缶汾气候变化对蚱蝉始鸣期的影响初探

不同生态类型蝗区东亚飞蝗发生期气象预报
王欣璞;姚树然
【期刊名称】《华北农学报》
【年(卷),期】2007(022)B10
【摘要】气象条件是影响东亚飞蝗发生期早晚的重要因子，建立发生期的气象因子预报对虫害的防治十分必要。

通过对河北省不同生态类型蝗区东亚飞蝗1980—2003年发生期资料及同期气象资料用合成分析法进行分析，筛选影响东亚飞蝗发生期早晚的关键气象因子，用逐步回归分析方法建立不同生态类型蝗区东亚飞蝗发生期的预报方程。

通过历史回查，并在2004年至2005年进行试报，误差一般在4d以内，可以纳入业务运行。

【总页数】5页(P204-208)
【作者】王欣璞;姚树然
【作者单位】兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;河北省气象局,河北石家庄050021;河北省气象科学研究所,河北石家庄050021
【正文语种】中文
【中图分类】S165
【相关文献】
1.滨湖蝗区各生态因子对东亚飞蝗发生密度的影响 [J], 张建华;阮庆友;于延丽;葛秋岭;张秀容
2.安徽省东亚飞蝗蝗区分布及不同类型蝗区生态控蝗技术应用 [J], 张启勇
3.不同生态类型蝗区东亚飞蝗发生期气象预报 [J], 王欣璞;姚树然
4.中国东亚飞蝗新类型蝗区—海南热带稀树草原蝗区的生态地理特征及其与大沙[J], 丁岩钦
5.两个不同生态特征蝗区东亚飞蝗的两种代谢酶 [J], 贺艳萍;刘新;马恩波
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第５１卷第１１期东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报Ｖｏｌ．５１Ｎｏ．１１２０２３年１１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＯＲＴＨＥＡＳＴＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＮｏｖ．２０２３１）２０２２年林业有害生物防控项目（１１０１０９２２２１０２０００００６２３－ＸＭ００１）㊂第一作者简介：杨景林，男，１９８４年３月生，北京市门头沟区林业工作站，工程师㊂Ｅ－ｍａｉｌ：２４９００４３６０＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂通信作者：周玉婷，北京林业大学林学院，博士研究生㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｙｕｔｉｎｇ７２５＠１６３．ｃｏｍ㊂㊀㊀㊀㊀宗世祥，北京林业大学林学院，教授㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｏｎｇｓｘ＠１２６．ｃｏｍ㊂收稿日期：２０２３年６月１日㊂责任编辑：李春雪㊂气候变化对斑衣蜡蝉在中国潜在适生区分布的影响１）杨景林㊀王涛周玉婷㊀宗世祥㊀㊀㊀（北京市门头沟区林业工作站，北京，１０２３００）㊀㊀㊀㊀㊀㊀（北京林业大学）㊀㊀㊀㊀㊀摘㊀要㊀为预防中国常见的园林害虫斑衣蜡蝉（Ｌｙｃｏｒｍａｄｅｌｉｃａｔｕｌａ）对以臭椿（Ａｉｌａｎｔｈｕｓａｌｔｉｓｓｉｍａ）为主的园林绿化树种造成危害，结合长期实地调查数据和网络数据库收集的物种分布数据，利用物种分布模型最大熵（Ｍａｘ⁃Ｅｎｔ）模型，对斑衣蜡蝉在中国历史（１９７１ ２０００年）和未来４个时间段（２０２１ ２０４０年，２０４１ ２０６０年，２０６１ ２０８０年㊁２０８１ ２１００年）气候场景的适生区进行了预测，通过对比历史和未来时期的预测结果，分析了气候变化对斑衣蜡蝉在中国潜在适生区分布的影响㊂结果表明：历史气候场景，斑衣蜡蝉的适生区将广泛分布于中国东部和中部地区，且适生概率自东向西逐渐降低；未来气候变化将导致斑衣蜡蝉的适生区逐渐向北迁移，同时中国北方的适生概率逐渐加强，而中部和南部地区的适生概率将逐渐降低㊂因此，在斑衣蜡蝉防治中，在东部地区应持续加大防治力度，将其种群密度遏制在较低水平；同时也应加强对其他气候适宜地区的主要寄主树种的虫情监测和预警㊂关键词㊀斑衣蜡蝉，气候变化，适生区，最大熵模型分类号㊀Ｓ７６３．３ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅｏｎｔｈｅＰｏｔｅｎｔｉａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＬｙｃｏｒｍａｄｅｌｉｃａｔｕｌａ（Ｈｏｍｏｐｔｅｒａ：Ｆｕｌｇｏｒｉｄａｅ）ｉｎＣｈｉ⁃ｎａ／／ＹａｎｇＪｉｎｇｌｉｎ，ＷａｎｇＴａｏ（ＢｅｉｊｉｎｇＭｅｎｔｏｕｇｏｕＦｏｒｅｓｔｒｙＳｔａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２３００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）；ＺｈｏｕＹｕｔｉｎｇ，ＺｏｎｇＳｈｉｘｉａｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）／／ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０２３，５１（１１）：１５０－１５６．