席曼姝，王振霖，劉孝賢，李志紅，張 鑫，呂昭智，韓 鵬,5*

1中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國家重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830011；2中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所標本館，新疆 烏魯木齊 830011；3中國科學院大學，北京 100049；4中國農(nóng)業(yè)大學植物保護學院，北京 100193;5云南大學生態(tài)與環(huán)境學院,云南 昆明 650091

番茄潛葉蛾Tutaabsoluta(Meyrick)(鱗翅目：麥蛾科)，又名“番茄潛麥蛾”或“南美番茄潛葉蛾”，是一種毀滅性的入侵害蟲，主要以番茄LycopersiconesculentumMill.為寄主植物，也可危害其他茄科作物，如馬鈴薯SolanumtuberosumL．、茄子SolanummelongenaL.、辣椒CapsicumannuumL.等(Biondietal.,2018;Wangetal.,2021;Xianetal.,2017)。該蟲起源于南美洲，2006年首次在西班牙東部發(fā)現(xiàn)，并以平均每年800 km的擴散速度在歐洲、非洲、中東和亞洲迅速傳播，給各地區(qū)的番茄產(chǎn)業(yè)造成了嚴重的經(jīng)濟損失(Biondietal.,2018;Desneuxetal.,2010,2011,2022;Hanetal.,2018,2019;Santanaetal.,2019)。

番茄潛葉蛾的入侵危害可能在我國產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。截至2018年，我國番茄種植面積超過100萬hm2，年產(chǎn)量達到6000萬t，是世界上番茄種植面積最大、產(chǎn)量最高的國家(FAO,2018)。番茄潛葉蛾對氣候的適應(yīng)能力強(張桂芬等，2018)，在我國有著較大面積的氣候適生區(qū)，其潛在分布區(qū)覆蓋中國的西部、中部和東部的大部分地區(qū)，且新疆、西藏和青海等地的氣候基本適合該蟲生存(Xianetal.,2017)。此外，番茄潛葉蛾繁殖潛力大、擴散能力和適應(yīng)能力較強(Desneuxetal.,2010,2011)。近年來，該害蟲已入侵我國新疆伊犁地區(qū)(Wangetal.,2021)，并在云南、貴州、四川、湖南等地相繼發(fā)現(xiàn)，對我國番茄的生產(chǎn)、加工和運輸造成嚴重影響(Zhangetal.,2021)。

從全球來看，產(chǎn)量損失和額外的管理費用是番茄潛葉蛾造成經(jīng)濟損失的2個主要方面(Hanetal.,2018)。在荷蘭，由番茄潛葉蛾感染導致番茄產(chǎn)量下降引起的經(jīng)濟損失每年估計在500萬～2500萬歐元(Pottingetal.,2013)；在伊朗，該害蟲的感染率高達100%，導致溫室和大田番茄作物產(chǎn)量損失約10%，每年經(jīng)濟損失達3500萬美元(Hanetal.,2018)；土耳其每年用于防治番茄潛葉蛾的化學控制費用約為1.607億歐元(Oztemizetal.,2012)。若番茄潛葉蛾擴散到世界各地，用于該害蟲的防治管理費每年將增加約2.4億～4.2億歐元(以西班牙為例：100～150歐元·hm-2)(Desneuxetal.,2011)。

化學農(nóng)藥是番茄潛葉蛾的主要防治方法(Pimenteletal.,2000)，但化學農(nóng)藥的大量使用導致害蟲抗藥性逐年增加(Camposetal.,2015;Roditakisetal.,2015,2018)，并且對非靶標有益節(jié)肢動物存在副作用(Hanetal.,2010;Mohammedetal.,2018)?；谏鲜鲈?，在該害蟲綜合治理體系 (integrated pest management,IPM)中，推薦可持續(xù)的綠色防控技術(shù)，例如性誘捕、迷向技術(shù)、捕食性天敵和寄生性天敵的釋放等技術(shù)手段(Aksoy &Kovanci,2016;Desneuxetal.,2022;Jaworskietal.,2015;Kececietal.,2017)。其中，基于高濃度合成性信息素的迷向技術(shù)和基于捕食性天敵盲蝽Nesidiocoristenuis(Reuter)和Macrolophuspygmaeus(Rambur)釋放的生物防治技術(shù)，在歐洲應(yīng)用較為成功(Desneuxetal.,2022)。然而，這些新型綠色防控技術(shù)面臨著經(jīng)濟成本高等問題。

