气候变化背景下水稻害虫Tagosodes orizicolus全球潜在入侵风险的现状与未来预测

本研究通过最大熵生态位模型(MaxEnt)预测了水稻重要害虫Tagosodes orizicolus在当前及未来气候条件下的全球适生区分布，揭示该害虫可能向非洲、亚洲、欧洲等未分布区扩张的趋势，为制定跨境监测和早期预警策略提供科学依据。

　　

水稻作为全球最重要的粮食作物之一，其安全生产始终面临生物入侵的严峻挑战。其中，稻飞虱Tagosodes orizicolus（半翅目：Delphacidae）因其双重危害特性——直接吸食汁液导致植株衰弱，同时传播水稻草状矮化病毒(Rice hoja blanca virus, RHBV)——被列为最具破坏性的水稻害虫之一。尽管该虫目前主要分布于美洲原产地，但国际贸易和气候变化的双重驱动使得其向新区域扩散的风险与日俱增。更令人担忧的是，主要水稻生产区如亚洲、非洲等地尚未建立针对该害虫的有效防控体系，一旦入侵可能导致高达100%的产量损失。

针对这一重大生物安全威胁，巴西联邦雅基蒂尼奥尼亚和穆库里河谷大学（Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri）的研究团队在《Crop Protection》发表了创新性研究。研究人员采用最大熵生态位模型(MaxEnt)，整合全球分布数据和19个生物气候变量，系统预测了当前及未来气候情景下T. orizicolus的全球潜在适生区。通过机器学习算法分析，首次量化评估了该害虫向非疫区扩张的时空动态规律。

关键技术方法包括：1) 从GBIF等全球数据库获取物种分布数据；2) 筛选贡献率>5%的核心气候变量（等温性33.3%、最暖季降水29.1%等）；3) 采用R语言优化模型参数（特征组合LQHPT，正则化乘数1.5）；4) 基于SSP5-8.5气候情景预测2050年适生区变化。

研究结果揭示：

1. 模型预测因子：等温性(BIO3)对适生区预测贡献最大（33.3%），表明T. orizicolus对昼夜温差波动敏感；最暖季降水(BIO18)次之（29.1%），反映其繁殖依赖高温高湿环境。
2. 当前适生格局：除美洲原产地外，西非沿海（如尼日利亚）、东南亚（越南湄公河三角洲）及南欧（意大利波河平原）已具备高度适生条件（适生值>0.6）。
3. 未来扩张趋势：到2050年，全球适生区面积将显著增加，欧洲适生纬度北移3-5°，中国长江流域适生值提升40%，澳大利亚东南部新出现中高风险区。
4. 入侵风险评估：国际贸易港口周边500km范围被划为优先监测区，特别是与现存适生区有频繁航运往来的亚洲港口。

讨论部分强调，该研究首次构建了T. orizicolus的全球风险预警图谱，其创新性体现在：1) 揭示等温性与降水格局的交互作用是驱动适生区扩张的关键；2) 预测印度恒河平原未来可能成为病毒-害虫复合体危害的新热点；3) 为国际植物保护公约(IPPC)的检疫措施修订提供数据支撑。作者建议在东南亚水稻主产区建立基于气候匹配度的早期监测网络，并对来自美洲的稻种实施分子检测。这项研究不仅为农业生物安全领域提供了范式性的风险评估方法，更对保障全球粮食安全具有战略意义。