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｃｏｍｍｏｎｆｏｒｅｓｔｒｙｐｅｓｔｉｎＣｈｉｎａ，Ｌｙｃｏｒｍａｄｅｌｉｃａｔｕｌａ，ｆｒｏｍｈａｒｍｉｎｇｍａｎｙｌａｎｄｓｃａｐｅｔｒｅｅｓｏｆＡｉ⁃ｌａｎｔｈｕｓａｌｔｉｓｓｉｍａ，ｗｅｃｏｍｂｉｎｅｄｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓｄａｔａｆｒｏｍｔｈｅｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｆｉｅｌｄｓｕｒｖｅｙａｎｄｔｈｅｏｎｌｉｎｅｄａｔａｂａｓｅ，ｔｈｅｎｕｓｅｄｔｈｅｓｐｅｃｉｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｏｄｅｌＭａｘＥｎｔｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＬ．ｄｅｌｉｃａｔｕｌａｕｎｄｅｒｔｈｅｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ（１９７０－２０００）ａｎｄｆｏｕｒｆｕｔｕｒｅｐｅｒｉｏｄｓ（２０２１－２０４０，２０４１－２０６０，２０６１－２０８０ａｎｄ２０８１－２１００）ｃｌｉｍａｔｅｓｃｅｎａｒｉｏｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｏｎｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓｕｎｄｅｒｈｉｓｔｏｒｉｃａｌａｎｄｆｕｔｕｒｅｓｃｅｎａｒｉｏｓ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｃｌｉｍａｔｅｓｃｅｎａｒｉｏ，ｔｈｅｃｌｉｍａｔｉｃｓｕｉｔａｂｌｅｒｅｇｉｏｎｓｏｆＬ．ｄｅｌｉｃａｔｕｌａｗｉｄｅｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｔｈｅｅａｓｔ⁃ｅｒｎａｎｄｃｅｎｔｒａｌＣｈｉｎａ，ｗｉｔｈｔｈｅｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｇｒａｄｕａｌｌｙｆｒｏｍｅａｓｔｔｏｗｅｓｔ．Ｆｕｔｕｒｅｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｗｉｌｌｌｅａｄｔｏｔｈｅｎｏｒｔｈｗａｒｄｓｈｉｆｔｏｆｔｈｅｃｌｉｍａｔｉｃｓｕｉｔａｂｌｅｒｅｇｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｅｓｔ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｆｉｔｎｅｓｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｗｉｌｌｇｒａｄｕａｌｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｉｎｃｅｎｔｒａｌａｎｄｓｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｗｉｌｌｇｒａｄｕａｌｌｙｄｅｃｒｅａｓｅ，ｗｈｉｌｅｔｈａｔｉｎｃｅｎｔｒａｌａｎｄｎｏｒｔｈｅｒｎｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｉｍｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｗｅｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｅａｓｔｅｒｎＣｈｉｎａｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎｓｉｓｔｅｄｏｎｔｏｃｏｎｔａｉｎｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙａｔａｌｏｗｌｅｖｅｌ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｏｔｈｅｒｃｌｉｍａｔｉｃｓｕｉｔａｂｌｅｒｅｇｉｏｎｓｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｐｅｓｔｆｒｏｍｓｐｒｅａｄｉｎｇｉｎｔｏｆｏｒｅｓｔｓａｎｄｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｓｅｒｉｏｕｓｄａｍａｇｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀Ｌｙｃｏｒｍａｄｅｌｉｃａｔｕｌａ；Ｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ；Ｃｌｉｍａｔｉｃｓｕｉｔａｂｌｅｒｅｇｉｏｎｓ；ＭａｘＥｎｔ㊀㊀斑衣蜡蝉（Ｌｙｃｏｒｍａｄｅｌｉｃａｔｕｌａ）隶属于半翅目（Ｈｅｍｉｐｔｅｒａ），蜡蝉科（Ｆｕｌｇｏｒｉｄａｅ）［１］㊂由于其大龄若虫的通红身体上伴有黑色和白色斑纹，十分具有辨识度，因此也俗称 花姑娘 ㊁ 椿蹦 ㊁ 花蹦蹦 ㊁ 灰花蛾 等㊂斑衣蜡蝉在中国分布十分广泛，包括陕西㊁辽宁㊁山东㊁河南㊁河北㊁北京㊁江苏㊁四川㊁浙江㊁福建及台湾等地［２］㊂斑衣蜡蝉是中国常见的园林害虫之一，寄主主要为害臭椿（Ａｉｌａｎｔｈｕｓａｌｔｉｓｓｉ⁃ｍａ），同时还对槐树（Ｓｔｙｐｈｎｏｌｏｂｉｕｍｓｐｐ．）㊁杨树（Ｐｏｐｕｌｕｓｓｐｐ．）㊁珍珠梅（Ｓｏｒｂａｒｉａｓｏｒｂｉｆｏｌｉａ）㊁海棠（Ｍａｌｕｓｓｐｅｃｔａｂｉｌｉｓ）㊁桃（Ａｍｙｇｄａｌｕｓｓｐｐ．）