入侵害蟲造成的經(jīng)濟損失包括直接經(jīng)濟損失和間接經(jīng)濟損失2個方面：直接經(jīng)濟損失指入侵害蟲對作物本身造成的損失，包括作物產(chǎn)量和質(zhì)量下降以及防治費用方面的損失；間接經(jīng)濟損失指入侵害蟲感染作物后所導致的非直接損失，包括對市場、消費者、社會和環(huán)境產(chǎn)生的損失(De Rosetal.,2015)。近年來，國內(nèi)外已有利用@RISK軟件評估入侵生物造成的經(jīng)濟損失的報道，如南亞果實蠅Bactrocera(Zeugodacus)tau(Walker)(方焱等，2015)、白紋伊蚊AedesalbopictusSkuse (Darbroetal.，2017)、瓜實蠅Bactroceracucurbitae(Coquillett)(孫宏禹等，2018)、葡萄霜霉菌(Taylor &Cook，2018)、辣椒果實蠅B.latifronsHendel (康德琳等，2019)、草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda(Smith)(秦譽嘉等，2020；徐艷玲等，2020)。

本研究基于@RISK工具風險模型對番茄潛葉蛾給我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失以及不同防治場景下可挽回的經(jīng)濟損失進行評估，以期為建立番茄潛葉蛾的綜合防控管理系統(tǒng)提供參考。

1 材料和方法

1.1 @RISK軟件及評估方法

@RISK利用Monte Carlo隨機模擬，基于概率分布對各種可能出現(xiàn)的情況進行模擬，統(tǒng)計出各種輸入變量的發(fā)生概率，對不確定風險進行定量的預(yù)測。另外，靈敏性分析能夠識別重要的風險驅(qū)動因子，確定輸入變量中的關(guān)鍵因素(Palisade，2018)。本試驗使用@RISK 7.6版本，為了提高模型精度，設(shè)置迭代次數(shù)為100000次，模擬次數(shù)為1。

1.2 番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在損失評估模型

本研究采用@RISK軟件，在前人研究的基礎(chǔ)上結(jié)合番茄潛葉蛾的生物學特性對模型進行優(yōu)化，對防治和不防治2種場景下番茄潛葉蛾造成的潛在經(jīng)濟損失進行評估。防治場景分別預(yù)測化學防治、生物防治和理化誘控3種防治策略。

1.2.1 不防治場景下番茄潛葉蛾造成的潛在經(jīng)濟損失模型 不防治場景下的直接經(jīng)濟損失(F1)包括產(chǎn)量下降引起的經(jīng)濟損失(F11)和質(zhì)量下降引起的經(jīng)濟損失(F12)。其模型為：F1=F11+F12。

(1)番茄產(chǎn)量下降引起的經(jīng)濟損失F11

F11=Q1×I×R×PC/(1-IR)

公式中，Q1為番茄年產(chǎn)量，單位為t；I為番茄潛葉蛾對番茄的危害率；R為番茄的產(chǎn)量損失率；PC為番茄的市場價格，單位為元·kg-1。

其中，番茄年產(chǎn)量指在番茄潛葉蛾適生區(qū)內(nèi)種植番茄的年產(chǎn)量；番茄潛葉蛾對番茄的危害率指受到番茄潛葉蛾危害的番茄種植面積占總種植面積的比率；番茄的產(chǎn)量損失率指受到番茄潛葉蛾危害后的番茄年產(chǎn)量與危害前產(chǎn)量的比值；番茄的市場價格指未發(fā)生番茄潛葉蛾危害時的市場價格。

(2)番茄質(zhì)量下降引起的經(jīng)濟損失F12

F12=Q1×I×(1-R)(PC-P2)/(1-IR)

公式中，P2為質(zhì)量下降番茄的市場價格，單位為元·kg-1。

1.2.2 防治場景下番茄潛葉蛾造成的潛在經(jīng)濟損失模型 防治場景下的經(jīng)濟損失(FX)包括防治費用(FX1)和防治后的經(jīng)濟損失(FX2)。其模型為：FX=FX1+FX2。

