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摘要：杏小食心虫[Grapholitha prunzvora(Walsh)]是多种核果的重要害虫。本研究在概述其分布、寄主及生物学特性的基础上，利用GARP生态位模型结合Desktop ArcGIS对杏小食心虫在中国的潜在分布进行了预测。研究表明：杏小食心虫在我国具有较大面积的适生范围，主要分布在北纬18°以北地区。根据预测结果提出针对杏小食心虫的风险管理措施。
关键词：杏小食心虫；GARP；GIS适生区
中图分类号：S 436．629
1 前言
杏小食心虫(Grapholitha prunivora)，属卷蛾科(Tortricidae)，小卷蛾亚科(Olethreutinae)，小食心虫属(Gmpholitha)，是多种核果的重要有害生物。卷蛾科内包括多种对果树果实产生严重危害的种类，如苹果蠹蛾[Cydia pomonella(L.)]、梨小食心虫[Gmpholitha molesta(Busek)]、梨蠹蛾(C.pyrivora Danilevsky)等。杏小食心虫与苹果蠹蛾、梨小食心虫、樱小食心虫(G.packardi Zeller)极其近似，4种卷蛾科害虫从形态和危害上都难以区分。该虫的寄主主要是蔷薇科植物，包括山楂属、李属、梨属、蔷薇属及石楠属，同时，还有危害橡树和榆树的报道。
根据EPPO2006年公布的Distribtltion Map ofQuarantine Pests for Europe，杏小食心虫分布在北美大部分水果产区，主要有加拿大马尼托巴省、不列颠哥伦比亚省、新斯科舍省、魁北克省、新不伦瑞克省、安大略省；美国宾夕法尼亚、威斯康星、俄勒冈、俄亥俄、缅因、阿肯色、佐治亚、爱达荷、伊利诺伊、印第安那、马里兰、马萨诸塞、密歇根、密苏里、弗吉尼亚、纽约、加利福尼亚、科罗拉多、西弗吉尼亚、华盛顿等大部分州。需要指出，根据Arakawa(1927)此EPPO数据将我国黑龙江列为分布区，但说明是不可靠记录；我国中山大学华立中教授在《中国昆虫名录》中也列入了该种，但未指出具体分布地点。日本植物检疫部门组织编写的一份资料指明该虫发生于北美；国际上卷蛾权威专著World cropPests 5：Tortricid Pests，Their Biology，NaturalEnemies and Control(1991)也指明杏小食心虫只是发生于北美的种类，并非欧亚种类；我国卷蛾分类专家刘友樵先生2002年出版的中国动物志卷蛾科并未收录杏小食心虫。综上所述可见，国内实无杏小食心虫发生，早期的记录应该属于误定。杏小食心虫的远距离传播虫态是幼虫或者蛹，幼虫蛀入寄主果实，或者蛹附在寄主植物繁殖材料中随着农产品贸易而进行传播。20世纪90年代以来，杏小食心虫逐步成为苹果贸易的检疫性有害生物。目前，杏小食心虫已被列入我国2007年5月公布的《中华人民共和国进境植物检疫有害生物名录》。本研究探讨了该虫的生物学特性及其在我国的适生区，以期为检疫部门提供决策支持，针对该虫在我国的适生区加强检疫措施，严防该虫入侵。
本研究运用基于遗传算法的Desktop GARP(Version 1.1.6)模型对杏小食心虫在我国的适生性进行分析，该软件可在www.lifemapper.org／desk-topgarp／网站上免费下载。所谓遗传算法，是以自然选择的生物进化过程为启发的计算模型。其基本计算过程是首先产生编码方式，其次产生初始群体，然后在此基础上计算初始群体适应值。如果不满足条件，再进行选择、交换或者变异，以产生新一代群体的适应性值。输入的已知物种分布点均匀的分成训练和检测数据。GARP模型根据物种已知分布点的数据进行多次重复运算来验证生态位参数，在计算生态因子的权重和潜在预测水平的基础上，决定是否将其列为模型的因子。最后，根据被检测的数据得出适应值，进而得出预测模型。