㊁葡萄（Ｖｉｔｉｓｖｉｎｉｆｅｒａ）㊁石榴（Ｐｕｎｉｃａｇｒａｎａｔｕｍ）等３０余种植物造成危害［２］㊂在取食植物的过程中，斑衣蜡蝉通常数十只呈直线状排列，各自以刺吸式口器刺入植物的叶背㊁新梢等部位，吸食植物汁液，直接导致植物产生物理性伤口，并致其嫩梢萎蔫和畸形［３］㊂同时，植物破损处为其他病菌的侵入创造机会，造成多种病害并发㊂此外，由于斑衣蜡蝉的分泌物（蜜露）极易招引蜜蜂和蝇类的舔吸，常诱发寄主植物的煤污病，从而造成间接伤害［２，４］㊂根据野外调查，斑衣蜡蝉在中国一般１ａ发生１代，以卵越冬㊂翌年春末（４月下旬左右）开始孵化为若虫，经４次蜕皮后至６月末出现成虫，８月下旬成虫开始交尾和产卵［４－５］㊂在日常防控中，通过宏观生态调控和关键区域的重点监控防治，能够将斑衣蜡蝉的种群发生密度控制在较低危害水平，尽可能减少其对国内常见园林绿化树种和经济树种的危害㊂根据联合国政府间气候变化专门委员会（ＩＰＣＣ）第五次评估报告（ＡＲ５），全球地表正在经历持续的升温过程，１８８０ ２０１２年，全球平均气温已升高约０．８５ħ［６］㊂中国是受到气候变化影响最显著的国家之一，自２０世纪中叶以来，我国的温度上升速率明显高于全球其他国家的同期水平，这对我国农林业发展和生态系统稳定产生了总体弊大于利的影响［６－７］㊂昆虫作为变温动物，对环境温度的变化十分敏感㊂根据学者们的研究，气候变化对昆虫的影响主要包括以下５个方面：①改变昆虫的物候，加快昆虫的生长发育速率；②拓宽昆虫的适生区域，导致其地理分布扩大；③导致昆虫与寄主植物的同步性改变；④导致昆虫的种群数量发生变化；⑤改变昆虫的种群基因，促进物种进化［８］㊂已有研究分析了气候变化场景下斑衣蜡蝉在韩国的适生区分布及变化，并且发现未来气候条件将有助于该虫进一步扩张其适生范围，表明其对气候变化具有一定的敏感性［９］㊂但是，目前尚未有关于气候变化对斑衣蜡蝉在中国的适生区影响的相关研究，因此亟待通过相关模型进行预测分析，以明确该虫在当前气候和未来气候场景潜在的分布范围和风险区域㊂物种分布模型（ＳＤＭｓ）主要是利用物种的分布数据（主要是发生数据）与环境观测数据，依据特定的算法估计物种的生态位，并投影到景观中，以概率的形式反映物种对生境的偏好程度，结果可以解释为物种出现的概率㊁生境适宜度或物种丰富度等［１０］㊂物种分布模型在生态环境学研究中应用十分广泛，如生物入侵风险评估［１１］㊁病虫害防治［１２］㊁濒危物种保护［１３］㊁物种与气候环境间关系分析［１４］等㊂近年来，随着计算机技术的进步㊁统计科学的发展及地理信息系统（ＧＩＳ）技术的快速发展，物种分布模型衍生出了多种模型算法，应用较多的包括ＣＬＩＭＥＸ模型㊁最大熵（ＭａｘＥｎｔ）模型以及人工神经网络㊂其中，最大熵（ＭａｘＥｎｔ）模型因为其稳定的预测性能㊁简单的操作方法和灵活的参数设置被广泛应用于植物［１５］㊁昆虫［１６］㊁真菌［１７］等诸多种类的生物适生区预测研究㊂本研究在充分收集斑衣蜡蝉在中国的已知分布点的基础上，依托最大熵（ＭａｘＥｎｔ）模型，在历史（１９７０ ２０００年）气候条件对其在中国的适生区进行推测，同时对未来气候场景（２０２１ ２０４０年，２０４１ ２０６０年，２０６１ ２０８０年和２０８１ ２１００年）的适生区进行预测，并且通过对比，分析气候变化对其适生区的影响㊂以期为当前斑衣蜡蝉的精准防控和区域化治理提供范围参考，为该虫进一步的扩散传播风险分析㊁精准监测和科学防治提供理论参考㊂１㊀材料和方法１．１㊀斑衣蜡蝉的发生点数据通过检索全球生物多样性信息服务网络平台（ＧＢＩＦ）㊁阅读整理中国知网（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／）收录的斑衣蜡蝉有关文献和野外实地踏查三种途径，广泛收集斑衣蜡蝉在中国境内的分布记录［３，５］㊂经谷歌地图软件逐一校准后，整理得到准确的经纬度信息，最终共收集到分布点２６３个㊂考虑到本研究中所采用的环境变量分辨率为２．５ｍｉｎ，因此，通过Ｒ包ｓｐＴｈｉｎ将收集到的发生点进行稀疏处理，稀疏范围为５ｋｍ，以减少采样偏差对预测结果的影响［１８］㊂最终保留分布点１４６个，用于模型构建，具体分布点如图１所示㊂本图基于自然资源部标准地图服务系统网站下载的审图号为ＧＳ（２０２０）４６１９号的标准地图制作，底图无修改㊂图１㊀斑衣蜡蝉在中国的已知分布点１．２㊀环境数据的获取及处理本研究所使用的历史和未来环境数据均下载自Ｗｏｒｌｄｃｌｉｍ网站２．１版本（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｗｏｒｌｄｃｌｉｍ．ｏｒｇ／），Ｗｏｒｌｄｃｌｉｍ网站提供了全球范围内不同分辨率的历史和未来场景的１９种生物气候数据（ｂｉｏ１ ｂｉｏ１９），被广泛用于物种分布模型的构建和预测㊂对于历史气候数据，从Ｗｏｒｌｄｃｌｉｍ网站下载分辨率为２．５ｍｉｎ的１９种生物气候数据图层，涵盖的时间段为１９７１ ２０００年㊂对于未来气候数据，从Ｗｏｒｌｄ⁃ｃｌｉｍ提供的第六次国际耦合模式比较计划（ＣＭＩＰ６）的４种共享社会经济途径（ＳＳＰｓ），即ＳＳＰ１２６㊁ＳＳＰ２４５㊁ＳＳＰ３７０和ＳＳＰ５８５中，选择ＳＳＰ２４５代表中等强度的未来气候场景，并下载中国气象局北京气候中心开发的ＢＣＣ－ＣＳＭ１－１模型模拟的不同时间段生物气候变量，气候变量的分辨率与历史气候数１５１第１１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杨景林，等：气候变化对斑衣蜡蝉在中国潜在适生区分布的影响据保持一致，涵盖的时间段包括２０２１ ２０４０年㊁２０４１ ２０６０年㊁２０６１ ２０８０年和２０８１ ２１００年㊂利用ＡｒｃＧＩＳ１０．６软件将全球范围的生物气候数据裁切至中国范围用于模型构建，并转化为ＡＳＣＩＩ格式㊂由于Ｗｏｒｌｄｃｌｉｍ提供的１９个生物气候变量之间可能存在共线性关系，如果全部用于模型构建，可能导致模型的过度拟合和对未来预测的失准［１９］㊂因此，本研究对１９个环境变量进行以下３个方面的筛选：①计算发生点处的环境变量的Ｐｅａｒ⁃ｓｏｎ相关性，当相关性大于０．８时，认为２个变量之间具有较强的相关性，考虑删除其中１个；②利用全部１９个模型和默认模型参数构建初始最大熵模型，并利用刀切法对全部１９个变量的共线性进行排序，逐一排除每对具有强相关性的变量组中贡献率较低的单个变量；③根据斑衣蜡蝉偏好湿润环境的生物学习性［３］，最终筛选出用于模型构建和预测的变量集㊂１．