从害虫主导向综合害虫-传粉者管理（IPPM）转型：撒哈拉以南非洲（SSA）柑橘生产现状、管理缺口与新型监测技术机遇

《Crop Protection》：Citrus production in sub-Saharan Africa: status, gaps in pest and pollinator management, and opportunities for novel monitoring technologies

　　

撒哈拉以南非洲（sub-Saharan Africa, SSA）柑橘生产：现状、害虫与传粉者管理缺口及新型监测技术机遇
•一项系统性综述（systematic review）揭示了SSA柑橘在传粉（pollination）和综合害虫-传粉者管理（integrated pest-pollinator management）中的主要缺口。
•节肢动物害虫（arthropod pests）在研究中占主导，而传粉者（pollinators）及其他害虫类群（pest groups）仍研究不足（underexplored）。
•害虫与传粉者管理未实现整合，即综合害虫与传粉者管理（Integrated Pest and Pollinator Management, IPPM）。
•天敌（natural enemies）显示出生物防治（biological control）潜力，但很少被整合到农作实践（farming practices）中。
•新兴传感技术（emerging sensing technologies）可增强害虫与传粉者的实时监测（real-time monitoring），但尚未应用于SSA柑橘系统（SSA citrus systems）。

该文由 Sean D. Moore、Reyard Mutamiswa、Joyce Nakatumba-Nabende、Regina Pohle-Fr?hlich、Seth Johannes Eiseb、Katharina Stein、Pia Addison、Ingrid Aline Bapfubusa Niyibizi、Precious Mpofu、Casper Nyamukondiwa、Gugulethu Tarakini、Klaus Birkhofer 等完成。研究人员围绕撒哈拉以南非洲（sub-Saharan Africa, SSA）柑橘生产、害虫与传粉者管理缺口以及新型监测技术机遇开展系统性综述。全球柑橘年产超过1.5亿吨，橙 Citrus sinensis (L.) 为最广泛栽培，其次为柑橘（mandarins, Citrus reticulata Blanco）、柠檬（lemons, Citrus limon (L.) Burm.f.）、来檬（limes, Citrus × aurantiifolia (Christm.)）和葡萄柚（grapefruits, Citrus paradisi Macfad.）。SSA柑橘生产已融入农村和城市多样化种植系统，并成为非洲经济多元化组成部分，富含维生素C、纤维和微量营养素，对粮食安全、收入多元化和气候韧性相关可持续发展目标重要。然而，害虫如实蝇（true fruit flies, Diptera: Tephritidae）和假小卷蛾（false codling moth, Thaumatotibia leucotreta, Lepidoptera: Tortricidae）造成直接危害并因检疫限制出口。天敌如捕食性甲虫、蜘蛛和寄生蜂可调节害虫，但生态系统服务与损害受耕作、农药和土地管理影响。柑橘种植系统多样，从自给农场单树到小农果园和有机、常规或综合管理。传粉依赖性因品种而异，无籽品种如某些 Valencia 甜橙和柑橘可单性结实（parthenocarpy），柠檬和有籽橙更依赖昆虫介导异花授粉。综合害虫管理（Integrated Pest Management, IPM）和综合害虫与传粉者管理（Integrated Pest and Pollinator Management, IPPM）旨在协调防治与传粉服务，但传粉不足不易被农民识别；南非商业果园监测多依赖信息素/类信息素诱捕和视觉调查，劳动密集。因此，研究人员开展系统文献综述，以描述SSA柑橘生产框架，评估害虫、天敌和传粉者研究的地理与分类分布，识别代表性不足区域，并联系新型监测技术。

关键技术与方法：研究人员在 Web of Science 进行系统检索，检索式将 citrus 与 orchard/cropland/grazing land/agricultur* 以及害虫、天敌、传粉者、IPM/IPPM、分类单元、病原、杂草、信息化合物、诱捕和视觉调查等词组合。2024年7月16日初检396条，2025年2月19日补检26条，共422条，无重复。按标题摘要和全文两阶段筛选，纳入标准为至少一个SSA国家、聚焦 Citrus 作物、涉及害虫（排除储藏害虫）、传粉者或害虫控制/传粉相关生态系统服务。遵循 PRISMA 2020。提取国家、地区、经纬度、柑橘种/品种、生态系统服务或损害、防治措施、传粉测量、耕作系统、物种分类，并用全球生物多样性信息机构（Global Biodiversity Information Facility, GBIF）核对分类名。气候数据来自 WorldClim v2.1 的 BIO1 和 BIO12，空间分辨率2.5弧分，在 QGIS 3.40.4 中裁剪、重投影至 WGS84（EPSG:4326）并制图。FAOSTAT 提供SSA柑橘生产和出口数据，R 4.3.1 和 ArcGIS 用于可视化。最终纳入163篇文献。