2.2 预测数据
利用GARP生态位模型进行潜在分布区预测时，需要研究对象在其所在的生态环境已达到生态平衡，故应选用研究对象已经达到稳定生态位的分布点数据进行研究。本研究在对杏小食心虫的分布数据进行整理和筛选后得出GARP软件所需预测数据。数据来源主要有4个方面，(1)CABI 1975年杏小食心虫的全世界分布数据(No.341)；(2)动物学纪录；(3)Internet检索杏小食心虫分布区果园监测数据；(4)杏小食心虫的其他相关文献，得出杏小食心虫分布具体位置的经纬度坐标进行分析。
2.3 预测方法
将筛选出的稳定分布点整理成Desktop GARP要求的Excel格式输入GARP软件，加载GARP软件提供的世界7个地区的环境层数据，每个环境层数据包括14个环境因子，如气温、生命带、海拔、土壤类型、太阳辐射和湿度等。选用经多次模拟运算得出最佳训练数据比例80％，循环次数为20次。结果输出选择栅格图形式。在GARP循环运行产生的20个运行结果中，需要选择最优化的结果作为本研究的结果，GARP模型在运行结束后有多项参数评估每次运行结果。本研究在众多结果中校验Omission(预测结果中忽略的目前已分布点所占比率)和Commission(预测结果中超出目前纪录的分布所占的比率)两项参数，选择依据为：(1)Omission和Commissicln呈负相关；(2)Omission≤5％，0为最佳，Commission数值水平为中等或者中等偏上。
预测得出的栅格图用Desktop ArcGIS进行分析，结合在基础地理信息系统下载的中华人民共和国地图(1:400万)得出杏小实心虫在我国的潜在分布。
3 结果与讨论
3.1 结果
经筛选杏小食心虫稳定分布点，导入AreGIS，得出结果如下图1所示，与杏小食心虫现有分布比较，去除了加拿大的新斯科舍省、魁北克省、新不伦瑞克省，美国的佐治亚州、马萨诸塞州以及密歇根州。
将GARP软件预测杏小食心虫在我国的适生区结果导入ArcGIS分析，结果如图2显示，从结果图中可以看出，显示0为不适生，1为适生，杏小食心虫在我国具有较大面积的适生范围，涉及除我国广东、广西、海南、香港、澳门等地区以外的所有省、市、自治区。其中适生面积较大的包括新疆、甘肃、内蒙、吉林、辽宁、河北、山西、宁夏、陕西、河南、山东、江苏、安徽、湖北、上海、浙江等地，适生面积几乎覆盖全省；四川、重庆、贵州、云南、湖南等地的适生面积也覆盖全省面积的1／2；另外，西藏、青海、黑龙江、台湾、江西、福建等省也有零星的适牛区。
3.2 讨论
GARP软件目前应用较为广泛，因其模型算法先进，且自带全世界各地区的环境层数据，预测时只需物种稳定分布数据即可。但是，由于杏小食心虫目前分布仅限于北美，条件所限不能现场调查该虫的准确分布经纬度数据，只能根据文献以及报道的果园监测数据对其进行分析。另外，GARP模型得出的结论不能给出预测物种的适生程度。此项缺陷可运用Climex软件结合分析来弥补。
杏小食心虫目前在我国没有分布，根据GARP软件得出的结论，该虫在我国的适生区覆盖所有其喜食寄主的主产区。我国是水果生产大国，杏小食心虫的喜食寄主苹果、梨等均在我国部分省区大面积种植。据2004～2006年全国农业统计年鉴统计显示，我国苹果主产区为河北、山西、辽宁、山东、河南、陕西、甘肃；梨主产区为河北、山东，新疆、安徽等地也有一定面积的梨种植。这就意味着杏小食心虫一旦传入上述适生区，便有适宜的寄主及生态环境加速其定殖扩散。目前，中国与北美贸易往来日益频繁，该虫对我国的水果生产具有潜在的威胁。因此，加强杏小食心虫的检疫监管工作也显得尤为重要，制定杏小食心虫风险管理措施很有必要。