３㊀模型构建及参数优化最大熵（ＭａｘＥｎｔ）模型是一种通过寻找物种最大熵的概率分布来估计目标概率分布的建模算法，可根据物种的发生数据及研究区域的环境数据，对物种在不同区域的适生概率给出连续性预测值［２０］㊂因此，本研究选用ＭａｘＥｎｔ３．４．４作为建模工具，并对其内置参数进行优化㊂最大熵模型中，最重要的内置参数为特征种类组合（ＦＣ）和正则化系数（ＲＭ），前者通过从５种特征类型，即线性（Ｌ）㊁二次（Ｑ）㊁乘积（Ｐ）㊁阈值（Ｔ）㊁片段（Ｈ）中，选择不同的类型和组合来保证环境变量与物种分布之间更灵活和准确的拟合，而后者则可以控制模型复杂度以避免过度拟合，二者合理搭配，能够获得最佳的模型拟合优度［２１］㊂ＭａｘＥｎｔ软件模型默认的特征种类组合（ＦＣ）为ＬＱＨ，正则化系数（ＲＭ）为１，并不完全适用于所有的目标物种㊂为了优化这一参数组合，本研究利用Ｒ包ＥＮＭｅｖａｌ和筛选后的环境变量，运行指定特征种类组合（ＦＣ）和正则化系数（ＲＭ）范围的所有组合模型，并通过指标赤池（Ａｋａｉｋｅ）信息量准则校正值（ＡＩＣｃ）变化量对其表现进行评估，Ａｋａｉｋｅ信息量准则校正值反映了模型的拟合优度和复杂度，具有最低校正值（即变化量为０）的模型被视为当前模型组中的最佳模型，据此筛选出最佳的特征种类组合和正则化系数参数组合㊂ＥＮＭｅｖａｌ包运行中，设置正则化系数（ＲＭ）变化范围为０．５ １０．０，每次增加０．５；特征种类组合（ＦＣ）的组合类型包括Ｌ㊁ＬＱ㊁Ｈ㊁ＬＱＨ㊁ＬＱＨＰ和ＬＱＨＰＴ［２２－２３］㊂１．４㊀模型预测与结果分析方法利用优化后的模型内置参数和筛选后的历史气候数据构建模型，通过设置１０次交叉验证对模型进行训练和验证，利用受试者工作特征曲线（ＲＯＣ）下面积（ＡＵＣ）和真实技能统计（ＴＳＳ）双重指标评估模型性能㊂当受试者工作特征曲线（ＲＯＣ）下面积（ＡＵＣ）值大于０．９，真实技能统计（ＴＳＳ）值大于０．５时，一般可认为模型预测性能值得信赖［２４］㊂预测结果输出类型为默认的Ｃｌｏｇｌｏｇ，输出格式为ａｓｃ㊂为了进一步预测斑衣蜡蝉在气候变化场景的潜在分布，分别将未来４个时间段（即２０２１ ２０４０年㊁２０４１ ２０６０年㊁２０６１ ２０８０年和２０８１ ２１００年）相对应的环境变量导入至已构建的最大熵模型，分别获取斑衣蜡蝉在不同未来时间段的潜在分布㊂利用ＡｒｃＧＩＳ１０．６软件将最大熵模型的输出结果分别进行制图，以颜色的渐变体现斑衣蜡蝉在不同地区适生概率的差异㊂为了分析气候变化对斑衣蜡蝉在中国不同地区适生概率的潜在影响，以历史气候场景的预测结果为基准，分别计算未来４个时间段的预测结果与基准结果之差，正值表示适生概率的增加，负值表示适生概率的降低㊂在此基础上，本研究进一步比较了不同未来时期与历史时期适生概率值每增加和减少０．２的像元比例，以分析气候变化导致不同程度适生概率变化范围的差异㊂２㊀结果与分析２．１㊀变量筛选与模型性能初始模型中，１９个环境变量的贡献率及其Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析结果如表１㊁图２所示，通过筛选贡献率高且与其他变量相关性低的变量，确定用于模型构建的变量为ｂｉｏ３（等温性）㊁ｂｉｏ６（最冷月份的最低温度）㊁ｂｉｏ８（最湿季度的平均温度）㊁ｂｉｏ１０（最暖季节的平均温度）和ｂｉｏ１３（最湿月份的降水量）㊂将选定变量用于最大熵模型参数优化，最终确定最佳特征种类组合（ＦＣ）和正则化系数（ＲＭ）参数组合为ＬＱＨＰＴ＋１．５㊂经过１０次交叉验证计算，得到的校准后模型受试者工作特征曲线（ＲＯＣ）下面积（ＡＵＣ）值为０．９４７８，真实技能统计（ＴＳＳ）值为０．７９４，表明模型的预测结果具有较高的准确性㊂２．２㊀历史和未来气候条件斑衣蜡蝉的潜在分布利用校准后的最大熵模型分别预测斑衣蜡蝉在历史（１９７１ ２０００年）和未来４个时间段（２０２１ ２１００年）于中国境内的潜在分布范围，结果如图３所示㊂在历史气候条件下，斑衣蜡蝉适生于中国东部和中部的大部分区域，除了新疆中部的局部适生区外，其适生区的北界可至辽宁省中部，南界可至广西省东北部，西界可至四川省中部㊂模型预测的适２５１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷生概率在东部及沿海地区最高，向西逐渐降低㊂北京㊁天津㊁河北㊁山东㊁江苏等地的气候条件非常适宜斑衣蜡蝉的定殖㊂表１㊀１９个环境变量在发生点处的相关系数环境变量相关系数ｂｉｏ１ｂｉｏ２ｂｉｏ３ｂｉｏ４ｂｉｏ５ｂｉｏ６ｂｉｏ７ｂｉｏ８ｂｉｏ９ｂｉｏ１０ｂｉｏ１１ｂｉｏ１２ｂｉｏ１３ｂｉｏ１４ｂｉｏ１５ｂｉｏ１６ｂｉｏ１７ｂｉｏ１８ｂｉｏ１９ｂｉｏ１１．００ｂｉｏ２－０．７３１．００ｂｉｏ３－０．５５０．８７１．００ｂｉｏ４－０．６８０．８５０．４８１．００ｂｉｏ５０．７８－０．１９－０．１９－０．１１１．００ｂｉｏ６０．９３－０．９０－０．６５－０．８９０．５０１．００ｂｉｏ７－０．７３０．９５０．６６０．９７－０．１５－０．９３１．００ｂｉｏ８０．４９－０．１７－０．３２０．１２０．６６０．２７－０．０４１．００ｂｉｏ９０．９１－０．８５－０．６４－０．８２０．５３０．９５－０．８６０．２９１．００ｂｉｏ１００．９０－０．４４－０．４２－０．２８０．９５０．６７－０．３７０．７２０．６９１．００ｂｉｏ１１０．９５－０．８４－０．５８－０．８６０．５７０．９９－０．８９０．３００．９５０．７２１．００ｂｉｏ１２０．７０－０．７９－０．５３－０．８４０．２５０．８３－０．８５－０．０７０．７８０．４００．８２１．００ｂｉｏ１３０．３６－０．２７－０．１８－０．２２０．２３０．３２－０．２７０．０７０．２９０．３２０．３３０．６１１．００ｂｉｏ１４０．７８－０．８６－０．７０－０．８１０．３６０．８８－０．８５０．１００．８８０．５２０．８６０．９００．３８１．００ｂｉｏ１５－０．