3.1 研究筛选（Study Selection）：初检422条，标题摘要排除200，222篇潜在相关；全文排除59，最终163篇。
3.2 柑橘在SSA的重要性（Importance of Citrus in SSA）：1977—2025年，49个SSA国家中16个发表柑橘害虫研究，覆盖南部、东部和西部非洲。163篇中108篇来自南非；主要机构为 Stellenbosch University（26篇）、Citrus Research International（CRI，18篇）、Rhodes University（16篇）。Eswatini 和 Kenya 其次，Eswatini 主要由 University of Eswatini（3篇），Kenya 主要由 International Centre of Insect Physiology and Ecology（icipe，7篇）。2021年 Nigeria 产量最高，South Africa 其次；南非产量（yield）最高，Ghana 其次；出口 South Africa 最高，其次 Zimbabwe、Ghana 和 Eswatini。
3.3 柑橘产区与气候（Citrus-producing regions and climate）：多数研究在低降雨地区，不论温度范围；南部非洲尤其南非研究最多，年均温低于23°C。
3.4 发表趋势（Trend of publications over the years）：发表率逐年增加，2009年后急剧上升。
3.5 柑橘种与品种（Citrus Species and Cultivar）：共报告17个柑橘种，Citrus sinensis 研究最多，其次 Citrus limon 和 Citrus reticulata；Valencia、Eureka 和 Nadorcott 分别为 C. sinensis、C. limon 和 C. reticulata 中报告最多品种。
3.6 SSA柑橘生态系统服务/损害（Ecosystem services/disservices in citrus in SSA）
3.6.1 害虫与病原（Pests and pathogens）：节肢动物害虫出版物远多于其他害虫类群，类病毒最少；节肢动物害虫目以 Lepidoptera、Hemiptera、Diptera、Thysanoptera 为主。科以 Tortricidae 最多，其中 T. leucotreta 记录最高；Hemiptera 中 Triozidae 最多，Trioza erytreae 记录最高；Diptera 中 Tephritidae 最多，Bactrocera dorsalis 和 Ceratitis capitata 记录最高。South Africa 和 Senegal 记录 pest species 最多。
3.6.2 天敌（Natural enemies）：节肢动物天敌超过30条记录；植物防治包括 Vernonia amygdalina、Pterolobium stellatum、Zingiber officinale。天敌以 Hymenoptera 和 Coleoptera 为主，最少为 Lepidoptera、Orthoptera 和 Pseudoscorpiones。Hymenoptera 中 Aphelinidae 和 Formicidae 最多，Coleoptera 中 Coccinellidae 最多。South Africa 和 Eswatini 研究最多，Ghana 最少。
3.7 SSA柑橘管理系统（Management systems of citrus in SSA）：多数研究集中于常规（conventional）系统。生态系统服务/损害研究多关注害虫控制和害虫侵染，少关注害虫鉴定和养分循环；防治策略多关注监测和生物防治。无传粉者管理出版物，也无 IPPM。关键害虫包括 T. leucotreta、Trioza erytreae、Diaphorina citri、B. dorsalis、C. capitata、Scirtothrips aurantii。生物防治研究包括 Fopius caudatus 对果蝇，Encarsia smithi 对柑橘黑刺粉虱 Aleurocanthus woglumi，Anagyrus pseudococci（常与 Anagyrus sp. near pseudococci 混淆，2019年更名为 A. vladimiri）和 Coccidoxenoides peregrinus（C. perminutus 的 junior synonym）对柑橘粉蚧 Planococcus citri；Euseius addoensis（现更名为 Eusieus rubicolus）对 S. aurantii 和植食性螨，Oecophylla longinoda 对 T. leucotreta、B. dorsalis、C. capitata 及其他冠层害虫，Chilocorus nigritus 和 Nephus bineavatus 分别对 armored scale insects 和 mealybugs。监测方法包括 T. leucotreta 信息素诱捕、果蝇诱饵诱捕、木虱黄色粘虫板、果园调查、果实取样和季节性种群调查。
新型传粉者与害虫监测和控制技术（Novel technologies for pollinator and pest monitoring and control）：人工智能（artificial intelligence, AI）推动监测。两类：间接评估植物损伤以检测害虫，如叶片损伤；直接检测害虫或传粉者。常用相机、声学、光电和分子监测。文献目前无在柑橘园自动监测传粉者和害虫的方法。相机法适合停留害虫，如高粱蚜和自动计数粉虱，但卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）需大量人工标注，采用半监督学习。传粉者监测包括 malaise trap 出口相机、标准化平台花图案、粘虫板相机、真实花上方相机，常用 YOLO 网络。事件相机（dynamic vision sensors, DVS）异步记录像素亮度变化，数据率低、时间分辨率微秒，适合小型快速飞行昆虫。声学监测使用昆虫识别数据集和神经网络，数百物种准确率可超90%；蜂类可分类但频率受活动和外部因素影响。被动声学还分析底物振动信号，如 T. leucotreta 幼虫在柑橘果实内取食的咀嚼声可用激光振动测量记录，Transformer 网络自动分析；局限是只能检测存在不能定位。中国已整合 AI、机器视觉、物联网（Internet of Things, IoT）和无人机（unmanned aerial vehicles, UAV）实时监测柑橘病虫害，发展智能“数字柑橘”。美国佛罗里达利用优化粘虫板和地理空间监测系统监测 D. citri 和 Huanglongbing（HLB）媒介，并扩展到传粉者评估与栖息地增强。

