的適生范圍在25.14°～37.79° N、98.70°～122.81° E，基本上分布在北京、上海、浙江、江蘇、安徽、河北、河南、湖北、湖南、山東、山西、陜西、江西、遼寧、四川、重慶、甘肅、貴州18個省(直轄市)234個點。[結論]研究結果為懸鈴木方翅網蝽的防控提供了理論依據。

關鍵詞懸鈴木方翅網蝽；地理信息系統；適生性分布

懸鈴木方翅網蝽原產于北美和加拿大東部[1]，20世紀60年代從原產地傳入意大利后[2]，在歐洲地區迅速蔓延[3]。自1990年，南美洲[4]、亞洲[5]和澳洲[6]陸續發現有該蟲蹤跡，該蟲成為一種全球性城市入侵害蟲。在我國，該蟲于2002年首次在湖南被發現[7]，2006年在武漢大發生[8-9]，此后我國華東、華中、西南等地區的眾多城市也相繼發現有該蟲傳入[10]，目前已蔓延至26°～37° N的其他11個東部和北部省份，對其寄主——城市重要綠化樹種懸鈴木造成嚴重危害[10]。我國園林綠化和林業主管部門將該蟲列入林業危險性有害生物名單，并發函要求各地對懸鈴木方翅網蝽進行密切監測和重點防治[9]。

懸鈴木方翅網蝽通常擴散速度快，造成的危害程度嚴重，該蟲生態可塑性強，能夠很好地適應氣候差異，一旦傳入到新的地區，很快能形成相當穩定的高密度種群[11-14]。懸鈴木方翅網蝽屬于寡食性昆蟲，是懸鈴木屬植物上的常發性主要害蟲[15-17]，一旦發現有該蟲入侵危害就很難根除[18]。該蟲已被錄入1998～2008年我國新入侵的19種外來危險性有害生物名錄[19]。目前，國內學者主要對該蟲的一些形態特性[8,20]、風險分析[21]、生物學特性與危害特點[22-23]、藥劑防治[24]等進行了研究，而關于懸鈴木方翅網蝽在我國的適生區域調查的研究鮮見報道。鑒于此，筆者在對懸鈴木方翅網蝽實驗種群生物學、生態學特性研究的基礎上，結合地理信息系統(GIS)軟件，分析了該蟲在我國的適生性，旨在為該蟲的有效防控提供理論依據。

1材料與方法

1.1生物信息

1.1.1懸鈴木方翅網蝽的生物學特性。不同區域種群的懸鈴木方翅網蝽每年發生世代數不同。在日本、意大利、美國等國家，該蟲每年發生2～3代[1]，其中3代最常見，4月底、5月初越冬成蟲出蟄活動，出蟄7 d后即可產卵，產卵時間較長，能夠持續到6月，卵歷期為7～28 d，若蟲期為8～14 d[1]。該蟲在我國長江流域地區1年能夠產生5代，第1代歷期近70 d，其中卵、若蟲、成蟲歷期分別約為30、20、20 d；夏秋高溫季節懸鈴木方翅網蝽完成1個世代約需38 d，其中卵、若蟲、成蟲各階段的時間分布分別為13、11、14 d，該蟲第2代后開始出現世代重疊現象，10月底以第5代成蟲在懸鈴木的樹皮下或周圍枯枝落葉中越冬，次年春天溫度達到均溫15.00 ℃左右時，越冬成蟲出蟄[22-23]。

1.1.2懸鈴木方翅網蝽的生態學特性。懸鈴木方翅網蝽不同地理種群的過冷卻點也不同，高緯度地區種群較低緯度地區種群耐寒[25]，荊州實驗種群1日齡成蟲的過冷卻點為-16.50 ℃，鄭州種群比荊州種群1日齡成蟲的過冷卻點低0.80 ℃。此外，過冷卻點不會受雌、雄的影響[25]，而會受齡期的影響，5日齡成蟲過冷卻點較1日齡成蟲約低5 ℃[25]。研究表明，過冷卻點與懸鈴木方翅網蝽的抗寒能力并不完全成正比，只要暴露時間足夠長，過冷卻點以上的低溫亦會導致該蟲的死亡，懸鈴木方翅網蝽作為冷血動物，對溫度的改變敏感，該蟲喜熱懼寒，是寒冷敏感型昆蟲，在低溫條件下不能長久生存，在-5.00 ℃下暴露一段時間，成蟲很快死亡。溫度顯著影響懸鈴木方翅網蝽的發育，通過室內飼養發現該蟲在16.00 ℃恒溫下不能完成完整世代發育，在19.00 ℃恒溫環境下完成1個世代發育需47.6 d，在33.00 ℃恒溫環境下僅需17.1 d，兩者相差近2.8倍。據實驗種群建立的回歸方程計算，懸鈴木方翅網蝽世代發育起點溫度為11.17 ℃，說明該蟲在溫度較高時才能開始發育，有效積溫為370.57日度。若溫度在36.00 ℃，懸鈴木方翅網蝽各蟲態則不能完成完整的發育世代，世代累計、試驗統計30.00 ℃時該蟲達到最高存活率75.6%，19.00 ℃時存活率最低，為40.5%。26.00～30.00 ℃是該蟲最適宜生長的溫度范圍[26-27]。

