高温环境下巴西胡椒树蓟马(Pseudophilothrips ichini)在美国的定殖限制：微生境热环境变异的影响

为解决入侵树种巴西胡椒树(Schinus terebinthifolia)的生物防治难题，美国研究人员通过实验测定其天敌巴西胡椒树蓟马(Pseudophilothrips ichini)的上下限热损伤阈值(ULCIZ/LLTIZ)，结合20年气象数据建模分析。研究发现该蓟马在33.08±0.15°C以上高温和7.85±0.82°C以下低温会快速积累热损伤，德克萨斯州南部因夏季高温导致定殖失败，而佛罗里达州气候适宜。该研究为生物防治剂的气候适应性评估提供了新方法，指导了区域化释放策略。

　　

巴西胡椒树(Schinus terebinthifolia)作为原产南美的入侵树种，在美国佛罗里达、德克萨斯等地形成密集灌丛，每年仅佛罗里达就需耗费400-500万美元治理费用。传统砍伐+除草剂处理需反复作业且破坏土壤，而2019年引入的生物防治剂巴西胡椒树蓟马(Pseudophilothrips ichini)在佛罗里达成功定殖，却在德克萨斯释放15万只后仍未能建立种群。这一现象引发科学家的关注——究竟是气候限制还是其他因素导致防治失败？

为解答这一难题，美国陆军工程师研发中心等机构的研究团队创新性地采用热损伤阈值模型(ULCIZ/LLTIZ)结合微生境监测展开研究。通过实验室测定发现，该蓟马在33.08±0.15°C以上会快速积累热损伤，而在7.85±0.82°C以下低温损伤较缓慢。利用960个气象站20年的分钟级数据建模显示，德克萨斯南部夏季死亡率高达88-100%，而佛罗里达大部分地区死亡率低于50%。更精细的树冠温度监测揭示，尽管树干基部比外围枝条温度低8-12%，仍无法抵消德克萨斯极端高温的影响。

研究主要采用三项关键技术：1) 热损伤阈值实验：设计7个温度梯度(-8°C至40°C)与10个暴露时长(0.5-240小时)的组合，测定成虫存活率；2) 气象数据建模：整合NOAA分钟级气象数据，通过Kriging空间插值绘制全美适宜性地图；3) 微生境监测：在德克萨斯三个释放点的树冠不同位置(外层/中层/基部)部署温度记录仪持续28个月。

研究结果呈现四大发现：

1. 热耐受阈值：通过非线性模型拟合确定ULCIZ参数a=1.91±0.12、b=0.004±0.0004、c=7.85±0.82；LLTIZ参数a=1.75±0.13、b=-0.02±0.002、c=33.08±0.15，揭示温度每超出阈值1°C，达到50%死亡率所需时间缩短477.5倍(低温)或87.5倍(高温)。
2. 区域适宜性：佛罗里达98%发生地为"高度适宜"(死亡率<25%)，而德克萨斯所有监测点均属"中度-高度不适宜"(死亡率>51%)，加州南部沿海表现中等适宜性。
3. 微生境缓冲效应：冬季树干基部比外围枝条死亡率低26%，但夏季差异缩小至8-12%，且2023年极端高温使所有微生境死亡率达100%。
4. 季节动态：德克萨斯蓟马种群呈现"秋-春存活、夏消亡"模式，与模型预测的冬季21%适生区、夏季完全不适生结果吻合。

在讨论部分，作者指出这项研究首次将生理阈值与微生境气象数据结合应用于生物防治评估。虽然传统生态位模型(ENM)也能预测适生区，但本研究采用的动态热损伤模型能更精准反映短期极端气候事件的影响。对于德克萨斯等边际适生区，建议采用季节性补充释放策略，在温和季节(11-2月)增强种群以抑制宿主开花结籽。该研究不仅为巴西胡椒树防治提供实践指导，其建立的ULCIZ/LLTIZ应用框架还可推广至其他生物防治项目，特别是应对气候变化背景下日益频发的极端天气事件。

论文的创新性体现在三方面：一是突破传统ENM依赖物种分布数据的局限，直接从生理机制预测适生性；二是首次量化生物防治剂在微生境尺度