气候变化与土地利用背景下意大利橘小实蝇入侵风险预测研究

《Scientific Reports》：Predicting the invasion risk of Bactrocera dorsalis in Italy under climate and land cover change

本研究针对橘小实蝇（Bactrocera dorsalis, OFF）这一对全球600余种果树构成严重威胁的入侵性害虫，结合气候与土地利用变化情景（2070年与2100年），通过生态位模型（ENMs）与景观连通性分析，系统评估了其在意大利当前及未来的潜在分布与扩散路径。结果表明，未来气候变暖与土地利用变化将导致OFF适宜栖息地面积激增（最高达7000%），且果园与葡萄园成为高风险区域。研究为欧洲早期预警体系构建提供了关键数据支撑，强调需通过大规模诱捕、生境管理等策略遏制其扩散。

　　

随着全球化贸易与气候变暖的加剧，生物入侵已成为威胁生态系统和农业安全的重大挑战。橘小实蝇（Bactrocera dorsalis，简称OFF）作为起源于亚洲的高度多食性害虫，其寄主范围覆盖芒果、桃、柑橘等600余种经济作物，已被欧盟列为重点检疫对象。近年来，意大利坎帕尼亚地区连续四年监测到OFF个体，尽管尚未确认其定殖，但重复出现暗示潜在入侵风险。这一现象引发科学界警惕：若OFF在欧洲建立种群，其扩散可能对地中海农业区造成毁灭性打击。然而，现有研究多基于非洲或亚洲种群数据预测OFF在欧洲的分布，缺乏针对本地化气候与景观特征的分析，且未来环境变化对入侵轨迹的影响尚不明确。

为填补这一空白，意大利国家研究委员会（IPSP-CNR）与莫利塞大学的研究团队在《Scientific Reports》发表最新研究，通过整合生态位模型（Ecological Niche Models, ENMs）与电路理论（Circuit Theory），首次评估了OFF在意大利当前（2020年代）及未来（2070年与2100年）的潜在分布与扩散走廊。研究团队采用多层次建模框架：先基于全球OFF分布数据训练全球尺度ENMs，再利用意大利本地监测数据（2018-2025年共43个有效记录）优化区域模型。环境变量包括CHELSA数据库的19个生物气候因子、地形特征（海拔、坡度）以及土地利用数据（如森林、城市、道路的距离）。未来情景考虑两种代表性路径：SSP1-RCP2.6（温和变化）与SSP5-RCP8.5（剧烈变化），并融合5种全球环流模型（GCMs）以减少不确定性。连通性分析通过Circuitscape软件实现，将ENMs生成的适宜性地图转化为阻力表面，模拟OFF沿生境斑块的自然扩散路径。

生态位模型揭示环境驱动因子

区域ENMs显示极高预测精度（AUC=0.989），表明模型能可靠捕捉OFF的生态需求。关键环境变量中，最干季度平均温度（24°C以上）、等温性（Isothermality，即昼夜与年温差比）以及最干月降水量对适宜性影响最大。OFF偏好温暖湿润环境，尤其靠近森林、城市区和道路的区域（图1）。森林提供保湿遮荫的微气候，城市花园和道路则成为人为扩散的跳板。响应曲线进一步证实，OFF在高温多雨且人类活动频繁的景观中生存概率最高。

未来情景下入侵风险剧增

当前OFF适宜区主要集中于坎帕尼亚南部（图2a），但至2100年，其潜在分布呈爆炸式增长：温和情景下适宜面积扩大超1600%，而剧烈情景下增幅高达7000%（图2b-e）。气候变化使意大利半岛大部分地区（包括北部波河流域）逐渐满足OFF的热量需求，特别是夏季温度升高与降水模式改变为其定殖创造条件。

连通性走廊扩张加剧扩散威胁

当前OFF扩散路径有限，主要沿东南方向延伸（图4a）。但未来连通性显著增强：至2070年，温和与剧烈情景下可连通斑块比例分别达87%与92%，走廊平均长度从200公里增至800公里（图3b-d）。至2100年，OFF可能通过亚平宁山脉走廊渗透至阿尔卑斯山麓（图5c），甚至皮埃蒙特与威尼托等北部农业区。

农业系统面临高风险

果园与葡萄园的OFF适宜性从当前的0.10升至2100年的0.45–0.58（图S7），表明这些高价值作物区将成为入侵热点。尤其坎帕尼亚的混合果园与城市花园，因灌溉系统与宿主植物多样性，更易成为OFF的“桥头堡”。

研究结论强调，OFF在意大利的入侵风险虽当前受限，但未来气候与土地利用变化可能引发生态“完美风暴”。尽管OFF缺乏真滞育（True Diapause）能力，但其遗传适应性（如热休克蛋白基因家族扩张）可能助其突破温带限制。作者建议优先采取监测预警（如沿预测走廊布设诱捕器）、果实移动管制及生态工程（如修复森林缓冲区）等策略。本研究不仅为欧洲植保政策提供科学依据，也凸显了跨尺度建模在生物入侵风险管理中的核心价值。