(1)防治費用FX1

FX1=S×I×C

公式中，S為番茄種植面積；C為單位面積防治成本。

其中，番茄種植面積指番茄潛葉蛾適生區(qū)內(nèi)番茄的種植面積；單位面積防治成本指單位面積種植番茄用于防治番茄潛葉蛾的成本。

(2)防治后的經(jīng)濟損失FX2

FX2=Q1×I×E×PC/(1-IE)+Q1×I×(1-E)(PC-P2)/(1-IE)

公式中，E為番茄潛葉蛾危害番茄的經(jīng)濟損害允許水平(economic injury level，EIL)，指害蟲造成經(jīng)濟損失的最低種群密度(Ghaderietal.,2018)。

1.3 番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成潛在經(jīng)濟損失模型中參數(shù)的確定

1.3.1 番茄的種植面積及年產(chǎn)量 番茄在我國產(chǎn)地分布廣泛，在南北方多個省份均有廣泛種植。根據(jù)FAO (2018)公布的相關(guān)數(shù)據(jù)，番茄種植面積的最大值為1113323.20 hm2，最小值為846400.00 hm2，平均值為988891.00 hm2。番茄年產(chǎn)量的最大值為68909093.00 t，最小值為50552200.00 t，平均值為60093194.00 t。采用Pert分布對2組數(shù)據(jù)分別進行擬合，即番茄種植面積的分布函數(shù)為Pert (12696000.00,14833365.00,16699848.00)，番茄年產(chǎn)量的分布函數(shù)為Pert (50552200.00,60093194.00,68909093.00)。

1.3.2 番茄潛葉蛾對番茄的危害率 基于國外對番茄潛葉蛾的發(fā)生報道，計算番茄潛葉蛾的危害率在90%～100% (Chidegeetal.,2016;Sridaretal.,2014)。采用Pert (90.00%，95.00%，100%)進行擬合。

1.3.3 番茄受番茄潛葉蛾危害后的產(chǎn)量損失率 番茄潛葉蛾潛食番茄葉肉，蛀食果實，危害嚴重時造成番茄葉片枯萎，果實脫落或腐爛(張桂芬等，2019)。若不及時采取防治手段，將會造成番茄80%～100%的產(chǎn)量損失(Desneuxetal.,2010)。采用Pert (80.00%，90.00%，100%)進行擬合。

1.3.4 番茄市場價格水平 基于全國農(nóng)產(chǎn)品商務(wù)信息公共服務(wù)平臺(http:∥nc.mofcom.gov.cn/jghq/index)，收集2020年番茄潛葉蛾適生區(qū)各省份市場的番茄月平均價格。經(jīng)分析得出，番茄最高價格為10.33 元·kg-1，最低價格為0.86 元·kg-1，平均價格為4.56 元·kg-1。采用Pert (0.86,4.56,10.33)進行擬合。

1.3.5 品質(zhì)下降番茄的市場價格水平 品質(zhì)下降番茄的市場價格水平采取番茄市場價格的一半，最高為4.56 元·kg-1，最低為0.86 元·kg-1，平均價格為1.73 元·kg-1。采用Pert (0.86,1.73,4.56)進行擬合。

1.3.6 番茄潛葉蛾危害番茄的經(jīng)濟損害允許水平 臨界種群密度指在此密度害蟲防治成本與防治挽回的經(jīng)濟損失相當(Bosch &Stern,1962)。經(jīng)濟損害允許水平模型公式為：

E=C/(A×PC×M)×D×100%

其中，C為防治成本，A為番茄單位面積產(chǎn)量，PC為番茄市場價格，M為防治效果，D為效益校正系數(shù)，一般認為收益是支出的2倍時效益較好(潘飛等，2014)。根據(jù)新疆地區(qū)番茄種植農(nóng)戶調(diào)查及國內(nèi)外文獻得出：化學防治成本為164.30 元·hm-2，防治效果為0.62；生物防治成本為1066.67 元·hm-2，防治效果為0.94 (Calvoetal.,2012)；理化誘控成本為431.83元·hm-2，防治效果為0.76 (Coccoetal.,2013)。以上參數(shù)均采用Pert均勻分布擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 不防治場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失評估及靈敏性分析

