未來氣候變化背景下橡膠樹白根病在中國的風(fēng)險(xiǎn)分析*

白 蕤 李 寧 劉少軍 陳小敏 鄒海平呂 潤

(1.海南省氣候中心 ?？?570203；2.海南省氣象科學(xué)研究所 海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ?？?570203；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 北京 100193；4.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所 ?？?571101)

由橡膠樹(Heveabrasiliensis)白根病菌(Rigidoporuslignosus)引起的橡膠樹白根病是一種世界性病害(Nakaewetal.,2015)，在《中華人民共和國進(jìn)境植物檢疫危險(xiǎn)性病、蟲、雜草名錄》中被列為檢疫對(duì)象。該病于1904年在新加坡發(fā)現(xiàn)，之后馬來西亞、印度尼西亞、泰國等地均有發(fā)生(黃貴修等，2012；Siri-Udometal.,2017)。1983年在中國海南省東太農(nóng)場(chǎng)橡膠林段中首次發(fā)現(xiàn)，曾對(duì)海南省、云南省、廣西壯族自治區(qū)等部分橡膠樹種植區(qū)造成大面積危害。橡膠樹白根病主要危害幼齡期橡膠樹，發(fā)病率可達(dá)60%。該病菌可形成新侵染源，由根系接觸傳給其他橡膠樹造成根系感染而發(fā)?。晃唇?jīng)清除的病殘?bào)w可作為越冬媒介，可再次傳播造成新的病害或經(jīng)越冬傳播造成下一代病害(Ogbeboretal.,2015；賀春萍等，2016)。因此，掌握橡膠樹白根病基準(zhǔn)時(shí)段和未來風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布情況，進(jìn)行病害早期監(jiān)測(cè)預(yù)警，及時(shí)采取正確防治策略，對(duì)保障橡膠樹安全生產(chǎn)具有重要意義。

風(fēng)險(xiǎn)分析是入侵生物監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與早期預(yù)警研究的重要內(nèi)容。目前關(guān)于研究病蟲害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)預(yù)測(cè)模型，包括動(dòng)態(tài)模擬模型(CLIMEX)(Sutherstetal.,1985)、基于遺傳算法的規(guī)則組合預(yù)測(cè)模型(GARP)(Stockwell,1999)、生物氣候分析系統(tǒng)模型(BIOCLIM)(Fischeretal.,2001)、生態(tài)位因子分析模型(ENFA)(Hirzeletal.,2002)以及MaxEnt模型(Phillipsetal.,2006)等。其中MaxEnt模型所需樣本量少，受樣本偏差影響小，在數(shù)據(jù)有限的情況下，預(yù)測(cè)結(jié)果要優(yōu)于同類預(yù)測(cè)模型(Giovanellietal.,2008；Pearsonetal.,2007)。基于該模型利用未來氣候數(shù)據(jù)對(duì)多種病蟲害的潛在分布區(qū)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，如馬鈴薯塊莖蛾(Phthorimaeaoperculella)(Kroscheletal.,2013)、稻縱卷葉螟(Cnaphalocrocismedinalis)(姜淦等，2017)、刺槐葉癭蚊(Obolodiplosisrobiniae)(趙佳強(qiáng)等，2019)、松針紅斑病(Dothistromapini)(王曉瑋等，2019)、血吸蟲病(Schistosomiasis)(段居琦等，2019)。

隨著全球氣候變暖不斷加劇，已經(jīng)出現(xiàn)了病蟲害繁殖代數(shù)增多、越冬死亡率降低和發(fā)生期提前等一系列問題。了解病蟲害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的分布，及時(shí)掌握病蟲害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，建立健全的病蟲害防控機(jī)制十分必要。目前，對(duì)于橡膠樹白根病的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)預(yù)測(cè)及分析方面的研究仍處于空白，本研究通過文獻(xiàn)調(diào)研等方法，基于MaxEnt模型確定可能影響橡膠樹白根病分布的主導(dǎo)環(huán)境因子,預(yù)測(cè)橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布，探究從基準(zhǔn)時(shí)段到未來風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空變化趨勢(shì)，識(shí)別未來氣候變化下橡膠樹白根病的防治關(guān)鍵區(qū)及敏感區(qū)，以期為中國橡膠樹白根病的防控決策提供參考。

