朱海燕， 魏和平*， 羅卿權(quán)， 王 鳳， 高 磊

(1.安慶師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,安徽安慶 246011; 2.上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院植物保護研究所,上海 200232)

新入侵害蟲懸鈴木方翅網(wǎng)蝽在我國的適生性分析

朱海燕1， 魏和平1*， 羅卿權(quán)2， 王 鳳2， 高 磊2

(1.安慶師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,安徽安慶 246011; 2.上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院植物保護研究所,上海 200232)

摘要[目的]了解新入侵害蟲懸鈴木方翅網(wǎng)蝽(Corythucha ciliata)在我國的適生性。[方法]根據(jù)對懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的生物學(xué)特性研究和實驗種群的生態(tài)學(xué)研究以及生物信息分析，利用地理信息系統(tǒng)Arcview GIS進行分析，預(yù)測該蟲在我國大陸地區(qū)的可能適生區(qū)域分布范圍。[結(jié)果]懸鈴木方翅網(wǎng)蝽在我國可能的適生范圍在25.14°～37.79° N、98.70°～122.81° E，基本上分布在北京、上海、浙江、江蘇、安徽、河北、河南、湖北、湖南、山東、山西、陜西、江西、遼寧、四川、重慶、甘肅、貴州18個省(直轄市)234個點。[結(jié)論]研究結(jié)果為懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的防控提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞懸鈴木方翅網(wǎng)蝽；地理信息系統(tǒng)；適生性分布

懸鈴木方翅網(wǎng)蝽原產(chǎn)于北美和加拿大東部[1]，20世紀(jì)60年代從原產(chǎn)地傳入意大利后[2]，在歐洲地區(qū)迅速蔓延[3]。自1990年，南美洲[4]、亞洲[5]和澳洲[6]陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有該蟲蹤跡，該蟲成為一種全球性城市入侵害蟲。在我國，該蟲于2002年首次在湖南被發(fā)現(xiàn)[7]，2006年在武漢大發(fā)生[8-9]，此后我國華東、華中、西南等地區(qū)的眾多城市也相繼發(fā)現(xiàn)有該蟲傳入[10]，目前已蔓延至26°～37° N的其他11個東部和北部省份，對其寄主——城市重要綠化樹種懸鈴木造成嚴(yán)重危害[10]。我國園林綠化和林業(yè)主管部門將該蟲列入林業(yè)危險性有害生物名單，并發(fā)函要求各地對懸鈴木方翅網(wǎng)蝽進行密切監(jiān)測和重點防治[9]。

懸鈴木方翅網(wǎng)蝽通常擴散速度快，造成的危害程度嚴(yán)重，該蟲生態(tài)可塑性強，能夠很好地適應(yīng)氣候差異，一旦傳入到新的地區(qū)，很快能形成相當(dāng)穩(wěn)定的高密度種群[11-14]。懸鈴木方翅網(wǎng)蝽屬于寡食性昆蟲，是懸鈴木屬植物上的常發(fā)性主要害蟲[15-17]，一旦發(fā)現(xiàn)有該蟲入侵危害就很難根除[18]。該蟲已被錄入1998～2008年我國新入侵的19種外來危險性有害生物名錄[19]。目前，國內(nèi)學(xué)者主要對該蟲的一些形態(tài)特性[8,20]、風(fēng)險分析[21]、生物學(xué)特性與危害特點[22-23]、藥劑防治[24]等進行了研究，而關(guān)于懸鈴木方翅網(wǎng)蝽在我國的適生區(qū)域調(diào)查的研究鮮見報道。鑒于此，筆者在對懸鈴木方翅網(wǎng)蝽實驗種群生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件，分析了該蟲在我國的適生性，旨在為該蟲的有效防控提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1生物信息

1.1.1懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的生物學(xué)特性。不同區(qū)域種群的懸鈴木方翅網(wǎng)蝽每年發(fā)生世代數(shù)不同。在日本、意大利、美國等國家，該蟲每年發(fā)生2～3代[1]，其中3代最常見，4月底、5月初越冬成蟲出蟄活動，出蟄7 d后即可產(chǎn)卵，產(chǎn)卵時間較長，能夠持續(xù)到6月，卵歷期為7～28 d，若蟲期為8～14 d[1]。該蟲在我國長江流域地區(qū)1年能夠產(chǎn)生5代，第1代歷期近70 d，其中卵、若蟲、成蟲歷期分別約為30、20、20 d；夏秋高溫季節(jié)懸鈴木方翅網(wǎng)蝽完成1個世代約需38 d，其中卵、若蟲、成蟲各階段的時間分布分別為13、11、14 d，該蟲第2代后開始出現(xiàn)世代重疊現(xiàn)象，10月底以第5代成蟲在懸鈴木的樹皮下或周圍枯枝落葉中越冬，次年春天溫度達到均溫15.00 ℃左右時，越冬成蟲出蟄[22-23]。