計算不防治場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失：產(chǎn)量下降引起的經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(6786278.58～39690481.29)萬元，平均值為16970419.35萬元；質(zhì)量下降引起的經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(165056.31～2529426.86)萬元，平均值為1084437.36萬元；不防治場景下的潛在經(jīng)濟損失總量的90%置信區(qū)間為(8226165.67～41903398.26)萬元，平均值為18859210.59萬元。

靈敏性分析結(jié)果見圖1，番茄市場價格水平對不防治場景下的造成經(jīng)濟損失影響最大，其次為番茄的產(chǎn)量損失率，再次為番茄潛葉蛾對番茄的危害率，番茄年產(chǎn)量和品質(zhì)下降番茄價格水平的影響不明顯。

圖1 不防治場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失靈敏性分析結(jié)果Fig.1 Sensitivity analysis results of potential economic loss of tomato industry caused by T. absoluta under the no control condition

2.2 防治場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失評估及靈敏性分析

2.2.1 化學防治 計算化學防治場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失：化學防治費用的90%置信區(qū)間為(11833.47～36671.93)萬元，平均值為23591.57萬元；化學防治后經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(345252.30～3579493.43)萬元，平均值為1741341.52萬元；化學防治場景下的潛在經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(368996.64～3604205.51)萬元，平均值為1765436.47萬元。

靈敏性分析結(jié)果見圖2，番茄市場價格水平對化學防治場景下造成的潛在經(jīng)濟損失影響最大，其次為品質(zhì)下降的番茄價格水平，再次為番茄年產(chǎn)量，而單位面積化學防治成本、化學防治效果、番茄潛葉蛾對番茄的危害率和番茄種植面積的影響不明顯。

2.2.2 生物防治 計算生物防治場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失：生物防治費用的90%置信區(qū)間為(94539.76～178965.41)萬元，平均值為141422.50萬元；投入生物防治后的經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(633991.48～3810251.88)萬元，平均值為1987433.09萬元；生物防治場景下的潛在經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(769475.26～3952245.66)萬元，平均值為2128430.42萬元。

靈敏性分析的結(jié)果見圖3，番茄市場價格水平對生物防治場景下造成的潛在經(jīng)濟損失影響最大，其次為品質(zhì)下降的番茄價格水平，再次為番茄年產(chǎn)量和單位面積生物防治成本，而番茄潛葉蛾對番茄的危害率和番茄種植面積的影響不明顯。

圖2 化學防治場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失靈敏性分析結(jié)果Fig.2 Sensitivity analysis results of potential economic loss of tomato industry caused by T. absoluta under the chemical control condition

圖3 生物防治場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失靈敏性分析結(jié)果Fig.3 Sensitivity analysis results of potential economic loss of tomato industry caused by T. absoluta under the biological control condition

2.2.3 理化誘控 計算理化誘控場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失：理化誘控費用的90%置信區(qū)間為(49990.03～71922.2)萬元，平均值為60524.28萬元；投入理化誘控后的經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(443107.76～3662243.84)萬元，平均值為1828857.03萬元；理化誘控場景下的潛在經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(504795.58～3724923.19)萬元，平均值為1889383.72萬元。

靈敏性分析結(jié)果見圖4，番茄市場價格水平對理化誘控場景下造成的潛在經(jīng)濟損失影響最大，其次為品質(zhì)下降的番茄價格水平，再次為番茄年產(chǎn)量，而單位面積理化誘控成本、理化誘控效果、番茄潛葉蛾對番茄的危害率和番茄種植面積的影響不明顯。

2.3 投入防治后可挽回的潛在經(jīng)濟損失評估及靈敏性分析

計算投入防治后可挽回的潛在經(jīng)濟損失：投入化學防治后可挽回的潛在經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(7532080.60～39131358.51)萬元，平均值為16940762.28萬元。投入生物防治后可挽回的潛在經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(7144552.37～38782488.51)萬元，平均值為16577991.17萬元。投入理化誘控后可挽回的潛在經(jīng)濟損失的90%置信區(qū)間為(7404812.18～39011807.31)萬元，平均值為16820105.45萬元。

3種防治場景下靈敏性分析結(jié)果見圖5、6、7，番茄市場價格水平和番茄的產(chǎn)量損失率對防治后可挽回的潛在經(jīng)濟損失影響最大，其次為番茄潛葉蛾對番茄的危害率，再次為番茄年產(chǎn)量和品質(zhì)下降的番茄價格水平，而單位面積防治成本、防治效果和番茄種植面積的影響不明顯。