６７０．８３０．５６０．９２－０．１９－０．８６０．９００．０３－０．８１－０．３３－０．８３－０．７９－０．０４－０．８６１．００ｂｉｏ１６０．５４－０．５４－０．３６－０．５３０．２４０．５８－０．５７－０．０１０．５４０．３７０．５８０．８５０．９１０．６４－０．３８１．００ｂｉｏ１７０．７７－０．８４－０．６６－０．８１０．３７０．８７－０．８４０．０５０．８６０．５２０．８６０．９４０．４３０．９９－０．８６０．６９１．００ｂｉｏ１８０．４６－０．５０－０．４０－０．４００．１９０．４９－０．４８０．１８０．４５０．３５０．４７０．７４０．９１０．５５－０．２７０．９２０．５８１．００ｂｉｏ１９０．７６－０．８２－０．６３－０．８００．３６０．８６－０．８３０．０２０．８７０．５００．８５０．９４０．４５０．９８－０．８４０．７１０．９９０．５９１．００图２㊀１９个环境变量在最大熵模型中的贡献率在未来气候条件下，随着时间的推进，斑衣蜡蝉的适生区在新疆的范围将不断扩大，同时适生概率不断增加㊂除新疆外，其适生区的北部边界将逐渐跨越整个辽宁省，直至吉林省西部和黑龙江省南部，同时逐渐占据内蒙古西部大部分区域，而其南部边界则将逐渐南移至湖南省和江西省中部地区㊂与历史气候条件的变化规律相似，适生概率呈现出自东向西逐渐降低的趋势㊂辽宁㊁河北㊁北京㊁天津㊁山东等地的气候条件对于斑衣蜡蝉将非常适宜㊂２．３㊀气候变化对斑衣蜡蝉适生区分布的影响以历史气候条件的预测结果为基准，分别用未来不同时期气候条件的预测结果与之相减，获得差值的分布，以分析气候变化对斑衣蜡蝉在中国适生概率的影响，结果如图４所示㊂适生概率的未来与历史差值整体呈现北正南负的格局，且随着时间的推移，变化幅度不断增大㊂在２０２１ ２０６０年期间，中国中部和北部区域的适生概率将随着气候变化而升高，尤其是在新疆北部㊁内蒙古西部和东南部㊁河北北部㊁辽宁等地，适生概率升高幅度最为显著；而在中国南部地区，如湖南㊁江西㊁贵州等地的适生概率将随气候变化而降低；随着时间推进，适生概率降低的范围在２０６１ ２１００年期间向北扩张，导致中国中部和南部区域适生概率将随气候变化而降低，而中国北部地区的适生概率将随气候变化而升高，升高最为显著的区域集中在辽宁与内蒙古东南部相接区域㊂通过比较具有不同适生概率差值的区域的面积比例（图５）可以看出，虽然中国境内大部分区域的适生概率都将随气候变化而发生变化，但变化幅度普遍较小（ʃ０．１），且以适生性增加约０．１为主要变化趋势㊂此外，相较于发生适生概率降低的区域而言，发生适生概率升高的区域所占面积比例更大㊂３㊀结论与讨论本研究结合最大熵模型，预测了斑衣蜡蝉在中国历史和未来气候条件的潜在分布，结果表明，该昆虫在中国的适生区范围广阔，包含了中部和东部的大部分地区，而未来气候变化将导致该虫的适生区向北发生迁移，新疆北部逐渐适宜该虫定殖㊂同时，北方的适生概率增加，而南方的适生概率降低㊂预测结果为相关领域从业者提供了参考，一方面，可以根据预测结果划定管控范围，同时根据不同地区的气３５１第１１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杨景林，等：气候变化对斑衣蜡蝉在中国潜在适生区分布的影响候条件对斑衣蜡蝉的适宜性差异采取差异化管理方案，如在北京㊁河北㊁山东等斑衣蜡蝉高度适生地区，应该采取更严格的管控措施，以降低斑衣蜡蝉的种群密度，减少其对寄主植物的危害，而在湖南㊁江西㊁福建等气候适宜性较低的地区，可在若幼虫㊁成虫产卵等关键时期采取适当措施，即可有效控制害虫发生，充分平衡管理成本和效果［２５－２６］；另一方面，分布区随气候变化呈现出的北迁趋势为该虫的监测预警提供重要信息，辽宁㊁内蒙古和新疆等地应该采取严密的监控措施，防止该虫在未来时期的爆发成灾㊂图３㊀历史（１９７１ ２０００年）和未来（２０２１ ２１００年）气候场景斑衣蜡蝉在中国的潜在分布图４㊀模型预测的斑衣蜡蝉适生概率在未来不同时期和历史气候条件之间的差值分布４５１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷图５㊀未来和历史气候条件的不同适生概率差值所占据的面积比例根据斑衣蜡蝉的生物学研究结果，该虫在中国一般１ａ发生１代，孵化盛期出现于春末夏初，偏好温暖干燥的气候环境［５］㊂根据往年的观察经验，该虫爆发的严重程度与当年气候条件关系密切，如果雨季遭遇湿度大且气温低的不良条件，斑衣蜡蝉的存活率会大幅降低，进而导致其入冬前产卵量的降低和翌年虫口密度的下降［２］㊂本研究中，根据变量在初始模型中的贡献率选择了ｂｉｏ３（等温性）㊁ｂｉｏ６（最冷月份最低温度）和ｂｉｏ１０（最暖季的平均温度）来描述环境温度的变化范围，并选择ｂｉｏ８（最湿季的平均温度）和ｂｉｏ１３（最湿月份的降水量）来描述雨季降水和温度变化对斑衣蜡蝉生长的限制，最终构建的模型中，ｂｉｏ６和ｂｉｏ３的贡献率最为突出，表明环境中的低温胁迫及温度稳定性是影响斑衣蜡蝉生长最为关键的因素，这也与其观测到的生物学特征一致㊂由此推断，受到未来气候变暖的影响，中国东北地区原本限制斑衣蜡蝉的低温胁迫将逐渐减弱，引起斑衣蜡蝉种群的北迁，及其在北方地区适生性的加强㊂类似的变化趋势也在其他害虫中被观测到，如有研究表明，美国白蛾（Ｈｙｐｈａｎｔｒｉａｃｕｎｅａ）［２７］㊁红脂大小蠹（Ｄｅｎｄｒｏｃｔｏｎｕｓｖａｌｅｎｓ）［２８］㊁苹果蠹蛾（Ｃｙｄｉａｐｏｍｏｎｅｌｌａ）［２９］等的潜在分布范围将会随着气候变化不断向高纬度地区扩张，因此警示我们应该关注气候变化对高纬度地区生态系统稳定造成的潜在风险［３０－３２］㊂本研究并未考虑寄主因素对斑衣蜡蝉分布的影响㊂斑衣蜡蝉作为中国常见的刺吸类害虫之一，其寄主范围十分广泛㊂除了常见的乔木树种，如臭椿㊁楝树（Ｍｅｌｉａａｚｅｄａｒａｃｈ）㊁合欢（Ａｌｂｉｚｉａｊｕｌｉｂｒｉｓｓｉｎ）㊁刺槐（Ｒｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ）㊁榆树（Ｕｌｍｕｓｓｐｐ．）