1 材料與方法

1.1 資料收集和整理

從以下2種途徑獲取橡膠樹白根病地理分布數(shù)據(jù)：國內(nèi)外公開發(fā)表的相關(guān)論文論著、博物館或標(biāo)本館中的標(biāo)本記錄的災(zāi)情資料；經(jīng)過篩選去除相同和極為相近的地點(diǎn)后保留193個(gè)分布點(diǎn)。

影響橡膠樹白根病發(fā)生環(huán)境因子選用WORLDCLIM(http:∥www.Worldclim.org/)提供的19個(gè)生物氣候變量，包括Bio1(年平均溫度)、Bio2(晝夜溫差月均值)、Bio3[等溫性(Bio2/Bio7×100)]、Bio4(溫度季節(jié)性變化標(biāo)準(zhǔn)差)、Bio5(最暖月最高溫度)、Bio6(最冷月最低溫度)、Bio7[年均溫變化范圍(Bio5-Bio6)]、Bio8(最濕季度平均溫度)、Bio9(最干季度平均溫度)、Bio10(最暖季度平均溫度)、Bio11(最冷季度平均溫度)、Bio12(年降水量)、Bio13(最濕月降水量)、Bio14(最干月降水量)、Bio15(降水量季節(jié)性變化變異系數(shù))、Bio16(最濕季度降水量)、Bio17(最干季度降水量)、Bio18(最暖季度降水量)、Bio19(最冷季度降水量)，數(shù)據(jù)空間分辨率為2.5′?；鶞?zhǔn)時(shí)段生物氣候變量數(shù)據(jù)采用1970—2000年的觀察記載。未來生物氣候變量為RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5情景下2050s(2041—2060年)和2070s(2061—2080年)數(shù)據(jù)采用等權(quán)重集合平均方法結(jié)合由CMIP5提供的常用且氣候情景齊全的5個(gè)GCMs模式(BCC-CSM1-1、CCSM4、HadGEM2-ES、MRI-CGCM3、NorESM1-M)獲取。

1.2 MaxEnt模型預(yù)測(cè)建立及精度驗(yàn)證

將橡膠樹白根病地理分布數(shù)據(jù)和各環(huán)境因子數(shù)據(jù)導(dǎo)入MaxEnt模型。隨機(jī)選取75%的橡膠樹白根病分布點(diǎn)用于建立模型，剩余25%的分布點(diǎn)用于模型驗(yàn)證。為了減少由環(huán)境因子之間相關(guān)性引起的過擬合，對(duì)MaxEnt模型進(jìn)行2次模擬。第1次模擬采用刀切法檢驗(yàn)環(huán)境因子與橡膠樹白根病分布的相關(guān)性，剔除貢獻(xiàn)率和排列重要性為0的環(huán)境因子，并確定對(duì)橡膠樹白根病分布有重要影響的環(huán)境因子；第2次采用剩余的環(huán)境因子進(jìn)行模擬，以得到橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)概率分布。

模型精度驗(yàn)證采用基于模型本身的驗(yàn)證和基于實(shí)際災(zāi)情的驗(yàn)證2種方式。模型自身的預(yù)測(cè)結(jié)果選擇ROC進(jìn)行檢驗(yàn)。ROC曲線以假陽性率為橫坐標(biāo)，真陽性率為縱坐標(biāo)，根據(jù)AUC值判定模型的精確度。AUC的取值范圍為0～1，其值越接近1說明模型精確性越高。另外，基于實(shí)際災(zāi)情的驗(yàn)證是依據(jù)各文獻(xiàn)中的橡膠樹白根病發(fā)生記錄，選取全球1970—2000年橡膠樹白根病發(fā)生的年作對(duì)比分析，進(jìn)一步檢驗(yàn)MaxEnt模型模擬的合理性和準(zhǔn)確性。由于文獻(xiàn)中橡膠樹白根病發(fā)生記錄中并未對(duì)橡膠樹白根病發(fā)生等級(jí)進(jìn)行說明，因此僅對(duì)相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)該地區(qū)是否發(fā)生橡膠樹白根病進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證選取歷史災(zāi)害記錄中詳細(xì)記錄橡膠樹白根病的發(fā)生時(shí)間和主要發(fā)生地點(diǎn)。

1.3 橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分及訂正

在ArcGIS10.1軟件中加載MaxEnt模型模擬結(jié)果，將ASCII格式轉(zhuǎn)換成柵格格式，結(jié)合橡膠樹白根病實(shí)際分布，利用空間分析的重分類工具，將橡膠樹白根病分布概率按照從低到高的順序劃分為4個(gè)等級(jí)：0～0.1為非風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；0.1～0.3為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；0.3～0.5為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；0.5～1為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(白蕤等，2020)。最終得到橡膠樹白根病在中國的不同程度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布概率。