圖4 理化誘控場景下番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失靈敏性分析結(jié)果Fig.4 Sensitivity analysis results of potential economic loss of tomato industry caused by T.absoluta under the sensory cue-based physical & chemical control condition

圖5 投入化學防治后可挽回的番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失靈敏性分析結(jié)果Fig.5 Sensitivity analysis results of potential economic loss of tomato industry caused by T. absoluta could be redeemed after chemical controlling

圖6 投入生物防治后可挽回的番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失靈敏性分析結(jié)果Fig.6 Sensitivity analysis results of potential economic loss of tomato industry caused by T. absoluta could be redeemed after biological controlling

圖7 投入理化誘控后可挽回的番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失靈敏性分析結(jié)果Fig.7 Sensitivity analysis results of potential economic loss of tomato industry caused by T. absoluta could be redeemed after sensory cue-based physical & chemical controlling

3 討論

3.1 番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失分析

不防治場景下的經(jīng)濟損失主要是番茄產(chǎn)量下降引起的經(jīng)濟損失。從模擬結(jié)果中的平均值可以看出，不防治場景下番茄產(chǎn)量下降引起的經(jīng)濟損失占總損失量的89.98%，番茄質(zhì)量下降引起的經(jīng)濟損失占總損失量的5.75%。

在化學防治場景下，防治費用占損失總量的1.34%，即投入防治費用23591.57萬元時，可挽回經(jīng)濟損失16940762.28萬元，是防治費用的718.09倍；在生物防治場景下，防治費用占損失總量的6.64%，即投入防治費用141422.50萬元時，可挽回經(jīng)濟損失16577991.17萬元，是防治費用的117.22倍；在理化誘控場景下，防治費用占損失總量的3.20%，即投入防治費用60524.28萬元時，可挽回經(jīng)濟損失16820105.45萬元，是防治費用的277.91倍。

3.2 番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失靈敏性分析

番茄市場價格水平對造成的潛在經(jīng)濟損失影響最大，但此因素的人為干預(yù)難度較大。但番茄潛葉蛾對番茄的危害率和番茄受番茄潛葉蛾危害后造成的損失率是可以控制的，如在番茄潛葉蛾暴發(fā)前采取一定的防治手段降低危害率來減少受害番茄數(shù)量；在番茄潛葉蛾危害后通過釋放捕食性天敵來控制其種群密度以降低番茄受害程度等。此外，建議我國海關(guān)及檢疫部門盡早將番茄潛葉蛾列入檢疫性有害生物名錄并加強對番茄潛葉蛾的入境檢疫及田間防治工作，防止其進一步傳播擴散。

3.3 本研究的局限性

本研究在前人研究的基礎(chǔ)上建立不采取防治手段和采取防治手段2種場景下的番茄潛葉蛾對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成的潛在經(jīng)濟損失評估模型，并比較了化學防治、生物防治和理化誘控3種防治手段的經(jīng)濟效益，具有一定的參考意義。但仍存在一定的局限性：(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完善，防治費用缺少人工及機械折舊費用等細節(jié)的計算，與實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況有差距；(2)模型的預(yù)測結(jié)果缺少驗證，未來可通過大田試驗的數(shù)據(jù)來驗證本模型的預(yù)測結(jié)果。

3.4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，番茄潛葉蛾入侵我國并持續(xù)擴散，將對我國番茄產(chǎn)業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，建議對該害蟲采取嚴格、完整的檢疫措施，盡量降低其入侵風險。在其入侵后的防治方面，可以向歐洲借鑒更有效的IPM解決方案來建立自己的管理系統(tǒng)，比如更多地采取以生物防治為核心的綠色防控技術(shù)體系。在化學防治、生物防治和理化誘控3種不同防治場景下，可挽回的經(jīng)濟損失在88%～90%，防治效果顯著。在防治投入成本方面，雖然化學防治的成本相對低廉，但長期使用面臨著害蟲抗藥性增加以及各種生態(tài)環(huán)境問題。建議在IPM中減少化學農(nóng)藥的使用，更多地采用生物防治及理化誘控等手段來降低害蟲的密度以減少經(jīng)濟損失。