讨论与结论：讨论指出三个主要缺口：i 柑橘农业生态系统中节肢动物生态系统服务和损害研究不足；ii 害虫、天敌和传粉者监测工具技术进步不足；iii 传粉者研究不足，导致天敌和传粉者未在联合管理中整合。研究活动更多受出口贸易需求驱动：南非出口近70%柑橘，主要至欧洲，满足欧盟最大残留限量（maximum residue limits, MRL）和植物检疫标准；Ghana 虽为第四大生产国，但仅出口42.5%，仅5篇柑橘害虫研究。温度不限制生产但影响果实着色，出口需低夜温；降雨偏好1905—2413 mm，灌溉消除水分限制；月降水>100 mm地区研究少，原文指出该模式可能提示真菌病害研究缺口。节肢动物害虫主导，T. leucotreta 2018年被欧盟植物健康法规列为检疫性害虫，单幼虫可致整批出口拒收。节肢动物也提供生物防治和传粉等生态系统服务。传统单作依赖农化，IPM和有机农业研究少。尽管全球传粉者下降，SSA柑橘无传粉者保护或IPPM研究；单性结实、环剥和无籽品种需求使传粉在部分系统成损害，但手授粉显著提高坐果和产量却增加种子负载。关键知识缺口是如何在高价值无籽品种花期驱避传粉者，同时确保其更广泛生态系统保护。研究还指出柑橘种研究不均衡，C. sinensis 最多，C. margarita 和 C. japonica 等具经济潜力但研究不足。
研究结论翻译：本综述强调需要加强SSA柑橘害虫、天敌和传粉者管理研究，以制定本地适宜且可持续的管理策略，尤其是用于监测和监视的自动检测系统，因为这是任何IPM计划的基石。一个显著发现是，该地区领先柑橘出口国和高产生产国之一南非也贡献了大多数柑橘研究。这种强关联表明，对研究、创新和技术的持续投资有助于提高生产力、符合国际植物检疫标准和出口竞争力。相反，许多主要柑橘生产国，包括 Zimbabwe、Nigeria 和 Ghana，尽管有生产潜力，但研究产出有限。加强研究人员、种植者、产业和政府之间的合作，增加柑橘研究投资，促进可负担数字监测技术和综合害虫与传粉者管理的采用，可帮助这些国家提高生产力、减少害虫相关损失并增强国际市场竞争力。最终，将生态知识与技术创新结合，为SSA建设韧性和环境可持续的柑橘生产系统提供了可行路径。