棗椰扁潛甲在云南的氣候適宜區(qū)初步研究

楊光勛

（西南林業(yè)大學(xué)云南生物多樣性研究院 云南 昆明 650224）

棗椰扁潛甲(Wallacea dactyliferae )是一種為害棕櫚科植物的入侵害蟲(chóng)，最早在印度南部發(fā)現(xiàn)[2]。該蟲(chóng)具有一定的擴(kuò)散入侵能力，在孟加拉國(guó)、越南、法國(guó)、泰國(guó)以及中國(guó)均有分布，主要寄主植物為加拿利海棗(Phoenix canariensis)、華盛頓棕櫚(Washingtonia filifera)、歐洲矮棕(Chamaerops humilis)、菖蒲(Calamussp.)、魚骨葵(Arenga tremula)、糖棕(Borassus flabellifer)等[3～8]。陳世驤等(1962)首次在中越邊境的云南金平縣境內(nèi)采集到棗椰扁潛甲，之后近50 多年的時(shí)間里未有深入報(bào)道。結(jié)合參考文獻(xiàn)和實(shí)地調(diào)查，該蟲(chóng)在云南昆明、西雙版納、臨滄等地區(qū)已有分布，對(duì)以加拿利海棗為代表的棕櫚科園林植物造成了一定危害，其在云南呈擴(kuò)散蔓延之勢(shì)。

棕櫚科(Palmae)屬種子植物門被子植物亞門單子葉植物綱的初生目(Principes)，全世界約有210屬2 800 余種，分布于南北緯40°左右，大多數(shù)棕櫚科植物分布在熱帶、亞熱帶等地區(qū)[9]。隨著國(guó)內(nèi)園林綠化事業(yè)的發(fā)展，在我國(guó)南方各省引進(jìn)的外來(lái)棕櫚科植物成為棗椰扁潛甲的寄主植物來(lái)源。在云南棕櫚科植物物種多樣并且分布十分廣泛，現(xiàn)今大量引進(jìn)棕櫚科植物易受此類蟲(chóng)害的入侵。

MaxEnt 模型即最大熵模型，它基于已知分布點(diǎn)及環(huán)境變量進(jìn)行物種入侵分析、病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)防治和害蟲(chóng)天敵以及珍稀動(dòng)物植物保護(hù)等[10]。目前，預(yù)測(cè)模型較多的軟件有GARP、CLIMEX 和最大熵模型MaxEnt 等[11～13]。MaxEnt 軟件預(yù)測(cè)相較于其他軟件，所需分布點(diǎn)數(shù)據(jù)相對(duì)較少，因而被廣泛應(yīng)用于入侵生物潛在分布區(qū)預(yù)測(cè)[10]。因此，本文運(yùn)用MaxEnt 并結(jié)合ArcGIS 軟件對(duì)該蟲(chóng)在云南的氣候適宜區(qū)進(jìn)行研究，以期為該蟲(chóng)的進(jìn)一步研究和防控提供參考。

1 材料與方法

1.1 分布數(shù)據(jù)收集。通過(guò)對(duì)云南省部分地區(qū)野外調(diào)查及文獻(xiàn)檢索[3，14]，獲得棗椰扁潛甲在云南省昆明市西南林業(yè)大學(xué)、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)、安寧市、金平縣、西雙版納、臨滄市勐董鎮(zhèn)等的分布點(diǎn)。將獲取的棗椰扁潛甲地理分布點(diǎn)按照物種名、分布點(diǎn)、經(jīng)度、緯度、來(lái)源的順序錄入到Excel 表中，按照MaxEnt 軟件文件格式要求改為.CSV 格式存儲(chǔ)文件。

1.2 環(huán)境變量及處理。生物氣候變量數(shù)據(jù)BIO1 ～BIO19 來(lái)自WorldClimV2.1，包括年均溫度、晝夜溫差月均值、等溫性、季節(jié)性溫度變化、最高氣溫、最低氣溫、年均溫差、最濕季平均溫度、最暖季平均溫度、最冷季平均溫度、年均相對(duì)降雨量、最干月份降雨量、降雨量變化方差、最濕季降雨量、最熱季平均降雨量、最冷季平均降雨量等共19 個(gè)環(huán)境因子(為1970～2000年全球已有的氣候站點(diǎn)數(shù)據(jù))，空間分辨率為2.5 arc-minutes。以云南省省界為掩膜，采用ArcGIS10.8 軟件對(duì)19 個(gè)氣象變量進(jìn)行裁剪，得到云南省生物氣候數(shù)據(jù)。

1.3 模型構(gòu)建與評(píng)價(jià)。應(yīng)用MaxEnt 軟件(版本3.4.1)實(shí)現(xiàn)MaxEnt 算法建模，導(dǎo)入.CSV 格式的棗椰扁潛甲地理分布點(diǎn)數(shù)據(jù)和利用ArcGIS10.8 轉(zhuǎn)化為ASCII 柵格文件的19 個(gè)云南生物氣候變量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，在MaxEnt 軟件運(yùn)算中，設(shè)置80%的分布點(diǎn)用于建模，20%留作模型檢驗(yàn)。重復(fù)訓(xùn)練次數(shù)設(shè)置為10，迭代次數(shù)500，開(kāi)啟刀切法來(lái)評(píng)價(jià)各環(huán)境因子的權(quán)重，以受試者工作特征曲線下面積評(píng)價(jià)模型優(yōu)劣。將預(yù)測(cè)結(jié)果使用“Cloglog”格式和“asc”文件輸出。將MaxEnt 預(yù)測(cè)結(jié)果文件運(yùn)用ArcGIS10.8軟件轉(zhuǎn)柵格、提取分析，得到棗椰扁潛甲云南省適宜區(qū)預(yù)測(cè)柵格圖。以自然間斷點(diǎn)分級(jí)法將MaxEnt模型結(jié)果運(yùn)用ArcGIS10.8 軟件劃分為5 級(jí)，從值低到高分別為不適宜區(qū)、低適宜區(qū)、中適宜區(qū)、高適宜區(qū)和極適宜區(qū)。同時(shí)，棗椰扁潛甲的最適生長(zhǎng)繁殖溫度為20 ℃～ 25 ℃[3]，利用ArcGIS 柵格重分類功能，對(duì)生物氣候變量數(shù)據(jù)的“年均溫度”進(jìn)行重分類，20 ℃～ 25 ℃的區(qū)域重分類為1，其余區(qū)域重分類為0，獲得棗扁潛葉甲的“年均溫度適宜區(qū)”圖層。將模型中“極適宜區(qū)”與生物氣候變量數(shù)據(jù)的“年均溫度適宜區(qū)”圖層進(jìn)行疊置分析，兩個(gè)圖層重疊區(qū)域?yàn)榧葷M足模型預(yù)測(cè)“極適宜區(qū)”又滿足“年均溫度適宜區(qū)”的區(qū)域，是最適合該蟲(chóng)的生存區(qū)域。