考慮到寄主橡膠樹的種植界限，故采用中國熱帶作物種植業(yè)區(qū)劃辦公室(1989)提出的中國橡膠樹種植北界對(duì)本研究基準(zhǔn)時(shí)段和未來時(shí)段橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域界限進(jìn)行訂正。另外，由于中國橡膠樹北移可能遇到冬季寒、凍害而導(dǎo)致無法安全越冬等問題，本研究借鑒李寧等(2018)的研究，利用1970—2000年歷史氣象數(shù)據(jù)和2041—2080年在RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5模式下5個(gè)模式(BCC-CSM1-1、CCSM4、HadGEM2-ES、MRI-CGCM3、NorESM1-M)的氣候情景數(shù)據(jù)，根據(jù)《橡膠寒害等級(jí)(QX/T169-2012)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，得到中國橡膠樹特重寒害事件在基準(zhǔn)時(shí)段和未來時(shí)段的分布情況，對(duì)中國橡膠樹白根病在基準(zhǔn)時(shí)段和未來時(shí)段的風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行訂正。

2 結(jié)果與分析

2.1 MaxEnt模型預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)

利用MaxEnt模型訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)的ROC曲線驗(yàn)證模型的預(yù)測(cè)能力，結(jié)果顯示訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)的ROC曲線均遠(yuǎn)離隨機(jī)分布模型的ROC曲線，平均AUC值分別為0.965、0.942，顯著高于隨機(jī)模型的AUC值(0.5)(圖1)。以上結(jié)果說明，MaxEnt模型預(yù)測(cè)分布區(qū)與橡膠樹白根病實(shí)際分布區(qū)的擬合度較高，橡膠樹白根病的地理分布是有規(guī)律、非隨機(jī)存在，即環(huán)境因子對(duì)其分布有重要影響。

圖1 MaxEnt模型的ROC檢驗(yàn)Fig.1 ROC test of MaxEnt model

本研究列出6個(gè)受災(zāi)記錄較詳細(xì)的年份和站點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)歷史橡膠樹白根病發(fā)生記錄情況與對(duì)應(yīng)年份MaxEnt模型模擬的橡膠樹白根病中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的地點(diǎn)吻合度較高，說明該模型模擬可靠性較強(qiáng)(表1)。

表1 基于災(zāi)情的模型模擬驗(yàn)證Tab.1 Model simulation verification based on disaster

2.2 橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布與環(huán)境因子的關(guān)系

刀切法檢驗(yàn)結(jié)果表明，影響橡膠樹白根病發(fā)生的主導(dǎo)環(huán)境因子是年均溫變化范圍、最濕月降水量、晝夜溫差月均值、最冷季度平均溫度、溫度季節(jié)性變化標(biāo)準(zhǔn)差、最冷月最低溫度、最濕季度降水量、年降水量、降水量季節(jié)性變化變異系數(shù)、年平均溫度、最暖季度降水量、等溫性、最暖季度平均溫度。其中，貢獻(xiàn)率較高的主導(dǎo)環(huán)境因子是年均溫變化范圍、最濕月降水量、晝夜溫差月均值、最冷季度平均溫度、溫度季節(jié)性變化標(biāo)準(zhǔn)差、最冷月最低溫度，貢獻(xiàn)率分別是26.715 3%、17.406 2%、10.169 4%、10.112 5%、9.780 2%、8.276 5%，排列重要性分別是4.728 8、7.161 1、15.806 2、33.336 7、6.346 0、6.573 7。與溫度相關(guān)的因子貢獻(xiàn)率達(dá)到69.306 4%，與降水量相關(guān)的因子貢獻(xiàn)率達(dá)到30.693 6%。與溫度相關(guān)的因子排列重要性達(dá)到79.512 5，與降水量相關(guān)的因子排列重要性達(dá)到20.487 5。