㊁杨树（Ｐｏｐｕｌｕｓｓｐｐ．）等［４］，也会对葡萄（Ｖｉｔｉｓｖｉｎｉｆｅｒａ）㊁桃（Ｐｒｕｎｕｓｐｅｒｓｉｃａ）㊁李（Ｐｒｕｎｕｓｓａｌｉｃｉｎａ）等多种经济类作物造成严重危害［３３－３４］㊂这些植物在中国的栽种和自然分布范围均十分广阔，因此提供了斑衣蜡蝉定殖和扩散的基本寄主条件㊂在气候条件适宜的地区，寄主不太可能成为限制斑衣蜡蝉分布和扩散的关键因素㊂此外，在很多地区的园林绿化区和果树种植区，植物配置均呈单一化，这为斑衣蜡蝉的大量爆发创造了更佳的寄主条件，同时也令这些区域的寄主植物受到更大的威胁㊂因此，我们建议在这些区域中增加植物多样性，通过引入抗性植物和其他寄主植物，降低对主要植物的威胁，增强其自身对病虫害的抵抗力㊂本研究使用最大熵模型，结合气候因素，分析了斑衣蜡蝉在中国的分布和扩散风险，但仍存在一定的不足㊂首先，本文仅考虑了温度和降水两方面因素对斑衣蜡蝉分布的影响，但是其最终的实际分布也受到光照㊁土壤等其他环境因素，寄主㊁天敌等生物因素的影响，这是本模型中没有考虑到的因素［３５］；其次，模型的预测表现受到分布点采集㊁环境变量选择和模型算法等其他因素的影响，可能呈现出细微的差异㊂虽然最大熵模型被证实具有较为稳健的预测性能，且我们通过采纳多渠道数据确保分布点的完备，但是这些因素带来的潜在偏差仍是我们在解读预测结果时，需要额外考虑的不确定性因素；最后，在对未来气候场景的预测中，我们仅选择了单一排放场景下单一全球气候模型（ＧＣＭｓ）的预测结果，这会对其未来预测结果带来一定的不确定性［３６］㊂此外，未来的气候变化趋势受到人类活动㊁经济发展和政策制约等多方面因素的影响，难以得出确定的变化模式㊂因此，在下一步的研究中，我们希望结合斑衣蜡蝉更多的生物学观察数据，利用多种模型算法，综合考虑影响其分布的多方面因素，获得更加准确的适生区预测结果㊂综上所述，本文利用物种分布模型，预测了斑衣蜡蝉历史和未来气候场景在中国的潜在分布，并且分析了气候变化对该昆虫适生区的影响，明确了气候变化将导致斑衣蜡蝉的适生区北迁，对中国北方地区造成更加严重的威胁㊂我们的预测结果为相关地区和部门提前制定科学合理的监测防控措施提供了科学参考，为进一步降低该虫对中国常见树种和经济作物的危害提供合理建议㊂参㊀考㊀文㊀献［１］㊀周尧，路进生，黄桔，等．中国经济昆虫志（第３６册）：同翅目蜡蝉总科［Ｍ］．北京：科学出版社，１９８５．［２］㊀王丽红，张泽勇，李长领，等．斑衣蜡蝉发生规律及防治技术［Ｊ］．现代农村科技，２０２０（６）：３１－３２．［３］㊀暴可心，党英侨，王小艺，等．不同栖境条件下斑衣蜡蝉自然种群的影响因子［Ｊ］．应用生态学报，２０２２，３３（１）：２４８－２５４．［４］㊀蔡玉芝，马亚丽，张宏杰，等．斑衣蜡蝉的生活史观察与防治技术措施［Ｊ］．果农之友，２０２２（８）：５６－５９．［５］㊀侯峥嵘．斑衣蜡蝉及其卵寄生蜂研究［Ｄ］．北京：中国林业科学５５１第１１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杨景林，等：气候变化对斑衣蜡蝉在中国潜在适生区分布的影响研究院，２０１３．［６］㊀沈永平，王国亚．ＩＰＣＣ第一工作组第五次评估报告对全球气候变化认知的最新科学要点［Ｊ］．冰川冻土，２０１３，３５（５）：１０６８－１０７６．［７］㊀姜彤，吕嫣冉，黄金龙，等．ＣＭＩＰ６模式新情景（ＳＳＰ－ＲＣＰ）概述及其在淮河流域的应用［Ｊ］．气象科技进展，２０２０，１０（５）：１０２－１０９．［８］㊀孙玉诚，郭慧娟，戈峰．昆虫对全球气候变化的响应与适应性［Ｊ］．应用昆虫学报，２０１７，５４（４）：５３９－５５２．［９］㊀ＪＵＮＧＪＭ，ＪＵＮＧＳ，ＢＹＥＯＮＤＨ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｅｌ⁃ｂａｓｅｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｖａｓｉｖｅｉｎｓｅｃｔｐｅｓｔ，ｓｐｏｔｔｅｄｌａｎｔｅｒｎ⁃ｆｌｙＬｙｃｏｒｍａｄｅｌｉｃａｔｕｌａ（Ｈｅｍｉｐｔｅｒａ：Ｆｕｌｇｏｒｉｄａｅ），ｂｙｕｓｉｎｇＣＬＩＭ⁃ＥＸ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｓｉａ⁃ＰａｃｉｆｉｃＢｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１７，１０（４）：５３２－５３８．［１０］㊀朱耿平，刘国卿，卜文俊，等．生态位模型的基本原理及其在生物多样性保护中的应用［Ｊ］．生物多样性，２０１３，２１（１）：９０－９８．［１１］㊀朱耿平，范靖宇，王梦琳，等．ＲＯＣ曲线形状在生态位模型评价中的重要性：以美国白蛾为例［Ｊ］．生物安全学报，２０１７，２６（３）：１８４－１９０．［１２］㊀杨会枫，郑江华，吴秀兰，等．基于ＭａｘＥｎｔ模型的西伯利亚蝗虫在新疆潜在分布预测研究［Ｊ］．新疆农业科学，２０１６，５３（１）：４３－５０．［１３］㊀刘丽君．利用物种分布模型开展黄土高原被子植物保护策略研究［Ｄ］．太原：山西大学，２０１９．［１４］㊀施雨含，任宗昕，赵延会，等．气候变化对植物－传粉昆虫的分布区和物候及其互作关系的影响［Ｊ］．生物多样性，２０２１，２９（４）：４９５－５０６．［１５］㊀王璐，吴秀萍，李垚，等．北美银钟花在中国的适宜栽培区研究［Ｊ］．南京林业大学学报（自然科学版），２０１８，４２（５）：１０－１６．［１６］㊀王梦琳，范靖宇，李敏，等．入侵害虫蔗扁蛾在我国的潜在分布区［Ｊ］．生物安全学报，２０１７，２６（２）：１２９－１３３．［１７］㊀刘蒙蒙，邢咏梅，郭顺星．基于Ｍａｘｅｎｔ生态位模型预测药用真菌猪苓在中国潜在适生区［Ｊ］．中国中药杂志，２０１５，４０（１４）：２７９２－２７９５．