1.1.2懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的生態(tài)學(xué)特性。懸鈴木方翅網(wǎng)蝽不同地理種群的過冷卻點也不同，高緯度地區(qū)種群較低緯度地區(qū)種群耐寒[25]，荊州實驗種群1日齡成蟲的過冷卻點為-16.50 ℃，鄭州種群比荊州種群1日齡成蟲的過冷卻點低0.80 ℃。此外，過冷卻點不會受雌、雄的影響[25]，而會受齡期的影響，5日齡成蟲過冷卻點較1日齡成蟲約低5 ℃[25]。研究表明，過冷卻點與懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的抗寒能力并不完全成正比，只要暴露時間足夠長，過冷卻點以上的低溫亦會導(dǎo)致該蟲的死亡，懸鈴木方翅網(wǎng)蝽作為冷血動物，對溫度的改變敏感，該蟲喜熱懼寒，是寒冷敏感型昆蟲，在低溫條件下不能長久生存，在-5.00 ℃下暴露一段時間，成蟲很快死亡。溫度顯著影響懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的發(fā)育，通過室內(nèi)飼養(yǎng)發(fā)現(xiàn)該蟲在16.00 ℃恒溫下不能完成完整世代發(fā)育，在19.00 ℃恒溫環(huán)境下完成1個世代發(fā)育需47.6 d，在33.00 ℃恒溫環(huán)境下僅需17.1 d，兩者相差近2.8倍。據(jù)實驗種群建立的回歸方程計算，懸鈴木方翅網(wǎng)蝽世代發(fā)育起點溫度為11.17 ℃，說明該蟲在溫度較高時才能開始發(fā)育，有效積溫為370.57日度。若溫度在36.00 ℃，懸鈴木方翅網(wǎng)蝽各蟲態(tài)則不能完成完整的發(fā)育世代，世代累計、試驗統(tǒng)計30.00 ℃時該蟲達到最高存活率75.6%，19.00 ℃時存活率最低，為40.5%。26.00～30.00 ℃是該蟲最適宜生長的溫度范圍[26-27]。

1.2預(yù)測方法

1.2.1分析步驟。①明確分析目的，合理設(shè)計分析思路，收集相關(guān)環(huán)境和生物的數(shù)據(jù)資料，將資料進行綜合整理、歸類和編碼，并建立、處理相關(guān)圖形資料。②利用“1.1”資料建立信息完備的數(shù)據(jù)庫。運用Arcview GIS鏈接環(huán)境數(shù)據(jù)與地圖。③結(jié)合文獻資料和試驗研究結(jié)果，分析各環(huán)境因子對懸鈴木方翅網(wǎng)蝽在自然界定居所起的作用及帶來的影響，找出致使該蟲分布受限的因子。④將調(diào)試好的指標(biāo)值輸入到GIS系統(tǒng)，結(jié)合我國氣象數(shù)據(jù)以及寄主植物的分布情況，得出該蟲的地理分布圖。

1.2.2中國氣候數(shù)據(jù)庫的建立。氣候資料由中央氣象局提供，統(tǒng)計1984～2014年我國大陸(不含臺灣、香港和澳門)633個點的旬平均氣溫，利用這些數(shù)據(jù)創(chuàng)建中國氣候數(shù)據(jù)庫。

1.2.3懸鈴木方翅網(wǎng)蝽分布因子的確定。通過分析懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的生物學(xué)特性以及實驗種群生態(tài)學(xué)研究，確定該蟲在某地區(qū)的生存條件：該蟲在該地區(qū)的最冷月和最熱月下仍能存活，積溫至少能夠滿足該蟲1個世代的發(fā)育需求。因為一些影響因子變動較大，所以懸鈴木方翅網(wǎng)蝽可能分布的危險區(qū)域范圍應(yīng)盡可能廣泛。溫度條件：最冷月各旬平均氣溫≥-5.00 ℃，最熱月各旬平均氣溫<36.00 ℃；年積溫(T≥11.17 ℃)條件：≥370.57日度；寄主條件：有懸鈴木寄主植物分布。在該區(qū)域，一旦懸鈴木方翅網(wǎng)蝽傳入，存在適生的危險，可安全越冬和越夏，并在懸鈴木生長期內(nèi)一直危害。