中度以上風(fēng)險(xiǎn)區(qū)是橡膠樹白根病發(fā)生與防控的重點(diǎn)區(qū)域，故根據(jù)橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)，以中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的分界值為閾值，確定適宜橡膠樹白根病發(fā)生的主導(dǎo)環(huán)境因子范圍。結(jié)果顯示，年均溫變化范圍的風(fēng)險(xiǎn)值為<21 ℃，最濕月降水量的風(fēng)險(xiǎn)值為>200 mm，晝夜溫差月均值的風(fēng)險(xiǎn)值為6～14 ℃，最冷季度平均溫度的風(fēng)險(xiǎn)值為>15 ℃，溫度季節(jié)性變化標(biāo)準(zhǔn)差的風(fēng)險(xiǎn)值為<4.8，最冷月最低溫度的風(fēng)險(xiǎn)值為>10 ℃(表2)。

表2 主導(dǎo)環(huán)境因子的貢獻(xiàn)率、排列重要性和風(fēng)險(xiǎn)值范圍Tab.2 Contribution percent,permutation importance and risk value range of major environment factors

2.3 基準(zhǔn)時(shí)段和未來氣候情景下橡膠樹白根病在中國的風(fēng)險(xiǎn)分析

基準(zhǔn)時(shí)段下，中國主要植膠區(qū)橡膠樹白根病中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占比為87.716 7%(圖2)，比較適宜橡膠樹白根病菌存活。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在海南島、廣東省西南部和東南部部分地區(qū)、云南省的南部和東南部部分地區(qū)；中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在廣東省東部部分地區(qū)、廣西壯族自治區(qū)東南部部分地區(qū)、云南省西南部地區(qū)；低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在福建省東南部地區(qū)、廣西壯族自治區(qū)防城港市中部地區(qū)、云南省盈江縣北部地區(qū)。

對(duì)比基準(zhǔn)時(shí)段橡膠樹白根病各風(fēng)險(xiǎn)區(qū)相對(duì)面積占比情況，2050s(2041—2060年)和2070s(2061—2080年)不同氣候情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)下，中國植膠區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈增加趨勢(shì)；中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈減少趨勢(shì)；除2070s RCP8.5情景下低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈減少趨勢(shì)外，其余年代情景下呈增加趨勢(shì)。云南和廣西植膠區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈增加趨勢(shì)；中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈減少趨勢(shì)；非風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比基本不變。海南和廣東植膠區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈減少趨勢(shì)；中、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈增加趨勢(shì)。福建植膠區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈減少趨勢(shì)；2050s不同氣候情景下中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈減少趨勢(shì)，2070s呈增加趨勢(shì)；2050s不同氣候情景下低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比呈增加趨勢(shì)，2070s呈減少趨勢(shì)(圖2)。

圖2 中國及各省植膠區(qū)橡膠樹白根病各等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)相對(duì)面積比Fig.2 Relative rate of different risk area for rubber tree white root disease in rubber tree planting area of China and each provincea:中國植膠區(qū) Rubber tree planting area of China;b:云南植膠區(qū) Rubber tree planting area of Yunnan;c:廣西植膠區(qū) Rubber tree planting area of Guangxi;d:海南植膠區(qū) Rubber tree planting area of Hainan;e:廣東植膠區(qū) Rubber tree planting area of Guangdong;f:福建植膠區(qū) Rubber tree planting area of Fujian.

2050s和2070s不同氣候情景與基準(zhǔn)時(shí)段下中國橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布情況相比，同一氣候情景下，中國各省植膠區(qū)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)變化趨勢(shì)不同。RCP2.6情景下，云南省西南部地區(qū)由中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)變成高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；廣東省東南部部分地區(qū)由高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)變成中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，東部部分地區(qū)中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)變成低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；福建省南部部分地區(qū)由低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)變成非風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。RCP4.5情景下，福建省東南部地區(qū)由低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)變成中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。RCP8.5情景下，云南省東南部部分地區(qū)由高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)變成中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；廣西壯族自治區(qū)東南部部分地區(qū)由中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)或低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)變成高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

質(zhì)心能形象直觀地表達(dá)病蟲害的地理變遷，圖3表示基準(zhǔn)時(shí)段和未來(2050s和2070s)不同氣候情景下中國橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)質(zhì)心變化?；鶞?zhǔn)時(shí)段和未來不同氣候情景下中國橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)質(zhì)心均位于海南島，基準(zhǔn)時(shí)段到未來不同氣候情景下風(fēng)險(xiǎn)區(qū)質(zhì)心位置有向東北方向移動(dòng)的趨勢(shì)，質(zhì)心移動(dòng)距離范圍為71.241 6～89.257 2 km。同一氣候情景下，從2050s到2070s風(fēng)險(xiǎn)區(qū)質(zhì)心位置有向西北方向移動(dòng)的趨勢(shì)。