［１８］㊀ＡＩＥＬＬＯ⁃ＬＡＭＭＥＮＳＭＥ，ＢＯＲＩＡＲＡ，ＲＡＤＯＳＡＶＬＪＥＶＩＣＡ，ｅｔａｌ．ｓｐＴｈｉｎ：ａｎＲｐａｃｋａｇｅｆｏｒｓｐａｔｉａｌｔｈｉｎｎｉｎｇｏｆｓｐｅｃｉｅｓｏｃｃｕｒ⁃ｒｅｎｃｅｒｅｃｏｒｄｓｆｏｒｕｓｅｉｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｎｉｃｈｅｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．Ｅｃｏｇｒａｐｈｙ，２０１５，３８（５）：５４１－５４５．［１９］㊀温玄烨，王越，姜璠，等．基于ＭａｘＥｎｔ模型预测黄脊竹蝗在中国的适生区［Ｊ］．环境昆虫学报，２０２１，４３（６）：１４２７－１４３４．［２０］㊀ＰＨＩＬＬＩＰＳＳＪ，ＡＮＤＥＲＳＯＮＲＰ，ＳＣＨＡＰＩＲＥＲＥ．Ｍａｘｉｍｕｍｅｎｔｒｏｐｙｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｓｐｅｃｉｅｓｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｅｃｏｌｏｇｉ⁃ｃａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇ，２００６，１９０：２３１－２５９．ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｅｃｏｌｍｏｄｅｌ．２００５．０３．０２６．［２１］㊀ＭＥＲＯＷＣ，ＳＭＩＴＨＭＪ，ＳＩＬＡＮＤＥＲＪＡ．ＡｐｒａｃｔｉｃａｌｇｕｉｄｅｔｏＭａｘＥｎｔｆｏｒｍｏｄｅｌｉｎｇｓｐｅｃｉｅｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ：ｗｈａｔｉｔｄｏｅｓ，ａｎｄｗｈｙｉｎｐｕｔｓａｎｄｓｅｔｔｉｎｇｓｍａｔｔｅｒ［Ｊ］．Ｅｃｏｇｒａｐｈｙ，２０１３，３６（１０）：１０５８－１０６９．［２２］㊀ＭＵＳＣＡＲＥＬＬＡＲ，ＧＡＬＡＮＴＥＰＪ，ＳＯＬＥＹ⁃ＧＵＡＲＤＩＡＭ，ｅｔａｌ．ＥＮＭｅｖａｌ：ａｎＲｐａｃｋａｇｅｆｏｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｓｐａｔｉａｌｌｙｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｅ⁃ｖａｌｕａｔｉｏｎｓａｎｄｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｏｐｔｉｍａｌｍｏｄｅｌｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｆｏｒＭａｘｅｎｔｅｃ⁃ｏｌｏｇｉｃａｌｎｉｃｈｅｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．ＭｅｔｈｏｄｓｉｎＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，２０１４，５（１１）：１１９８－１２０５．［２３］㊀于沿泽，张明海，杜海荣，等．优化后最大熵模型在模拟驼鹿适宜栖息地分布中的应用［Ｊ］．东北林业大学学报，２０１９，４７（１０）：８１－８４，９５．［２４］㊀ＳＷＥＴＳＪＡ．Ｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９８８，２４０：１２８５－１２９３．［２５］㊀征月琴．银川地区斑衣蜡蝉为害现状及防控对策［Ｊ］．宁夏农林科技，２０１８，５９（１１）：１９，３８．［２６］㊀邢作山，孔德生，刘秀才．斑衣蜡蝉的发生规律与防治技术［Ｊ］．植保技术与推广，２０００，２０（５）：１９．［２７］㊀纪烨琳，苏喜友，于治军．基于随机森林模型的美国白蛾在中国的潜在生境预测［Ｊ］．南京林业大学学报（自然科学版），２０１９，４３（６）：１２１－１２８．［２８］㊀王涛，葛雪贞，宗世祥．气候变化条件下红脂大小蠹在中国的潜在适生区预测［Ｊ］．环境昆虫学报，２０１８，４０（４）：７５８－７６８．［２９］㊀武目涛，邵思，周慧，等．２０３０年气候条件下苹果蠹蛾全球适生区预测［Ｊ］．检验检疫学刊，２０１８，２８（２）：３８－４１．［３０］㊀向中华，曾胜．林业经济发展与气候因素的因果关系［Ｊ］．东北林业大学学报，２０１２，４０（４）：１１０－１１２．［３１］㊀方宁．气候变化对林木病虫害的影响研究［Ｊ］．农村经济与科技，２０２２，３３（２）：４２－４４．［３２］㊀张朋磊，刘滨辉．气候变化对不同纬度兴安落叶松径向生长的影响［Ｊ］．东北林业大学学报，２０１５，４３（３）：１０－１３，２２．［３３］㊀孙东，丁学利，张霞，等．斑衣蜡蝉在宁夏地区的寄主选择特性［Ｊ］．农村经济与科技，２０１７，２８（２０）：３３，３５．［３４］㊀朱雅君，刘静远，任硕，等．上海地区葡萄种植园昆虫种群调查［Ｊ］．环境昆虫学报，２０２２，４４（５）：１０９７－１１１２．［３５］㊀尚忠慧．基于ＭａｘＥｎｔ的物种空间分布预测不确定性分析：以当归为例［Ｄ］．西安：陕西师范大学，２０１６．［３６］㊀ＬＡＷＬＥＲＪＪ，ＷＨＩＴＥＤ，ＮＥＩＬＳＯＮＲＰ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｃｌｉ⁃ｍａｔｅ⁃ｉｎｄｕｃｅｄｒａｎｇｅｓｈｉｆｔｓ：ｍｏｄｅｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｎｄｍｏｄｅｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＧｌｏｂａｌＣｈａｎｇｅＢｉｏｌｏｇｙ，２００６，１２（８）：１５６８－１５８４．６５１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷。