2結(jié)果與分析

懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的適生區(qū)分布在25.14°～37.79° N、98.70°～122.81° E，共233個點，主要在北京、上海、浙江、江蘇、安徽、河北、河南、湖北、湖南、山東、山西、陜西、江西、遼寧、四川、重慶、甘肅、貴州等省(直轄市)(圖1)。

圖1　懸鈴木方翅網(wǎng)蝽在我國大陸的適生區(qū)Fig.1　The suitable living area of Corythucha ciliata in the mainland of China

華東地區(qū)[6個省(直轄市)]：安徽省(15個點)包括壽縣、亳州、蕪湖、黃山、安慶、六安、碭山、霍山、寧國、宿縣、蚌埠、巢湖、滁縣、阜陽、合肥；江蘇省(13個點)包括淮陰、盱眙、吳江、啟東、贛榆、常州、射陽、南通、南京、高郵、東臺、溧陽、徐州；江西省(17個點)包括波陽、南城、玉山、宜春、吉安、樟樹、寧岡、贛州、修水、九江、尋烏、廬山、廣昌、南昌、貴溪、遂川、景德鎮(zhèn)；山東省(21個點)包括青島、德州、惠民、壽光、煙臺、威海、莘縣、濟南、泰安、淄博、沂源、濰坊、萊陽、海陽、榮城、菏澤、兗州、莒縣、臨沂、龍口、日照；上海市(1個點)；浙江省(18個點)包括溫州、瑞安、臨安、平湖、杭州、慈溪、龍泉、嵊泗、金華、麗水、嵊縣、鄞縣、臨海、象山、衢州、椒江、玉環(huán)、舟山。

東北地區(qū)(1個省)：遼寧省(1個點)包括大連。

華北地區(qū)[3個省(直轄市)]：北京市(1個點)；天津市(2個點)包括天津、塘沽；山西省(6個點)包括臨汾、陽城、運城、介休、陽泉、長治。

西北地區(qū)(2個省)：甘肅省(5個點)包括西風(fēng)、武都、天水、平?jīng)?、蘭州；陜西省(14個點)包括商州、長武、洛川、銅川、武功、華陰、略陽、漢中、佛坪、鎮(zhèn)安、西安、石泉、安康、寶雞。

華中地區(qū)(3個省)：河南(18個點)包括蘆氏、孟津、洛陽、欒川、鄭州、許昌、寶豐、安陽、新鄉(xiāng)、三門、西華、駐馬店、信陽、開封、西峽、南陽、商邱、固始；湖北(19個點)包括天門、鄖縣、麻城、老河口、棗陽、武漢、巴東、巴東、來鳳、嘉魚、江陵、鐘祥、房縣、廣水、恩施、五峰土、宜昌、英山、黃石；湖南(21個點)包括沅陵、安化、長沙、吉首、邵陽、平江、桑植、道縣、芷江、郴州、雙峰、常德、黔陽、石門、南縣、武崗、岳陽、沅江、衡陽、通道、零陵。

西南地區(qū)[3個省(直轄市)]：貴州省(19個點)包括獨山、畢節(jié)、貴陽、銅仁、凱里、遵義、湄潭、安順、桐梓、羅甸、威寧、盤縣、榕江、黔西、思南、三穗、興仁、望漠、習(xí)水；四川省(35個點)包括九龍、越西、達縣、昭覺、德格、道孚、雷波、新龍、馬爾康、小金、松潘、都江堰、平武、綿陽、資陽、樂山、巴塘、南充、康定、漢源、峨眉山、會理、德榮、宜賓、鹽源、木里、西昌、萬源、閬中、巴中、雅安、成都、遂寧、內(nèi)江、瀘州；重慶市(8個點)包括重慶、彭水、奉節(jié)、南川、涪陵、梁平、萬縣、酉陽。

3結(jié)論與討論

該研究通過對新入侵害蟲懸鈴木方翅網(wǎng)蝽在我國的適生性分析得出，該蟲在我國可能的適生范圍在25.14°～37.79° N、98.70°～122.81° E，基本上分布在北京、上海、浙江、江蘇、安徽、河北、河南、湖北、湖南、山東、山西、陜西、江西、遼寧、四川、重慶、甘肅、貴州18個省(直轄市)234個點。試驗結(jié)果為我國懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的監(jiān)測與防治提供了借鑒。