圖3 未來氣候情景下中國橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)質(zhì)心分布情況Fig.3 Centroids distribution of risk area for rubber tree white root disease in China in the future climate scenarios

綜上結(jié)果可知，中國橡膠樹白根病防治關(guān)鍵區(qū)(指未來氣候變化下該區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)上升或持續(xù)處于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū))為海南島、云南省南部部分地區(qū)、廣東省西南部部分地區(qū)；防治敏感區(qū)(指未來氣候變化下該區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)下降甚至消失或有可能發(fā)展為風(fēng)險(xiǎn)區(qū))為廣西壯族自治區(qū)東南部部分地區(qū)、廣東省東部部分地區(qū)、福建省南部部分地區(qū)。

3 討論

3.1 橡膠樹白根病的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布模擬驗(yàn)證

本研究使用MaxEnt模型預(yù)測(cè)中國橡膠樹白根病的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布情況，通過AUC參數(shù)評(píng)估，預(yù)測(cè)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性，說明MaxEnt模型軟件在預(yù)測(cè)橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)方面是可行的。另外，隨機(jī)選取不同地點(diǎn)不同年份的歷史災(zāi)情資料對(duì)模型模擬的橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，均吻合。通過雙重驗(yàn)證檢驗(yàn)方法即可以避免了模型擬合產(chǎn)生的不確定性，也與歷史實(shí)際災(zāi)情記錄高度吻合，具有較高的客觀性和真實(shí)性?；鶞?zhǔn)時(shí)段生物氣候條件下，中國橡膠樹白根病的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在海南島、廣東省西南部和東南部部分地區(qū)、云南省的南部和東南部部分地區(qū)，這與魏銘麗等(2008)研究的橡膠樹白根病病原菌為害分布地區(qū)一致。

3.2 溫度和降水對(duì)橡膠樹白根病分布的影響

本研究指出影響橡膠樹白根病發(fā)生的主導(dǎo)環(huán)境因子中，與溫度和降水量相關(guān)的因子貢獻(xiàn)率和排列重要性較高，說明溫度和降水量是影響橡膠樹白根病發(fā)生的決定因素。根據(jù)主導(dǎo)環(huán)境因子的風(fēng)險(xiǎn)值可知適宜橡膠樹白根病發(fā)生的環(huán)境具有溫差小、溫度高、降水量大等特點(diǎn)，滿足這樣環(huán)境條件的地區(qū)主要集中在濕潤的熱帶或亞熱帶沿海地區(qū)。橡膠樹白根病的發(fā)生與溫度、降水量等生物氣候變量密切相關(guān)，且前人研究得出溫度風(fēng)險(xiǎn)值范圍與本研究相似。如張開明(2006)和肖倩莼(1987)研究表明，橡膠樹白根病病菌子實(shí)體在雨季產(chǎn)量最多，產(chǎn)生的分生孢子通過氣流、雨水傳播到橡膠樹傷口、樹樁切面或根部，在適當(dāng)氣象環(huán)境下，孢子萌發(fā)產(chǎn)生侵入絲侵入橡膠樹，擴(kuò)展致使其發(fā)病。賀春萍等(2010)研究表明，橡膠樹白根病菌絲在10～35 ℃均能生長(zhǎng)，最適溫度28 ℃，溫度<5 ℃或>40 ℃病原菌菌絲停止生長(zhǎng)。

3.3 未來氣候變化下橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)分析

本研究考慮到未來氣候變化下橡膠樹北移擴(kuò)種時(shí)冬季可能會(huì)遇到寒害或者凍害而導(dǎo)致病菌的減少或者消亡，采用前人研究結(jié)論的橡膠樹種植北界和寒害分布對(duì)中國植膠區(qū)白根病的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和程度進(jìn)行合理訂正。如模型模擬的2050s RCP8.5云南省中南部的橡膠樹白根病高度風(fēng)險(xiǎn)，但是該地區(qū)的橡膠樹遭受特重寒害概率較高，發(fā)生白根病的概率也相對(duì)降低，故將該地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)程度改為中度風(fēng)險(xiǎn)。這樣的訂正方法對(duì)中國植膠區(qū)發(fā)生橡膠樹白根病的預(yù)測(cè)更精確。

