基于气候和寄主因素的栗山天牛中国成灾和扩散风险评估

【目的】明确不同喜食程度的寄主植物对栗山天牛局部成灾和未分布区扩散定殖的潜在影响,为局部成灾区生态防控和未发生区早期预警提供理论指导。【方法】通过文献整理、数据库检索与实地调查,获得我国137个栗山天牛分布点。利用ArcGIS 10.0从WorldClim下载1970—2000年的19个环境变量,从中筛选出相关系数<∣0.9∣且对栗山天牛潜在分布概率贡献率较大的8个气候变量,将其转换为Maxent需要的ASCII格式数据。通过数据库检索和进一步筛选获得我国2548个栗山天牛寄主分布点,基于该虫对我国各县分布的寄主树种的喜食程度,对栗山天牛在每个县内的适生程度进行赋值,并采用ArcGIS获得寄主树种风险图的ASCII格式数据。在Maxent模型中依次导入栗山天牛分布点和环境变量文件、栗山天牛分布点和寄主树种风险图文件,分别将重复运行10次的平均结果作为仅基于气候因素或寄主分布的栗山天牛潜在适生区。采用ArcGIS将以上2个潜在适生区进行叠加获得同时考虑寄主和气候因素的栗山天牛潜在适生区,并通过实际调查点检验所有预测结果的准确性。3个潜在适生区均根据适宜指数分为4类,即非适生区、低适生区、中适生区和高适生区,计算3个适生区预测结果中的4个适生等级的面积并作图。【结果】在当前气候条件下,栗山天牛的高适生区集中在吉林、辽宁、北京、河北、天津和浙江北部,适生区范围未包含在云南省实际调查中所获得的分布点。在当前寄主分布情况下,栗山天牛对我国南北地区的寄主种类在喜食程度上存在显著差异,北部地区分布易感树种蒙古栎和辽东栎,该虫表现为高度适生性,而在南部地区分布其他次要偏嗜危害的寄主种类,该虫表现为中度适生性和低度适生性。同时考虑气候和寄主因素预测出的适生区更符合栗山天牛现有分布情况,即适生区涵盖了该虫的所有实际调查分布点。除青海、新疆以外的中国大部分区域均为栗山天牛的适生区,适生区总面积相对于气候或寄主单一因素预测的面积有所增加,其中低、中适生区范围扩大,高适生区范围缩小。【结论】寄主种类和分布是影响栗山天牛适生等级的重要生态因素,适宜的寄主植物和气候是栗山天牛在东北林区局部成灾的主要生态原因,同时该虫在我国的未分布地区均存在扩散和定殖风险。