应研究明确杏小食心虫的鉴定方法，尤其是幼虫的形态鉴定方法，并进行培训，以加强杏小食心虫入境检疫工作。也有必要考虑在高风险地点实施杏小食心虫的监测，并制订好应急处理预案。一旦发现杏小食心虫尤其幼虫，应立刻采取有效的根除措施，如摘除疫区果园相关寄主全部果实并销毁，采用性信息素及化学药剂诱杀等。
关键词：杏小食心虫；GARP；GIS适生区
中图分类号：S 436．629
1 前言
杏小食心虫(Grapholitha prunivora)，属卷蛾科(Tortricidae)，小卷蛾亚科(Olethreutinae)，小食心虫属(Gmpholitha)，是多种核果的重要有害生物。卷蛾科内包括多种对果树果实产生严重危害的种类，如苹果蠹蛾[Cydia pomonella(L.)]、梨小食心虫[Gmpholitha molesta(Busek)]、梨蠹蛾(C.pyrivora Danilevsky)等。杏小食心虫与苹果蠹蛾、梨小食心虫、樱小食心虫(G.packardi Zeller)极其近似，4种卷蛾科害虫从形态和危害上都难以区分。该虫的寄主主要是蔷薇科植物，包括山楂属、李属、梨属、蔷薇属及石楠属，同时，还有危害橡树和榆树的报道。
根据EPPO2006年公布的Distribtltion Map ofQuarantine Pests for Europe，杏小食心虫分布在北美大部分水果产区，主要有加拿大马尼托巴省、不列颠哥伦比亚省、新斯科舍省、魁北克省、新不伦瑞克省、安大略省；美国宾夕法尼亚、威斯康星、俄勒冈、俄亥俄、缅因、阿肯色、佐治亚、爱达荷、伊利诺伊、印第安那、马里兰、马萨诸塞、密歇根、密苏里、弗吉尼亚、纽约、加利福尼亚、科罗拉多、西弗吉尼亚、华盛顿等大部分州。需要指出，根据Arakawa(1927)此EPPO数据将我国黑龙江列为分布区，但说明是不可靠记录；我国中山大学华立中教授在《中国昆虫名录》中也列入了该种，但未指出具体分布地点。日本植物检疫部门组织编写的一份资料指明该虫发生于北美；国际上卷蛾权威专著World cropPests 5：Tortricid Pests，Their Biology，NaturalEnemies and Control(1991)也指明杏小食心虫只是发生于北美的种类，并非欧亚种类；我国卷蛾分类专家刘友樵先生2002年出版的中国动物志卷蛾科并未收录杏小食心虫。综上所述可见，国内实无杏小食心虫发生，早期的记录应该属于误定。杏小食心虫的远距离传播虫态是幼虫或者蛹，幼虫蛀入寄主果实，或者蛹附在寄主植物繁殖材料中随着农产品贸易而进行传播。20世纪90年代以来，杏小食心虫逐步成为苹果贸易的检疫性有害生物。目前，杏小食心虫已被列入我国2007年5月公布的《中华人民共和国进境植物检疫有害生物名录》。本研究探讨了该虫的生物学特性及其在我国的适生区，以期为检疫部门提供决策支持，针对该虫在我国的适生区加强检疫措施，严防该虫入侵。
本研究运用基于遗传算法的Desktop GARP(Version 1.1.6)模型对杏小食心虫在我国的适生性进行分析，该软件可在www.lifemapper.org／desk-topgarp／网站上免费下载。所谓遗传算法，是以自然选择的生物进化过程为启发的计算模型。其基本计算过程是首先产生编码方式，其次产生初始群体，然后在此基础上计算初始群体适应值。如果不满足条件，再进行选择、交换或者变异，以产生新一代群体的适应性值。输入的已知物种分布点均匀的分成训练和检测数据。GARP模型根据物种已知分布点的数据进行多次重复运算来验证生态位参数，在计算生态因子的权重和潜在预测水平的基础上，决定是否将其列为模型的因子。最后，根据被检测的数据得出适应值，进而得出预测模型。
2.2 预测数据
