番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）在中国的扩散模式与气候生态位动态建模研究

本期推荐研究人员针对番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）入侵中国后的扩散路径及生态位动态开展系统研究，整合全国监测数据与数学模型，揭示其双走廊扩散机制及显著的气候生态位扩张现象，为农业生物安全及害虫防控策略提供关键科学依据。

　　

随着全球化进程加速，生物入侵已成为严峻的全球性环境挑战，对生态系统、经济及公共健康构成严重威胁。在入侵物种的诸多问题中，地理扩张过程直接决定了其危害程度，而这一过程往往由自然机制与人类活动共同驱动。番茄潜叶蛾（Tuta absoluta Meyrick），属鳞翅目麦蛾科，自原产地南美洲迅速扩散至全球110多个国家，对茄科作物特别是番茄生产造成毁灭性损失。中国自2017年在新疆首次发现该害虫，2018年又在云南出现，截至2023年已扩散至24省份超过500个县，其惊人的扩散速度与适应机制引起广泛关注。

为解析番茄潜叶蛾在中国农业生态系统中扩散的动态机制与气候生态位变化，中国农业科学院植物保护研究所薛彦涛等人联合中法科学家，在《Journal of Pest Science》发表论文，通过整合六年的全国监测数据与多种数学模型，重建入侵路径、量化扩散速率并分析生态位变化，为针对性防控策略制定提供科学依据。

本研究主要采用多源发生数据整合、最小成本树（MCA）重建扩散路径、气候生态位动态分析（COUE框架）及多元环境相似面（MESS）分析等关键技术方法。数据来源包括全国性监测计划获得的5000条发生记录及公共数据库与文献提取的全球分布数据，经严格清洗和空间稀疏化处理，最终形成包含3223条记录的数据集，覆盖原生范围（南美）、中国以外入侵范围及中国入侵范围。

扩散动态

通过最小成本树模型重建表明，番茄潜叶蛾在中国表现出双走廊扩散策略，分别起源于新疆和云南两个入侵中心。西北路线主要集中在新疆境内，该区域气候与原生地差异较大（MESS＜0），限制了其径向扩散；而云南种群则分化为两条路径：南线（云南至东部沿海）和北线（陕西至东北）。尽管北线气候相似性较低，该虫仍表现出持续的扩散能力。

扩散模式

研究显示，实际扩散路径长度更接近随机模拟结果而非理论最小值，说明扩散过程中存在显著的长距离传播事件。番茄潜叶蛾的扩散中值速率达1098.79米/天，扩散系数为60.37×10? m2/天。时间动态分析表明，入侵初两年（2017–2018年）扩散最为迅速，峰值速率接近7000米/天。不同路径的扩散同步性存在差异，西北与南线在入侵首年即达到高峰，而北线则延迟至2021年，可能与温带地区气候驱动的范围延迟有关。

单变量密度曲线

除最干月降水量外，番茄潜叶蛾在入侵地区的气候条件范围均宽于原生地。入侵种群特别是中国的种群，温度范围更广，涵盖更低的年平均温和更大的年温差；降水范围虽相当，但入侵生态位中年降水量和最干月降水的高密度区偏向更干旱条件。

气候生态位动态

主成分分析显示前两轴累计解释环境变异的73.59%。番茄潜叶蛾在两类入侵范围中均出现不同程度的生态位扩张，但以中国范围内更为明显。生态位等效性与相似性检验进一步证实了中国入侵种群发生了更显著的生态位转移，其Schoener’s D值更低、相似性检验P值更严格。

研究结论与意义

本研究揭示了番茄潜叶蛾在中国通过双入侵走廊（西北与西南）实现快速扩散，其中人类媒介传播（特别是蔬菜贸易）加速了长距离扩散过程。更重要的是，在中国入侵过程中，该虫表现出明显的气候生态位扩张，尤其在温度和降水变量上超越其原生范围条件，包括向更冷、更干旱的环境扩展。这种扩张一方面可能源于种群的快速适应性进化（如中国种群具备更强的过冷却能力），另一方面则与农业灌溉等人为环境改造密切相关，灌溉系统为害虫在干旱地区提供了适宜的微环境。

研究结果强调了在入侵物种风险预测与管理中，必须综合考虑人为扩散因素及物种的生态位动态变化。基于时空模型的靶向监测与气候适应性管理策略，可为番茄潜叶蛾及其他类似入侵物种的防控提供理论支持与实践方向。未来的研究需进一步整合交通网络、景观阻力等因子，提升扩散模型的准确性，并加强连续监测以优化入侵风险预警体系。