巴西番石榴实蝇生物防治区域预测：气候变迁下的挑战与机遇

为解决气候变化对昆虫分布及生物防治影响的问题，研究人员开展了关于预测巴西番石榴实蝇（Bactrocera carambolae）及其寄生蜂阿里山潜蝇茧蜂（Fopius arisanus）适宜分布区域的研究。结果显示实蝇适宜区更广，寄生蜂受限。该研究为生物防治策略提供依据。

　　在全球气候变化的大背景下，二氧化碳（CO₂）排放增多，改变了地球的气候环境，降水模式、温度以及 CO₂浓度都受到影响。这对昆虫产生了极大的影响，尤其是像番石榴实蝇（Bactrocera carambolae）这样的植食性昆虫，气候变暖为它们创造了更有利的生存环境，使其有可能向新的区域扩张。而对于寄生蜂等天敌昆虫来说，气候变化带来的影响却较为复杂。一方面，它们需要跟随宿主转移到新的区域；另一方面，如果宿主发育速度加快，寄生蜂的寄生率和后代繁衍可能会受到负面影响，导致生物防治效果降低。

在巴西，番石榴实蝇是一种检疫性害虫，目前主要分布在北部地区，但随着气候的变化，其分布范围可能会扩大。阿里山潜蝇茧蜂（Fopius arisanus）是一种外来寄生蜂，被认为有潜力用于控制番石榴实蝇。然而，在利用其进行生物防治之前，需要了解它在巴西不同气候条件下的适应性以及与当地寄生蜂群落的相互作用。

基于这些问题，研究人员开展了相关研究。该研究由多个单位的研究人员共同完成，旨在确定巴西番石榴实蝇及其寄生蜂适宜的分布区域，为生物防治提供科学依据。研究结果发表在《Biological Control》上，对于指导巴西番石榴实蝇的生物防治工作具有重要意义。

研究人员采用了多种技术方法来开展这项研究。首先，他们从多个数据库收集了番石榴实蝇和阿里山潜蝇茧蜂的全球地理分布数据，对于缺乏有效未出现数据的情况，随机生成了伪未出现数据。其次，从 WorldClim 数据获取巴西的气候图层，涵盖 19 个生物气候变量，并利用这些数据进行后续分析。最后，运用随机森林（Random Forest）模型进行建模，通过调整参数如树的数量（ntree）和随机选择的候选变量数（mtry）来优化模型，还利用受试者工作特征曲线（ROC）评估模型结果。

研究结果

1. 模型可靠性：通过分析，番石榴实蝇和阿里山潜蝇茧蜂模型的平均 AUC 值分别为 0.998 ± 0.006 和 0.986 ± 0.024，表明模型可靠性高。
2. 番石榴实蝇的适宜扩张区域：在两种气候情景下，番石榴实蝇都有潜在的扩张区域。在中间情景下，东北部和中西部地区适宜区域增加；在极端情景下，适宜区域增加更为明显，可达到巴西领土的 79%。不过，南部和东南部的大部分地区不适合其生存。
3. 阿里山潜蝇茧蜂的适宜释放区域：阿里山潜蝇茧蜂适宜的区域主要集中在北部地区以及中西部、东南部和沿海的小部分地区。在中间和极端情景下，适宜区域都有所增加，但同时也存在适宜区域减少的情况，且不适宜区域呈增多趋势。
4. 适宜区域的比较：对两种生物适宜区域的比较发现，适合番石榴实蝇的区域明显多于寄生蜂，且适宜区域重叠的州主要有阿马帕州（64%）、亚马逊州（31%）、帕拉州（19%）、塞阿拉州（16%）和罗赖马州（14%）。
5. 影响的气候变量：影响番石榴实蝇模型的主要气候变量有日平均温差（BIO02）、年降水量（BIO12）和一年中最冷季度的平均温度（BIO11）；影响阿里山潜蝇茧蜂模型的主要变量有最冷季度平均温度（BIO11）、最干燥月份降水量（BIO14）和降水季节性（BIO15）。最冷季度平均温度（BIO11）和最冷季度降水量（BIO19）对两者都有影响。

研究结论与讨论

研究表明，番石榴实蝇在巴西有更广泛的适宜区域，而阿里山潜蝇茧蜂的适应性相对受限。这一结果与之前的一些研究既有相同点，也存在差异。例如，有研究发现影响番石榴实蝇扩张的生物气候变量与本研究一致，但对于阿里山潜蝇茧蜂适宜区域的预测有所不同。

从生物防治的角度来看，番石榴实蝇的扩散可能会给巴西的水果产业带来巨大的经济损失，尤其是芒果、番石榴和橙子等水果的出口。而阿里山潜蝇茧蜂在亚马逊地区释放，有潜力控制番石榴实蝇的扩散，减少其对农作物的损害。此外，在一些有次生宿主的地区，如圣卡塔琳娜州西部，释放阿里山潜蝇茧蜂也有助于控制其他实蝇害虫，减少化学防治的使用。

总体而言，该研究通过物种分布模型预测了番石榴实蝇和阿里山潜蝇茧蜂在巴西的适宜分布区域，为制定生物防治策略提供了重要的理论依据。不过，在实际应用中，还需要进一步开展半田间和田间试验，评估阿里山潜蝇茧蜂在不同环境下的防治效果，以更好地发挥其在害虫防治中的作用。