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华南农业大学J Environ Manage速递:悬铃木方翅网蝽对中国城市与森林的入侵威胁

  • 2026-10-23 18:01:47
华南农业大学J Environ Manage速递:悬铃木方翅网蝽对中国城市与森林的入侵威胁

题目:Invasion dynamics of Corythucha ciliata (Say, 1832) in China: evidence of niche shifts and assessment of potential risk to urban and forest areas

期刊:Journal of Environmental Management

影响因子及中科院分区:8.4/二区TOP

发表日期:2026年3月20日

DOI:10.1016/j.jenvman.2026.129394

第一作者:毛新杰

通讯作者:陈辉

通讯单位:华南农业大学

Abstract

摘要

悬铃木方翅网蝽(Corythucha ciliata (Say, 1832))是一种原产于北美的高度入侵物种,自20世纪60年代以来已在北半球广泛蔓延。尽管其在全球范围内引发了广泛的问题,但这种害虫对中国的悬铃木属(Platanus spp.)构成了尤为显著的生态和经济威胁。为了评估在全球变化背景下该物种在中国的入侵潜力,本研究整合了其原产地和入侵地的分布数据,以及生物气候、地形和土地利用变量,分析了其生态位动态,并预测了未来的分布情况。采用质心偏移、重叠、未填充和扩张(COUE)框架,对原产地(北美)和入侵地(中国)之间的生态位偏移进行了量化。应用集成物种分布建模方法,在综合考虑气候和土地利用变化的情景下,预测了目前和未来该物种在中国的栖息地适宜性。结果显示,其在中国的生态位重叠度较低,且发生了显著扩张,表明其已向新的气候条件发生转移。等温性、最湿季平均温度和最冷季降水量是预测其栖息地适宜性的关键指标。当前的潜在分布区主要集中在华东和华中地区。对未来的预测表明,特别是在高排放情景下,其适宜栖息地将普遍缩小,但对城市地区的入侵风险却显著增加。预计亚热带森林地区仍将处于高度易感状态,这些发现突显了悬铃木方翅网蝽的气候适应能力。我们建议在处于高风险的亚热带地区实施严格的检疫,并增加城市行道树的多样性,以减轻未来的入侵风险。

Research contents

主要研究内容

(一)模型准确性与关键预测因子

本研究构建的集成模型表现出极佳的预测准确性(AUC值为0.98,TSS值为0.91)。模型结果表明气候变量是决定物种潜在分布的主要驱动力,其中等温性(贡献率55.1%)、最湿季平均温度(贡献率29.7%)和最冷季降水量(贡献率14.8%)是最关键的预测因子。

(二)气候生态位转移特征

原产地(北美)和入侵地(中国)的种群气候生态位重叠度较低(Schoener's D指数为0.046)。分析显示该物种在入侵地实现了显著的生态位扩张(扩张度达0.717),表明其已占据了原产地所没有的新的气候区域。

图 3. 基于环境主成分分析的悬铃木方翅网蝽原产地(北美)与入侵地(中国)气候生态位差异。(a) 悬铃木方翅网蝽的气候生态位重叠。白色箭头指示两个分布区之间的生态位质心偏移 。实线和虚线分别代表原产地(绿色)与入侵地(红色)中 100% 及 75% 的可用背景环境空间。(b) 生物气候变量在两个主成分轴(PC1 和 PC2)上的贡献率。(c) 生态位等效性检验结果。(d) 生态位相似性检验结果。红色箭头指示 Schoener's D 值。

(三)当前潜在分布格局

目前悬铃木方翅网蝽在中国的适宜栖息地主要集中在华东和华中地区,预测总面积约为216.19 × 10⁴ km²。适宜生境广泛分布于广东、广西、福建、湖南、湖北等省份。

图 5. 悬铃木方翅网蝽当前的潜在分布。分布图的左侧和右侧面板分别显示连续的与二元化的生境适宜性得分 。二元图是采用敏感性与特异性之和最大化的阈值所生成的。

(四)未来适宜栖息地的动态演变

在未来气候情景下,该物种的适宜栖息地预计将普遍缩减并趋于破碎化。其中,在2070年的高排放情景(SSP585)下,适宜区面积将面临最大幅度的收缩(缩小49%);而在2050年的低排放情景(SSP126)下,栖息地收缩幅度最小(缩小15.5%),且华东和华中地区仍将保持高度适宜。

图 6. 当前与未来不同情景下悬铃木方翅网蝽潜在分布的动态变化。

(五)城市与森林生态系统入侵风险差异

目前我国南方省份的亚热带森林区域面临着极高的入侵风险(暴露面积达74.42 × 10⁴ km²)。在未来情景中,尽管对森林的总体入侵风险有所下降,但适宜生境与城市用地的重叠度却持续上升,特别是在高排放情景下,表明未来受威胁的城市面积将显著增加。

图 7. 不同情景下悬铃木方翅网蝽对中国森林与城市区域的入侵风险评估。

图 8. 不同情景下中国面临悬铃木方翅网蝽入侵风险的森林与城市用地面积统计。

Conlusion

结论

本研究系统评估了悬铃木方翅网蝽在全球变化背景下对中国的入侵潜力,揭示了该物种在入侵过程中已发生显著的生态位扩张,并展现出强大的气候适应能力。综合物种分布模型预测显示,尽管未来气候变暖可能导致该害虫的总适宜栖息地面积在局部边缘地区收缩,但城市环境由于其微气候的缓冲作用和寄主植物的高度可获得性,面临的入侵风险将日益加剧;同时亚热带森林区域在所有预测情境下仍面临持续的高强度入侵压力。鉴于该害虫在其潜在分布区内仍具备向未被占据的适宜生境进一步扩散的风险,研究建议相关部门在高度适宜区优先建立早期监测与预警响应机制,并在城市绿化规划中积极增加行道树种的多样性,以此作为主动防控生物入侵的前瞻性策略,切实减轻其带来的深远生态与经济影响。

编者注:本文由“森度昆虫”整理编译,旨在传播昆虫学前沿知识,仅供学习交流。版权属于原作者,文中观点不代表本平台立场。由于学识有限,编译难免有误,恳请各位专家学者指正。如涉及版权问题,请联系后台处理。

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