2 結(jié)果與分析

2.1 適宜區(qū)分析。結(jié)果表明，棗椰扁潛甲在云南的適宜區(qū)較廣(見(jiàn)圖1)。不適宜區(qū)以及低適宜區(qū)主要在滇西北(香格里拉、麗江、怒江、大理、保山)、滇東北地區(qū)(昭通市)等高海拔地區(qū)；中度以上適宜區(qū)廣布云南，極適宜區(qū)主要集中云南南部地區(qū)及楚雄以北地區(qū)，如西雙版納州、普洱市、臨滄市、紅河州、文山州、德宏州、楚雄等地。昆明、昭通、麗江等靠近干熱河谷的地區(qū)以及保山低海拔地區(qū)也存在極高適宜區(qū)。總的來(lái)看，云南的氣候條件及低海拔地區(qū)比較適宜棗椰扁潛甲的生存。

圖1 棗椰扁潛甲適宜區(qū)預(yù)測(cè)

2.2 最適溫度區(qū)。通過(guò)溫度疊加，該蟲(chóng)的最適生存溫度區(qū)主要在西雙版納州、普洱市、臨滄市、保山、德宏、紅河、玉溪、文山等地(見(jiàn)圖2)，麗江、楚雄(永仁、元謀部分縣域)也有一定的極適宜區(qū)。極適宜區(qū)主要集中在怒江、瀾滄江、元江流域和干熱河谷地區(qū)，這些地區(qū)氣溫條件與棗椰扁潛甲寄主植物原生地的氣候條件相似。值得注意的是西雙版納州、普洱市、臨滄市、德宏、文山、紅河等地與緬甸、老撾、越南等國(guó)接壤，棗椰扁潛甲境外輸入風(fēng)險(xiǎn)大。

圖2 棗椰扁潛甲生存最適溫度區(qū)

3 結(jié)論與討論

本文基于全球氣候數(shù)據(jù)庫(kù)，用MaxEnt 模型并結(jié)合ArcGIS 軟件，根據(jù)現(xiàn)有分布點(diǎn)以及最適生存繁殖溫度等對(duì)棗椰扁潛甲在云南的適宜區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，該蟲(chóng)在云南省的中度及以上適宜區(qū)較廣。盡管獲得的分布點(diǎn)較少，但基于MaxEnt 生態(tài)位模型相較于其他的軟件所需分布點(diǎn)相對(duì)較少，仍然有較高的預(yù)測(cè)精準(zhǔn)性[15]。因此，得出棗椰扁潛甲的適宜區(qū)預(yù)測(cè)結(jié)果較為可靠。通過(guò)進(jìn)一步疊加最適生存繁殖溫度，該蟲(chóng)生存最適宜溫度區(qū)主要集中在滇南、滇西南、滇東南和干熱河谷地區(qū)。這些地區(qū)與其國(guó)外分布區(qū)(印度、孟加拉、越南、法國(guó)的圣讓卡普費(fèi)拉)的溫度條件相似。目前，MaxEnt 廣泛應(yīng)用于物種適生性分析[15～19]，但影響物種分布的因素很多，要更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)棗椰扁潛甲的適生區(qū)和擴(kuò)散趨勢(shì)，還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)其生物學(xué)特性及生態(tài)學(xué)等方面的研究。

棗椰扁潛甲的分布除受氣溫影響外，還需考慮寄主植物的分布。該蟲(chóng)主要為害多種棕櫚科植物[3～8]。近年來(lái)，隨著園林綠化的需要，云南許多城市都引進(jìn)了加拿利海棗等棕櫚科植物。盡管有些地方的氣溫比這些植物原產(chǎn)地的溫度低很多，但棗椰扁潛甲耐寒性具有較強(qiáng)的可塑性，有可能對(duì)我國(guó)北方的棕櫚科植物產(chǎn)生威脅[3]。法國(guó)圣讓卡普費(fèi)拉的棗椰扁潛甲就是從國(guó)外引進(jìn)棕櫚科植物時(shí)帶入的[6]。同時(shí)，云南的邊境線長(zhǎng)，越南等國(guó)早已報(bào)道棗椰扁潛甲的危害，境外輸入風(fēng)險(xiǎn)大。因此，從外地(包括境外)特別是已發(fā)現(xiàn)報(bào)道此蟲(chóng)危害的地方引進(jìn)棕櫚科植物時(shí)應(yīng)做好植物檢疫工作，并且在已引入棕櫚科植物的中低適宜區(qū)也應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)采取措施防止該蟲(chóng)的擴(kuò)散蔓延。