气候变化背景下全球谷斑皮蠹入侵风险加剧的预测研究

本研究针对全球重要仓储害虫谷斑皮蠹(Trogoderma granarium)的潜在分布展开预测分析。研究人员通过MaxEnt模型结合历史分布数据和全球已建立种群数据，模拟了当前及未来气候情景(SSP126/SSP585)下该害虫的适生区变化。结果表明：北美、欧洲等曾成功根除该害虫的地区适生度将显著提升(高适生区增加1-4%)，且气候变化程度越高、时间越久，适生区扩张越明显。研究首次量化了气候变暖对该检疫性害虫扩散的影响，为全球粮食仓储安全预警提供了关键科学依据。

　　

在全球粮食安全面临严峻挑战的今天，一种名为谷斑皮蠹(Trogoderma granarium)的小型甲虫正悄然成为跨国粮仓的"隐形杀手"。这种被列为全球百大入侵物种的仓储害虫，以其惊人的破坏力和顽强的生存能力著称——幼虫能通过"逆向蜕皮"缩小体型以适应饥饿环境，甚至能在-15°C低温下存活70天。历史上美国曾耗费1.41亿美元根除该虫害，全球至少17个国家投入巨资进行防治。然而随着国际贸易量激增和气候变化加剧，这个"粮食安全终结者"正获得新的扩散机遇。

美国农业部农业研究服务局(USDA-ARS)粮食与动物健康研究中心的科研团队在《Scientific Reports》发表重要研究成果。研究人员创新性地采用两种数据集：历史原生分布数据和包含已根除种群的全球累积数据，运用MaxEnt物种分布模型，首次系统预测了当前至2080年期间，在不同气候变化情景(SSP126低排放和SSP585高排放)下谷斑皮蠹的潜在分布格局。

研究主要采用三大技术方法：1) 通过GBIF等数据库收集全球118个有效分布点，进行10km空间稀释处理；2) 使用WorldClim的19个生物气候变量，通过Pearson检验去除共线性变量；3) 采用空间区块划分法(k=4)将数据分为训练集和测试集，通过AICc和AUC指标优化模型参数，最终选择LQH3(线性-二次-铰链特征组合，正则化乘数3)作为最优模型进行全球预测。

模型验证与数据重要性
比较分析显示，仅使用历史数据会严重低估适生区范围——累积数据模型预测的高适生区面积是历史模型的3倍。通过Schoener重叠指数(D=0.49)证实两类数据集的生态位存在显著相似性，但累积数据展现出更广的环境耐受范围。响应曲线揭示最低月温(Bio06)和最冷季降水(Bio19)是影响分布的关键因子，分别贡献48.4%和28.9%的模型权重。

当前潜在分布特征
模型显示当前高适生区(≥0.75)集中在北回归线与60°N之间，包括印度次大陆、中东和北非等传统分布区。值得注意的是，南美南部海岸和澳大利亚沿海地区也呈现高适生性，而非洲大部分地区适生度较低。

未来扩张趋势
2040-2080年间，高适生区将呈现持续扩张：

• 北美东部： centroid位移达551km(SSP585)，适生区向内陆农业带延伸
• 欧洲： 适生区突破海岸线向内陆扩展，法国平原和东欧粮仓风险加剧
• 印度： 适生区向西北方向显著扩张
• 澳大利亚： 东西海岸适生区呈现不对称变化

防控启示
研究特别警示：曾成功根除该虫的北美和欧洲正成为气候变化的"高风险区"。模型预测到2080年，美国玉米带和欧洲粮仓的高适生区比例将提升10%，这些地区亟需加强港口监测和仓储管理。研究建议将适生区预测纳入IPM(综合害虫管理)体系，在关键扩张通道(如美国东部、西欧和澳大利亚东南部)建立早期预警系统。

这项研究首次量化了气候变化对谷斑皮蠹全球扩散的促进作用，其创新性地引入"已根除种群"数据的方法，为入侵生物学研究提供了新范式。预测结果不仅为修订EPPO(欧洲与地中海植物保护组织)检疫标准提供科学依据，更对保障"一带一路"沿线国家的粮食储运安全具有重要战略价值。随着全球年均气温预计上升2-7°C，这项研究敲响了气候变化加剧生物入侵的警钟，呼吁国际社会建立协同防控机制，共同守护全球粮仓安全防线。