利用GARP生态位模型进行潜在分布区预测时，需要研究对象在其所在的生态环境已达到生态平衡，故应选用研究对象已经达到稳定生态位的分布点数据进行研究。本研究在对杏小食心虫的分布数据进行整理和筛选后得出GARP软件所需预测数据。数据来源主要有4个方面，(1)CABI 1975年杏小食心虫的全世界分布数据(No.341)；(2)动物学纪录；(3)Internet检索杏小食心虫分布区果园监测数据；(4)杏小食心虫的其他相关文献，得出杏小食心虫分布具体位置的经纬度坐标进行分析。
2.3 预测方法
将筛选出的稳定分布点整理成Desktop GARP要求的Excel格式输入GARP软件，加载GARP软件提供的世界7个地区的环境层数据，每个环境层数据包括14个环境因子，如气温、生命带、海拔、土壤类型、太阳辐射和湿度等。选用经多次模拟运算得出最佳训练数据比例80％，循环次数为20次。结果输出选择栅格图形式。在GARP循环运行产生的20个运行结果中，需要选择最优化的结果作为本研究的结果，GARP模型在运行结束后有多项参数评估每次运行结果。本研究在众多结果中校验Omission(预测结果中忽略的目前已分布点所占比率)和Commission(预测结果中超出目前纪录的分布所占的比率)两项参数，选择依据为：(1)Omission和Commissicln呈负相关；(2)Omission≤5％，0为最佳，Commission数值水平为中等或者中等偏上。
预测得出的栅格图用Desktop ArcGIS进行分析，结合在基础地理信息系统下载的中华人民共和国地图(1:400万)得出杏小实心虫在我国的潜在分布。
3 结果与讨论
3.1 结果
经筛选杏小食心虫稳定分布点，导入AreGIS，得出结果如下图1所示，与杏小食心虫现有分布比较，去除了加拿大的新斯科舍省、魁北克省、新不伦瑞克省，美国的佐治亚州、马萨诸塞州以及密歇根州。
将GARP软件预测杏小食心虫在我国的适生区结果导入ArcGIS分析，结果如图2显示，从结果图中可以看出，显示0为不适生，1为适生，杏小食心虫在我国具有较大面积的适生范围，涉及除我国广东、广西、海南、香港、澳门等地区以外的所有省、市、自治区。其中适生面积较大的包括新疆、甘肃、内蒙、吉林、辽宁、河北、山西、宁夏、陕西、河南、山东、江苏、安徽、湖北、上海、浙江等地，适生面积几乎覆盖全省；四川、重庆、贵州、云南、湖南等地的适生面积也覆盖全省面积的1／2；另外，西藏、青海、黑龙江、台湾、江西、福建等省也有零星的适牛区。
3.2 讨论
GARP软件目前应用较为广泛，因其模型算法先进，且自带全世界各地区的环境层数据，预测时只需物种稳定分布数据即可。但是，由于杏小食心虫目前分布仅限于北美，条件所限不能现场调查该虫的准确分布经纬度数据，只能根据文献以及报道的果园监测数据对其进行分析。另外，GARP模型得出的结论不能给出预测物种的适生程度。此项缺陷可运用Climex软件结合分析来弥补。
杏小食心虫目前在我国没有分布，根据GARP软件得出的结论，该虫在我国的适生区覆盖所有其喜食寄主的主产区。我国是水果生产大国，杏小食心虫的喜食寄主苹果、梨等均在我国部分省区大面积种植。据2004～2006年全国农业统计年鉴统计显示，我国苹果主产区为河北、山西、辽宁、山东、河南、陕西、甘肃；梨主产区为河北、山东，新疆、安徽等地也有一定面积的梨种植。这就意味着杏小食心虫一旦传入上述适生区，便有适宜的寄主及生态环境加速其定殖扩散。目前，中国与北美贸易往来日益频繁，该虫对我国的水果生产具有潜在的威胁。因此，加强杏小食心虫的检疫监管工作也显得尤为重要，制定杏小食心虫风险管理措施很有必要。
应研究明确杏小食心虫的鉴定方法，尤其是幼虫的形态鉴定方法，并进行培训，以加强杏小食心虫入境检疫工作。也有必要考虑在高风险地点实施杏小食心虫的监测，并制订好应急处理预案。一旦发现杏小食心虫尤其幼虫，应立刻采取有效的根除措施，如摘除疫区果园相关寄主全部果实并销毁，采用性信息素及化学药剂诱杀等。