气候变化下中国入侵杂草薇甘菊及其生防剂Puccinia spegazzinii的潜在分布预测与防控策略研究

本研究针对入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)在中国持续扩张的生态威胁，采用MaxEnt模型模拟当前及未来气候情景下该杂草与其生防剂Puccinia spegazzinii的分布格局。结果显示薇甘菊适生区将北扩84.6%，而锈菌适生区缩减40.8%，但两者重叠区域保持稳定（占薇甘菊适生区25.2%），为生物防治实施提供了关键时空靶点。论文为制定气候变化适应性防控策略提供了科学依据。

　　

薇甘菊(Mikania micrantha)作为全球十大恶性杂草之一，原产中南美洲，凭借极强的繁殖力和适应性已入侵亚洲、太平洋岛屿等多地。这种攀援植物能迅速覆盖原生植被，导致农作物减产、森林退化等严重后果，被称作"植物杀手"。在中国南方，薇甘菊已造成显著生态经济损失，传统化学防治不仅成本高昂，还会引发环境污染。更令人担忧的是，气候变化可能进一步扩大其适生范围，加剧防控难度。

为应对这一挑战，云南大学等单位的研究团队将目光投向生物防治——利用薇甘菊的专性天敌锈菌Puccinia spegazzinii。这种源自同域分布的病原真菌能特异性侵染薇甘菊的叶片和茎秆，已在台湾等地区成功建立种群。然而，该锈菌此前在华南大陆的释放尝试均告失败，且气候变化对其控害潜力的影响尚不明确。为此，研究人员在《Biological Control》发表论文，首次系统评估了当前及未来气候情景下两者在中国的分布耦合关系。

研究团队整合了全球386个薇甘菊和531个锈菌的野外调查记录，结合GBIF等数据库的分布数据，采用最大熵模型(MaxEnt)进行生态位模拟。通过kuenm软件包优化特征组合(FC)和正则化乘数(RM)参数，显著提升了模型精度（AUC值达0.921-0.978）。选取BCC-CSM2-MR气候模型，预测了SSP126、SSP245和SSP585三种排放情景下2050s和2070s的适生区变化。

环境因子分析揭示：薇甘菊的分布主要受年降水量(Bio12)和暖季降水(Bio18)驱动，两者贡献率达86.8%；而锈菌则同时受温度年较差(Bio7)和暖季降水(Bio18)调控（共占92.7%）。当前气候下，薇甘菊适生区覆盖中国南方111.55万km2，其中台湾、海南、两广为高度适生区；锈菌适生区仅28.21万km2，高度适生区集中分布于台湾。两者重叠区域占薇甘菊适生区的25.2%，且完全覆盖锈菌适生范围，显示出生防应用的可行性。

未来气候情景模拟呈现分化趋势：到2070s，薇甘菊适生区在SSP585情景下将北扩84.6%，新增面积达94.92万km2；而锈菌适生区在SSP126-2050s情景下缩减34.2%。多变量环境相似性表面(MESS)分析表明，中国气候条件已处于锈菌耐受范围的边缘，微小波动可能导致适生区不稳定。值得注意的是，尽管重叠区域面积减少，但其占薇甘菊适生区的比例保持稳定（11.6%-15.1%），且始终与锈菌适生区完全重合。

研究指出，广西防城港等现存高度适生区应作为锈菌优先释放靶点，同时需借鉴台湾成功经验，选择荫蔽潮湿的微环境进行定点投放。该成果不仅为薇甘菊的生物防治提供了时空决策依据，更揭示了气候变化下"入侵种-天敌"协同进化关系的动态特征，对发展适应性生态管理策略具有重要指导意义。