1.2預測方法

1.2.1分析步驟。①明確分析目的，合理設計分析思路，收集相關環境和生物的數據資料，將資料進行綜合整理、歸類和編碼，并建立、處理相關圖形資料。②利用“1.1”資料建立信息完備的數據庫。運用Arcview GIS鏈接環境數據與地圖。③結合文獻資料和試驗研究結果，分析各環境因子對懸鈴木方翅網蝽在自然界定居所起的作用及帶來的影響，找出致使該蟲分布受限的因子。④將調試好的指標值輸入到GIS系統，結合我國氣象數據以及寄主植物的分布情況，得出該蟲的地理分布圖。

1.2.2中國氣候數據庫的建立。氣候資料由中央氣象局提供，統計1984～2014年我國大陸(不含臺灣、香港和澳門)633個點的旬平均氣溫，利用這些數據創建中國氣候數據庫。

1.2.3懸鈴木方翅網蝽分布因子的確定。通過分析懸鈴木方翅網蝽的生物學特性以及實驗種群生態學研究，確定該蟲在某地區的生存條件：該蟲在該地區的最冷月和最熱月下仍能存活，積溫至少能夠滿足該蟲1個世代的發育需求。因為一些影響因子變動較大，所以懸鈴木方翅網蝽可能分布的危險區域范圍應盡可能廣泛。溫度條件：最冷月各旬平均氣溫≥-5.00 ℃，最熱月各旬平均氣溫<36.00 ℃；年積溫(T≥11.17 ℃)條件：≥370.57日度；寄主條件：有懸鈴木寄主植物分布。在該區域，一旦懸鈴木方翅網蝽傳入，存在適生的危險，可安全越冬和越夏，并在懸鈴木生長期內一直危害。

2結果與分析

懸鈴木方翅網蝽的適生區分布在25.14°～37.79° N、98.70°～122.81° E，共233個點，主要在北京、上海、浙江、江蘇、安徽、河北、河南、湖北、湖南、山東、山西、陜西、江西、遼寧、四川、重慶、甘肅、貴州等省(直轄市)(圖1)。

圖1　懸鈴木方翅網蝽在我國大陸的適生區Fig.1　The suitable living area of Corythucha ciliata in the mainland of China

華東地區[6個省(直轄市)]：安徽省(15個點)包括壽縣、亳州、蕪湖、黃山、安慶、六安、碭山、霍山、寧國、宿縣、蚌埠、巢湖、滁縣、阜陽、合肥；江蘇省(13個點)包括淮陰、盱眙、吳江、啟東、贛榆、常州、射陽、南通、南京、高郵、東臺、溧陽、徐州；江西省(17個點)包括波陽、南城、玉山、宜春、吉安、樟樹、寧岡、贛州、修水、九江、尋烏、廬山、廣昌、南昌、貴溪、遂川、景德鎮；山東省(21個點)包括青島、德州、惠民、壽光、煙臺、威海、莘縣、濟南、泰安、淄博、沂源、濰坊、萊陽、海陽、榮城、菏澤、兗州、莒縣、臨沂、龍口、日照；上海市(1個點)；浙江省(18個點)包括溫州、瑞安、臨安、平湖、杭州、慈溪、龍泉、嵊泗、金華、麗水、嵊縣、鄞縣、臨海、象山、衢州、椒江、玉環、舟山。

東北地區(1個省)：遼寧省(1個點)包括大連。

華北地區[3個省(直轄市)]：北京市(1個點)；天津市(2個點)包括天津、塘沽；山西省(6個點)包括臨汾、陽城、運城、介休、陽泉、長治。

西北地區(2個省)：甘肅省(5個點)包括西風、武都、天水、平涼、蘭州；陜西省(14個點)包括商州、長武、洛川、銅川、武功、華陰、略陽、漢中、佛坪、鎮安、西安、石泉、安康、寶雞。

華中地區(3個省)：河南(18個點)包括蘆氏、孟津、洛陽、欒川、鄭州、許昌、寶豐、安陽、新鄉、三門、西華、駐馬店、信陽、開封、西峽、南陽、商邱、固始；湖北(19個點)包括天門、鄖縣、麻城、老河口、棗陽、武漢、巴東、巴東、來鳳、嘉魚、江陵、鐘祥、房縣、廣水、恩施、五峰土、宜昌、英山、黃石；湖南(21個點)包括沅陵、安化、長沙、吉首、邵陽、平江、桑植、道縣、芷江、郴州、雙峰、常德、黔陽、石門、南縣、武崗、岳陽、沅江、衡陽、通道、零陵。