昆虫学与气候变化的关系和影响随着全球气候变化的加剧，人们对于气候变化对生态系统的影响越发关注。

在生物学领域中，昆虫学研究对于了解气候变化如何影响生物多样性以及生态系统功能至关重要。

本文将探讨昆虫学与气候变化之间的关系，以及气候变化对昆虫类群和生态系统的影响。

昆虫是地球上最为丰富的生物类群之一，它们在许多生态系统的物质循环和能量流动中起着重要的角色。

然而，气候变化对昆虫的生活史、行为和分布范围产生了深远的影响。

首先，气候变化可以改变昆虫的季节性活动，如繁殖和迁徙。

由于气候变暖，许多昆虫物种的繁殖季节提前，导致与其食物来源的不匹配。

这可能导致一系列的生态连锁反应，影响整个生态系统的稳定性。

其次，气候变化还可能导致昆虫种群数量的增加或减少。

某些昆虫物种在温暖的气候下可以迅速繁殖，导致害虫的爆发。

而另一些昆虫则可能因为栖息地的变化、食物的不足或者灾害的增加而面临灭绝的威胁。

这种物种数量的变化将对生态系统的结构和功能产生深远的影响。

另外，气候变化还会改变昆虫的分布范围。

随着温度的升高和降水模式的改变，昆虫可能向北或向高海拔地区迁移。

这将引起新的物种相互作用和竞争关系，对原有的生态系统造成破坏。

同时，一些昆虫物种可能因为栖息地的缩小或消失而无法适应新的环境，进一步增加了物种灭绝的风险。

除了对昆虫群体和物种的直接影响之外，气候变化还可能改变昆虫与其他生物之间的相互作用。

例如，昆虫是许多植物的传粉者，它们的活动能够影响植物的繁殖和物种多样性。

然而，随着气候变化，许多植物的开花时间提前，而昆虫的活动周期却没有相应调整，导致传粉网络的断裂。

这将对植物群落的稳定性和生物多样性产生负面影响。

总结起来，昆虫学与气候变化之间存在着紧密的联系。

气候变化对昆虫的生活史、行为和分布范围产生了深远的影响，进而影响了生态系统的稳定性和功能。

随着气候变化的持续发展，对昆虫学研究的重要性将进一步凸显。

只有深入了解昆虫对气候变化的响应和适应机制，我们才能更好地预测和管理生态系统的变化，保护地球上的生物多样性。

科学蝉鸣之夏教案科学蝉鸣之夏教案教案目标：1. 了解蝉的生态习性和蝉鸣的原因。

2. 探索蝉鸣与气温、湿度等环境因素的关系。

3. 学习使用科学方法进行观察和实验。

4. 培养学生的科学思维和实验设计能力。

教学资源：1. 图书：关于蝉的生态和鸣叫的科普读物。

2. 视频：关于蝉的生活和鸣叫的纪录片。

3. 实验工具：温度计、湿度计、计时器等。

4. 实验材料：蝉的标本、温湿度记录表等。

教学步骤：引入：1. 利用图片或视频展示蝉的外貌和鸣叫的场景，引发学生对蝉的兴趣。

2. 引导学生思考：为什么蝉只在夏天鸣叫？蝉鸣和什么因素有关？探究：3. 学生阅读相关科普读物或观看纪录片，了解蝉的生态习性和鸣叫的原因。

4. 学生小组讨论并总结：蝉鸣的原因可能与什么因素有关？5. 引导学生提出假设：蝉鸣与气温、湿度等环境因素是否有关？实验设计：6. 学生分组设计实验，探究蝉鸣与气温、湿度等环境因素的关系。

7. 学生确定实验步骤、记录实验数据，并绘制相应的图表和图像。

8. 学生分析实验结果，验证或修正之前的假设。

总结：9. 学生展示实验结果，并进行讨论和总结：蝉鸣与气温、湿度等环境因素的关系如何？10. 引导学生思考：为什么蝉只在夏天鸣叫？这种行为对蝉的生存有何好处？拓展：11. 学生自主选择一个与蝉相关的话题进行深入研究，并撰写小论文或展示报告。

12. 学生分享自己的研究成果，并进行互动交流。

评估：13. 根据学生的实验设计、实验数据记录、总结报告等进行评估，评价学生的科学思维和实验能力。

教学延伸：14. 鼓励学生观察身边的自然现象，提出科学问题，并进行实践探究。

15. 引导学生关注环境保护和生物多样性，培养学生的环保意识和责任感。

教学反思：本教案通过引发学生对蝉的兴趣，结合实验设计和科学思维培养，帮助学生了解蝉的生态习性和鸣叫的原因，培养学生的实验能力和科学思维。

在教学过程中，教师可以根据学生的实际情况进行适当的调整和辅导，确保教学效果的达成。

不同环境因素对蚱蝉卵孵化影响研究作者：宋月芹董钧锋王锦锦等来源：《湖北农业科学》2011年第16期摘要：为探索和掌握不同因素对蚱蝉卵室内人工孵化率的影响，优化蚱蝉卵室内孵化的技术参数，试验采用Ｌ９（３４）正交试验设计，以卵孵化率为指标，考察相对湿度、光周期和温度三因素对蚱蝉卵孵化的影响。

结果表明，光周期是蚱蝉卵室内人工孵化的关键因素；三因素的优方案为Ａ１Ｂ２Ｃ２，即相对湿度３０％～３５％、光周期Ｌ１２∶Ｄ１２、温度３２℃，蚱蝉卵孵化率最高。

试验结果可为实现蚱蝉卵的室内人工孵化、进行蚱蝉人工养殖提供参考。

关键词：蚱蝉；卵；影响因素；正交试验中图分类号：Ｓ１８６；Ｓ８９９．９文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）16－3299-03Study on the Effects of Enviromental Factors on Eggs Hatching Rate ofCryptotympana atrataＳＯＮＧＹｕｅ－ｑｉｎ，ＤＯＮＧＪｕｎ－ｆｅｎｇ，ＷＡＮＧＪｉｎ－ｊｉｎ，ＪＩＮＧＹａｎ－ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧＨｕｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＨｅｎａｎＳｃｉ－ＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Tｏｅｘｐｌｏｒｅａｎｄｍａｓｔｅｒｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ enviromental ｆａｃｔｏｒｓｏｎｅｇｇｈａｔｃｈｉｎｇｏｆＣｒｙｐｔｏｔｙｍｐａｎａａｔｒａｔａ，ａｎｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ，Ｌ９（３４） oｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｈｕｍｉｄｉｔｙ，ｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ on eggs hatching rate of C. atrata．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄｗａｓｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒ affecting ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｈａｔｃｈａｂｉｌｉｔｙｏｆＣ. ａｔｒａｔａｉｎｄｏｏｒ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍ craft was Ａ１Ｂ２Ｃ２，３０％~３５％ｈｕｍｉｄｉｔｙ，ｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄｏｆＬ１２∶Ｄ１２，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ３２℃ under which ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｈａｔｃｈｉｎｇｒａｔｅ could be obtained．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｓｏｍｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓｆｏｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｉｎｃｕｂａｔｉｏｎａｎｄｂｒｅｅｄｉｎｄｏｏｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｒｙｐｔｏｔｙｍｐａｎａａｔｒａｔａ； eｇｇｓ； fａｃｔｏｒｓ； oｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎ蚱蝉（ＣｒｙｐｔｏｔｙｍｐａｎａａｔｒａｔａＦａｂｒ）又名金蝉，成虫也叫黑蝉，俗称知了、知了龟、黑老哇哇等，属于同翅目（Ｈｏｍｏｐｔｅｒａ）蝉科（Ｃｉｃａｄｉｄａｅ）蚱蝉属（Ｃｒｙｐｔｏｔｙｍｐａｎａ）昆虫。