外來入侵物種適生性分析是最近幾年生態(tài)安全預(yù)警研究的重點、熱點問題。GIS系統(tǒng)是研究生物適生性分布的有力工具[28-30]，利用GIS比較某種生物原分布區(qū)域中各環(huán)境因子，從而找出限制其分布的決定性因子，最終模擬出該生物在新地區(qū)的適生分布范圍。上述分析過程十分繁雜，必須要有完整的氣象資料和詳細(xì)的生物分布資料，才能確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。該研究基于懸鈴木方翅網(wǎng)蝽的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)信息分析，找出限制該蟲分布的環(huán)境指標(biāo)，結(jié)合GIS的完備鏈接功能和查詢功能，得出該城市入侵害蟲在我國大陸的總體適生區(qū)分布情況，分析過程相對簡單，所得分析結(jié)果更精確。

初步的預(yù)測結(jié)果顯示，在我國適宜城市入侵害蟲懸鈴木方翅網(wǎng)蝽生存的地理區(qū)域范圍非常廣。其中，華東、西南、華中地區(qū)的氣候、生態(tài)條件非常適宜該蟲常年生存，實際發(fā)生的情況與預(yù)測結(jié)果完全吻合，即在上述地區(qū)沿長江流域的城市該蟲常年發(fā)生。東北、西北地區(qū)部分省份由于亦有少量懸鈴木栽培，根據(jù)該研究預(yù)測結(jié)果，這些地區(qū)亦存在懸鈴木方翅網(wǎng)蝽巨大的定殖風(fēng)險，若不謹(jǐn)慎處理，一旦該蟲入侵北部地區(qū)并造成危害便難以控制，因此，在尚未有該蟲分布的地區(qū)開展預(yù)警防范工作十分必要。

該研究的設(shè)計仍有很多不足之處，得出的結(jié)果不夠精確，研究內(nèi)容也有待進一步完善。一是該研究僅考慮被選的633個氣象點的適生情況，在未列入的其他點中也可能存在懸鈴木方翅網(wǎng)蝽分布的情況。二是由于懸鈴木分布的報道非常模糊，而對所有的站點進行懸鈴木調(diào)查又不切實際，因此，所選定的站點未必能覆蓋懸鈴木屬植物所有的栽培區(qū)域，可能使部分懸鈴木方翅網(wǎng)蝽能夠適生的地區(qū)存在遺漏，今后需要進一步調(diào)查了解寄主懸鈴木分布情況，細(xì)化懸鈴木方翅網(wǎng)蝽分布點，完善該蟲適生性分布區(qū)域范圍的預(yù)測。三是該研究預(yù)測的地圖僅僅是點狀地圖，今后可通過GIS進行面狀圖處理，建立緩沖區(qū)，盡量保證適生區(qū)的完整性。

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Analysis on the Adaptability of a New Invasive Pest,Corythuchaciliatain China

ZHU Hai-yan1,WEI He-ping1*,LUO Qing-quan2et al

(1.School of Life Sciences,Anqing Normal University,Anqing,Anhui 246011; 2.Institute of Plant Protection,Shanghai Academy of Landscape Architecture and Planning,Shanghai 200232)

Abstract[Objective] The aim was to study the adaptability of a new invasive pest,Corythucha ciliata in China.[Method] Based on Arcview GIS and the studies of the biological characteristics of Corythucha ciliata,the possible suitable living area of the pest in China was forecasted.[Result] The results indicated that the possible living area include 234 spots belonging to 18 provinces or municipalities (Anhui,Beijing,Gansu,Guizhou,Hebei,Henan,Hubei,Hunan,Jiangsu,Jiangxi,Liaoning,Shandong,Shanxi,Shaanxi,Shanghai,Sichuan,Zhejiang,Chongqing) ranged from 25.14°N to 37.79°N and from 98.70°E to 122.81°E.[Conclusion] The study results provide theoretical basis for prevention and control of Corythucha ciliata.

Key wordsCorythucha ciliata; GIS; Distribution of suitable living area

作者簡介朱海燕(1989- )，女，安徽安慶人，碩士研究生，研究方向：園林病蟲害。*通訊作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事植物組織培養(yǎng)研究。

收稿日期2016-02-29

中圖分類號S 763.35

文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)11-176-03