西南地區[3個省(直轄市)]：貴州省(19個點)包括獨山、畢節、貴陽、銅仁、凱里、遵義、湄潭、安順、桐梓、羅甸、威寧、盤縣、榕江、黔西、思南、三穗、興仁、望漠、習水；四川省(35個點)包括九龍、越西、達縣、昭覺、德格、道孚、雷波、新龍、馬爾康、小金、松潘、都江堰、平武、綿陽、資陽、樂山、巴塘、南充、康定、漢源、峨眉山、會理、德榮、宜賓、鹽源、木里、西昌、萬源、閬中、巴中、雅安、成都、遂寧、內江、瀘州；重慶市(8個點)包括重慶、彭水、奉節、南川、涪陵、梁平、萬縣、酉陽。

3結論與討論

該研究通過對新入侵害蟲懸鈴木方翅網蝽在我國的適生性分析得出，該蟲在我國可能的適生范圍在25.14°～37.79° N、98.70°～122.81° E，基本上分布在北京、上海、浙江、江蘇、安徽、河北、河南、湖北、湖南、山東、山西、陜西、江西、遼寧、四川、重慶、甘肅、貴州18個省(直轄市)234個點。試驗結果為我國懸鈴木方翅網蝽的監測與防治提供了借鑒。

外來入侵物種適生性分析是最近幾年生態安全預警研究的重點、熱點問題。GIS系統是研究生物適生性分布的有力工具[28-30]，利用GIS比較某種生物原分布區域中各環境因子，從而找出限制其分布的決定性因子，最終模擬出該生物在新地區的適生分布范圍。上述分析過程十分繁雜，必須要有完整的氣象資料和詳細的生物分布資料，才能確保分析結果的準確性。該研究基于懸鈴木方翅網蝽的生物學、生態學信息分析，找出限制該蟲分布的環境指標，結合GIS的完備鏈接功能和查詢功能，得出該城市入侵害蟲在我國大陸的總體適生區分布情況，分析過程相對簡單，所得分析結果更精確。

初步的預測結果顯示，在我國適宜城市入侵害蟲懸鈴木方翅網蝽生存的地理區域范圍非常廣。其中，華東、西南、華中地區的氣候、生態條件非常適宜該蟲常年生存，實際發生的情況與預測結果完全吻合，即在上述地區沿長江流域的城市該蟲常年發生。東北、西北地區部分省份由于亦有少量懸鈴木栽培，根據該研究預測結果，這些地區亦存在懸鈴木方翅網蝽巨大的定殖風險，若不謹慎處理，一旦該蟲入侵北部地區并造成危害便難以控制，因此，在尚未有該蟲分布的地區開展預警防范工作十分必要。

該研究的設計仍有很多不足之處，得出的結果不夠精確，研究內容也有待進一步完善。一是該研究僅考慮被選的633個氣象點的適生情況，在未列入的其他點中也可能存在懸鈴木方翅網蝽分布的情況。二是由于懸鈴木分布的報道非常模糊，而對所有的站點進行懸鈴木調查又不切實際，因此，所選定的站點未必能覆蓋懸鈴木屬植物所有的栽培區域，可能使部分懸鈴木方翅網蝽能夠適生的地區存在遺漏，今后需要進一步調查了解寄主懸鈴木分布情況，細化懸鈴木方翅網蝽分布點，完善該蟲適生性分布區域范圍的預測。三是該研究預測的地圖僅僅是點狀地圖，今后可通過GIS進行面狀圖處理，建立緩沖區，盡量保證適生區的完整性。

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Analysis on the Adaptability of a New Invasive Pest,Corythuchaciliatain China

ZHU Hai-yan1,WEI He-ping1*,LUO Qing-quan2et al

(1.School of Life Sciences,Anqing Normal University,Anqing,Anhui 246011; 2.Institute of Plant Protection,Shanghai Academy of Landscape Architecture and Planning,Shanghai 200232)

Abstract[Objective] The aim was to study the adaptability of a new invasive pest,Corythucha ciliata in China.[Method] Based on Arcview GIS and the studies of the biological characteristics of Corythucha ciliata,the possible suitable living area of the pest in China was forecasted.[Result] The results indicated that the possible living area include 234 spots belonging to 18 provinces or municipalities (Anhui,Beijing,Gansu,Guizhou,Hebei,Henan,Hubei,Hunan,Jiangsu,Jiangxi,Liaoning,Shandong,Shanxi,Shaanxi,Shanghai,Sichuan,Zhejiang,Chongqing) ranged from 25.14°N to 37.79°N and from 98.70°E to 122.81°E.[Conclusion] The study results provide theoretical basis for prevention and control of Corythucha ciliata.

Key wordsCorythucha ciliata; GIS; Distribution of suitable living area

作者簡介朱海燕(1989- )，女，安徽安慶人，碩士研究生，研究方向：園林病蟲害。*通訊作者，副教授，博士，碩士生導師，從事植物組織培養研究。

收稿日期2016-02-29

中圖分類號S 763.35

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)11-176-03