目前，多項(xiàng)研究表明橡膠樹種植北界移動(dòng)，如中國農(nóng)林氣候區(qū)劃協(xié)作組(1987)、農(nóng)牧漁業(yè)部熱帶作物區(qū)劃辦公室(1989)、王菱(1987)、王利溥(1989)、劉少軍等(2016)等。另外，李寧等(2018)從橡膠樹災(zāi)害角度指出在全球氣候變暖的趨勢(shì)下，橡膠樹發(fā)生寒害的概率降低導(dǎo)致的中國植膠區(qū)在未來有向高緯度移動(dòng)的可能性，故可能存在橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)隨著橡膠樹種植區(qū)向北移動(dòng)。本研究表明，從基準(zhǔn)時(shí)段至2050s和2070s不同氣候情景下，中國橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)質(zhì)心位置有向東北方向移動(dòng)的趨勢(shì)。此外，本研究發(fā)現(xiàn)隨著全球氣候變化，橡膠樹白根病在中國的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)有繼續(xù)擴(kuò)大的可能，防治關(guān)鍵區(qū)為海南島、云南省南部部分地區(qū)、廣東省西南部部分地區(qū)。劉少軍等(2015)研究認(rèn)為，橡膠樹種植中、高適宜區(qū)面積均有增加趨勢(shì)，海南島及廣東雷州半島的橡膠樹種植高適宜區(qū)面積明顯增加，這進(jìn)一步說明橡膠樹白根病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)可能隨著橡膠樹種植區(qū)變化而變化。因此，橡膠樹白根病在基準(zhǔn)時(shí)段和未來都有可能發(fā)生的防治關(guān)鍵區(qū)域，應(yīng)采取合理的措施滅除病菌，阻止其向其他地區(qū)擴(kuò)散；對(duì)于基準(zhǔn)時(shí)段尚未發(fā)生的、未來可能發(fā)生的敏感分布區(qū)，要做好病原菌的檢驗(yàn)檢疫工作，做到早發(fā)現(xiàn)、早消除。

3.4 不足之處

本研究雖然對(duì)未來生物氣候變量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)采用多模式等權(quán)重集合平均的方法，降低或消除單一模式的不確定性，提高氣候變化信息的可信度 (Weigeletal.,2009;Chenetal.,2014)，解決了以往選用單一氣候模式的氣候情景數(shù)據(jù)研究氣候變化對(duì)病蟲害風(fēng)險(xiǎn)分析中難以反映整個(gè)研究區(qū)域變化的難題，預(yù)測(cè)模擬效果更佳(Casanovaetal.,2009;Chaturvedietal.,2014)。但是從影響橡膠樹白根病發(fā)生的多種生物氣候變量的需求出發(fā)建立基于MaxEnt的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布模型，主要考慮溫濕度相關(guān)的環(huán)境因子，未考慮寄主、天敵以及管理措施等其他環(huán)境因子對(duì)該病分布的影響。因此，后續(xù)研究方向是綜合考慮多因素的影響評(píng)價(jià)研究工作和更全面的模擬。

4 結(jié)論

本研究首次使用MaxEnt模型預(yù)測(cè)了橡膠樹白根病在中國植膠區(qū)潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布，模型訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)的ROC曲線平均AUC值分別為0.965、0.942，預(yù)測(cè)結(jié)果與歷史災(zāi)情基本吻合，模擬精度高。影響橡膠樹白根病分布主導(dǎo)環(huán)境因子是年均溫變化范圍、最濕月降水量、晝夜溫差月均值、最冷季度平均溫度、溫度季節(jié)性變化標(biāo)準(zhǔn)差、最冷月最低溫度、最濕季度降水量、年降水量、降水量季節(jié)性變化變異系數(shù)、年平均溫度、最暖季度降水量、等溫性、最暖季度平均溫度。基準(zhǔn)時(shí)段中國橡膠樹白根病的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在海南島、廣東省西南部和東南部部分地區(qū)、云南省的南部和東南部部分地區(qū)。從基準(zhǔn)時(shí)段到2050s和2070s，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)質(zhì)心位置有向東北方向移動(dòng)的趨勢(shì)。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比均呈增加趨勢(shì)。中國橡膠樹白根病防治關(guān)鍵區(qū)為海南島、云南省南部部分地區(qū)、廣東省西南部部分地區(qū)，敏感區(qū)為廣西壯族自治區(qū)東南部部分地區(qū)、廣東省東部部分地區(qū)、福建省南部部分地區(qū)。因此，必須加強(qiáng)對(duì)橡膠樹白根病防治關(guān)鍵區(qū)和敏感區(qū)的調(diào)查監(jiān)測(cè)。