气候变化下南美斑潜蝇(Liriomyza sativae)在中国的潜在适生区预测与扩张趋势分析

本研究针对全球重要农业害虫南美斑潜蝇(Liriomyza sativae)在中国气候变化背景下的扩散风险问题，采用MaxEnt模型结合7个关键环境变量，预测了当前及未来(2050s和2070s)SSP126和SSP585情景下的适生区分布。结果表明：年均温度(Bio01)、降水季节性(Bio15)和最湿季度降水(Bio16)是主导因子；当前高度适生区集中于华北、华东及华南地区(288.2×10? km2)；未来适生区呈现向东北和西南扩张趋势，高适生区显著收缩而中低适生区扩大。该研究为制定区域性监测预警与防控策略提供了科学依据。

　　

随着全球气候变暖加剧，农业害虫的分布格局正发生显著变化。南美斑潜蝇(Liriomyza sativae Blanchard)作为世界性重要农业害虫，以其广泛的寄主范围（涵盖黄瓜、豆类、烟草等经济作物）和强大的繁殖能力（产卵周期长、发育速度快），对农作物叶片造成严重危害，形成不规则蛇形潜道，显著降低叶片光合作用和蒸腾效率，已成为威胁全球农业生产的重大生物因子。自1990年代在海南三亚首次发现以来，该虫已迅速扩散至全国23个省和4个自治区，其传播与温室作物运输密切相关。在气候变暖背景下，温度升高（尤其是20-30°C区间）会显著缩短其发育周期并提高繁殖潜力，进一步加剧其扩散风险。因此，精准预测其当前及未来适生区分布，对制定有效的监测预警和防控策略具有紧迫意义。

近期发表于《Scientific Reports》的一项研究，通过整合102个分布点数据和7个关键环境变量，利用优化参数的MaxEnt模型，系统预测了南美斑潜蝇在当前及未来气候情景下的适生区变化格局。研究不仅揭示了主导环境因子，还量化了不同排放路径下适生区的扩张与收缩趋势，为应对气候变化下的害虫管理提供了科学基础。

研究采用的主要技术方法包括：1) 从GBIF平台和文献中收集并筛选全球分布点数据，通过ArcGIS 10.4.1进行空间去重处理；2) 从WorldClim数据库获取当前(1970-2000)和未来(2050s和2070s)的19个生物气候变量及海拔数据，分辨率2.5分；3) 运用R语言中的ENMeval和Kuenm包优化MaxEnt模型的特征组合(FC)和正则化 multiplier(RM)，确定最优参数为H组合和RM=3.7；4) 通过刀切法(Jackknife)和响应曲线分析环境变量贡献率；5) 基于MTSPS阈值(0.266)划分适生等级，并利用ArcGIS进行空间可视化。

模型优化与精度验证

通过测试1240个候选模型，确定最优参数组合（H特征+RM=3.7），训练集和测试集的AUC值分别为0.908和0.895（标准差0.005-0.014），表明模型预测精度达到"良好"以上标准。遗漏率曲线与预测曲线高度吻合，验证了模型的可靠性。

环境变量与适生区关系

年均温度(Bio01)是影响适生区的最主导因子（贡献率61.3%），其适宜范围为4.2-26.3°C，最适区间为11.6-18.9°C；降水季节性(Bio15)和最湿季度降水(Bio16)贡献率分别为9.4%和14.0%，适宜范围分别为13.0-255.2（最适98.2-112.1）和137.2-4100.8 mm。刀切法进一步证实这三者为核心限制因子。

当前适生区分布

当前气候条件下，南美斑潜蝇适生区覆盖全国所有省级行政区，总面积540.8×10? km2（占国土56.3%）。高度适生区（288.2×10? km2）集中分布于华北、华中、华东、华南及东北南部，包括京、津、鲁、冀、豫、陕、皖、苏、浙、闽、粤、桂、赣、鄂、湘、渝、黔全境，以及黑西南、吉西、辽中、内蒙古东部、晋中南、川东、滇东南等地。

未来适生区变化趋势

与当前相比，2050s和2070s适生区呈现向东北和西南方向的扩张趋势。SSP126情景下：2050s总适生区增加21.28%，但高度适生区缩减77.11%；2070s增幅降至4.06%，高度适生区进一步缩减86.39%。SSP585情景下：2050s总适生区增加25.90%，高度适生区缩减68.46%；2070s增幅21.38%，高度适生区缩减66.15%。扩张区域主要集中于西藏、青海、川西、黑龙江北部和内蒙古东北部；收缩区域分散于新疆、甘肃、陕西、湖北、湖南、重庆、云南、四川等地。

讨论与意义

本研究通过优化MaxEnt参数（H+RM=3.7）显著提升了预测准确性，揭示了温度与降水因子的核心作用。未来气候变暖将导致高度适生区向北和向高海拔地区迁移，中低适生区扩大，这与害虫对温度敏感性的生态生理特性一致（低温抑制越冬能力，高温加速发育周期）。值得注意的是，模型未考虑人为传播（如温室作物贸易）、寄主植物分布和非气候因子（土壤、地形）的影响，可能低估实际扩散风险。因此，未来需整合多源数据（包括寄主适应性、人类活动强度）以完善预测模型。

该研究首次系统评估了南美斑潜蝇在中国气候变化背景下的适生区动态，明确了其向东北和西南扩张的潜在风险，为农业部门制定区域差异化防控策略（如加强西藏、青海等新扩张区的监测，优化华北华南等高适生区的温室管理）提供了关键科学依据。同时，该模型框架可推广至其他入侵害虫的风险评估，对保障国家粮食安全与生态安全具有重要实践价值。