入侵物种斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula)在韩国空间分布与环境因子分析

《Entomological Research》:Spatial Distribution and Environmental Factor Analysis of the Invasive Alien Species Spotted Lanternfly (Lycorma delicatula) in South Korea

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Entomological Research 1.3

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  斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula)是原产中国南方及东南亚的入侵外来物种,2004年首次报道于韩国,2006年后种群暴增。研究人员利用2016—2024年全国调查数据,将时段划分为三个连续时期,采用局部莫兰指数(Local Moran's I)与广

  
斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula)是原产中国南方及东南亚的入侵外来物种,2004年首次报道于韩国,2006年后种群暴增。研究人员利用2016—2024年全国调查数据,将时段划分为三个连续时期,采用局部莫兰指数(Local Moran's I)与广义加性模型(GAM)分析其时空分布格局及环境驱动因素。局部莫兰指数分析显示,高—高(HH)聚集区在第一时期(2016—2018)至后续时期(2019—2024)向主要葡萄种植区外迁移约两倍距离(21.88–40.59 km),提示以农业为中心的集中防治可暂时将种群驱离至外围。GAM结果显示,第二、三时期模型偏差解释率超60%,温度与降水等气候变量为极显著预测因子;人口规模与主要葡萄园距离的交互分析表明,葡萄园附近人口密集区仍维持高发概率。研究发现,集中防治后经空间扩散,种群可在气候适宜性与城市连通性介导下于新栖息地重建并稳定。未来管理应从局部防治转向整合气候适宜性与人类—空间网络的广域响应体系。
论文解读:入侵物种斑衣蜡蝉在韩国的空间分布与环境因子分析
研究背景方面,斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula)为原产中国南方与东南亚的入侵昆虫,2004年传入韩国,2006年起种群快速扩增,可取食葡萄(Vitis vinifera)、苹果(Malus domestica)、梨(Pyrus pyrifolia)及臭椿(Ailanthus altissima)等寄主,成虫吸汁并排泄蜜露诱发煤污病,导致作物减产与品质下降。该虫自然飞行能力有限,长距离扩散主要靠人为因素,如附着卵块的木材、货物与车辆经物流网络传播;而新栖息地定殖与增长又受气候、地形等自然环境制约。韩国自2000年代后期开展防治,2010年代中期实施大面积联合防控,2010年代中后期起扩张趋缓、进入相对稳定阶段。既有研究多关注初期扩张,尚缺少全国尺度下“集中防治后分布是否被重塑、稳定期由哪些环境与社会因子驱动”的系统证据,因此研究人员基于2016—2024年全国统一调查数据,追踪时空格局并量化核心环境因子,为发生预测与管理提供依据。该论文发表于《Entomological Research》。
主要技术方法上,研究人员使用韩国国家生态院(National Institute of Ecology)自2016年起每3年一次的外来物种全国调查数据,研究区为韩国本土158个市郡(Si-Gun),排除济州等部分岛屿;发生记录共981条,分三时期:2016—2018、2019—2021、2022—2024。变量选取先固定地形、栖息地、人类活动变量,再从7类气候变量组中各选其一生成256种组合,以相关系数|r|<0.8与方差膨胀因子(VIF)<6控多重共线性,并用GAM偏差解释率与AIC跨时期平衡选优。空间分析采用基于Queen邻接的空间权重矩阵与行标准化,做局部莫兰指数(Local Moran's I)识别高—高、低—低聚集及异常值;环境建模对第二、三时期分别建泊松GAM,因离散参数显示欠离散(underdispersion),因变量为市郡发生数,固定项加气候平滑项,并以张量积平滑(tensor product smooth)拟合“距前10%葡萄园距离×人口规模”的非线性交互,最后用DHARMa做分位数残差诊断与敏感性分析。
研究结果如下。
3.1 发生区时空格局(Spatiotemporal Pattern of Occurrence Area):研究人员通过局部莫兰指数发现,第一时期HH聚集集中于大邱、庆北、忠北,全南为低—低(LL)聚集;第二时期HH中心移至忠南与庆南西部,全南LL减弱;第三时期HH在忠南与庆南西部维持,全南LL消失。以主要葡萄园为参照,前10%葡萄园口径下HH聚类平均距离由21.88 km升至40.59 km(p=0.042),第二至第三时期差异不显著(p=0.489)。结论为2010年代中期大规模农业防治把高密度发生区从葡萄园周边推向外围,第二时期后空间位置相对固化,故环境因子分析只取第二、三时期。
3.2 环境因子影响(Impact of Environmental Factors):研究人员建第二、三时期GAM,偏差解释率分别为64.3%与67.3%。夏季观测期日最高温最大值(TXx_study)、春季最低温(tmin_spring)、春季总降水(prcp_spring)、海拔≥500 m面积占比(elev_500_plus_pct)、热浪最长持续天数(heatwave_maxdur)、12个月标准化降水指数(spi12_study)等多为显著平滑项;冷胁迫(hard_freeze_days)仅第二时期显著,极端5日降水(Rx5day_study)仅第三时期显著。距前10%葡萄园距离与人口规模的张量积交互两期均显著:人口密集区即使离葡萄园一定距离仍维持较高发生概率,说明车辆移动与物流等人类活动可介导长距离扩散。基维数(k-index)接近1且残差诊断无分布偏离,敏感性分析下TXx_study与prcp_spring核心结论稳定。
讨论部分总结:研究人员指出,HH聚类远离葡萄园说明防治等人为压力比环境适宜性更能短期扭曲分布;稳定期分布由气候适宜性、人口与物流网络共同维持。局限性在于GAM中存在非线性共线性(concurvity,0.75–0.95),难以完全分离单因子独立贡献;人口、葡萄园距离仅为人类介导扩散的间接代理,未来应加入路网连通性、车流量、物流结构等变量。论文价值在于用9年全国数据证明强人为控制可重构入侵物种空间格局并形成持久模式。
研究结论部分翻译:斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula)是自2006年韩国种群增长后快速扩张的入侵外来物种。研究人员用2016—2024全国调查数据,以局部莫兰指数(Local Moran's I)与广义加性模型(GAM)分析时空分布及环境因子。局部莫兰指数显示,高—高(HH)聚类由第一时期(2016—2018)的21.88 km移至第二、三时期的40.59 km,表明以农业为中心的防治比环境适宜性对空间分布影响更强。GAM中第二、三时期偏差解释率超60%,温度与降水等气候因子显著;人口规模与主要葡萄园距离交互显示,葡萄园邻近人口密集区维持高发生概率。结果表明,集中农业防治后,气候条件和城市连通性可介导种群在新栖息地重建与巩固。尽管存在非线性共线性等限制,本研究以9年全国数据提供了“强人为控制可重塑并最终稳定入侵物种空间格局”的经验证据,对未来整合气候适宜性与人类—空间网络的管理具有政策与学术意义。
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