基于历史数据探究气候变暖对我国瓜实蝇物候的影响

摘要：对收集到的历年文献记载的瓜实蝇（Zeugodacuscucuritae）历年发生数据与同期温度数据，通过线性回归分析其成虫始见期和种群高峰期的年际变化情况与温度升高的关系，以明确瓜实蝇对气候变暖的物候响应。结果表明，1990—2020年，全国及几个瓜实蝇危害地区年均温皆显著上升。在最近的20年间，瓜实蝇成虫在我国田间始见期和种群高峰期均显著推迟。除华东地区之外，华南、华中及西南地区的瓜实蝇始见期和种群高峰期均有一定程度的延迟。不同地区瓜实蝇对气候变暖的物候响应模式不同。在我国，瓜实蝇始见期随年均温提升呈现显著延迟趋势，而种群高峰期呈现提前趋势。笔者的研究旨在探索昆虫对全球气候变暖的响应及适应，对掌握未来气候变化背景下瓜实蝇的灾变规律及防控措施的优化具有重要意义。

关键词：瓜实蝇;温度提升;物候响应;始见期;种群高峰期

中图分类号：S436.5文献标志码：A文章编号：1673-2871（2022）09-064-09

Investigating the impacts of climatic warming on phenology of Zeugodacuscucurbitae（Diptera：Tephritidae）in China based on historical data

CAI Pumo1，2，ZHAO Mengting1，SONG Yunzhe1，MENG Litao1，JI Qinge2，LIN Jia2，LI Yanyan1，NIE Chuanpeng1

（1. Department of Horticulture，College of Tea and Food Science，Wuyi University，Wuyishan 354300，Fujian，China;2. Key Laboratory of Biopesticide and Chemical Biology，Ministry of Education/State Key Laboratory of Ecological Pest Control for Fujian and Taiwan Crops/Biological Control Research Institute，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，Fujian，China）

Abstract：In this study，the occurrence data of Zeugodacuscucurbitae and temperature data over years were collected from historical document records The inter-annual changes of adult first occurrence and population peak and their relationship with temperature increasing were analyzed by linear regression to clarify the phenological response of melon fruit fly to climate warming. Results showed that from 1990 to 2020，the average annual temperature in China as whole and several areas damaged by melon fruit fly increased significantly. In recent 20 years，the first occurrence and population peak of melon fruit fly adults in China were significantly delayed. Except East China，the first occurrences and population peak stage of melon fruit fly in South China，Central China and Southwest China were delayed to a certain extent. The pheno- logical response patterns of melon fruit fly to climate warming varied in different regions. In China，as the annual average temperature increased，the first occurrence of melon fruit fly showed a significantly delayed trend and the population peak stage moved earlier. This study explores the response and adaptation of insects to global warming，which is of great significance to the calamity regularity of melon fruit fly and the optimization of control measures under the climate change in the future.

Key words：Melon fruit fly;Increased temperature;Phenological response;First occurrence;Population peak stage

以大气CO₂等温室气体浓度升高而造成的环境温度升高现象为主要特征的“全球气候变化”已成为各国政府、科研工作者、新闻媒体及公众最关注的环境问题[1]。政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）指出，从1880年到2012年，全球平均气温上升了0.72 ℃，平均上升速度为每10年上升0.12 ℃[2]。我国是全球气候变暖最显著的国家之一，1951年至2021年，我国平均气温每10年的增速为0.26 ℃，高于同期全球平均升温水平（0.15 ℃/10年）[1]。

昆虫作为数量、种类最多的动物，同样也受到气候变暖的影响。国内外众多学者的研究已明确，气候变暖使害虫的发育速度加快、世代增多、危害时间提前，导致害虫暴发的强度和频率增加，增加了害虫防控的难度[3]。此外，害虫为适应全球气候变暖，向高纬度和高海拔地区迁移扩散，导致其发生范围扩大[4]。害虫、寄主植物、天敌等不同营养级生物对全球气候变暖的响应不同，改变了植物-害虫-天敌三者发生时间与空间格局，原有的三层营养级之间的内在关系和平衡格局也发生变化，进而引起寄主植物的抗性和天敌所发挥的作用发生改变，致使一些害虫发生严重，而一些害虫发生减缓甚至灭绝[5]。由此可见，揭示全球气候变暖对昆虫影响的生态学机制，对气候变暖大背景下的农林重大害虫可持续综合防控新技术和新方法的研究具有重大意义。

瓜实蝇[Zeugodacuscucurbitae（Coquillett）]属双翅目（Diptera）实蝇科（Tephritidae）镞实蝇属（Zeugodacus），是我国进境植物检疫性害虫和重点管控的外来入侵生物。瓜实蝇是一种重要的果蔬害虫，严重危害苦瓜、黄瓜、西瓜、南瓜等100余种寄主作物[6]。目前，瓜实蝇广泛分布于亚热带30多个国家和地区。据报道，瓜实蝇最早于1985年在我国深圳口岸由香港输入内地的白瓜中截获，后在深圳、上海、海口、昆明和江门等口岸被多次截获[7]。目前，瓜实蝇在我国主要分布于福建、广东、广西、江苏、海南、云南、四川等地，对当地的果蔬生产造成较大威胁[8]。研究表明，未来的气候变化会促使该害虫在国内的适生范围北移，且适生区面积增加，危害程度加重[9]。孙宏禹等[10]基于@RISK软件和随机模拟方法对瓜实蝇给我国苦瓜产业造成的经济损失进行评估，结果表明，在防治的情况下，瓜实蝇每年给我国苦瓜产业可能造成的直接经济损失达141.6亿元;而在不防治的情况下，损失则高达234.8亿元。

当前实蝇的防治手段主要有农艺防治、化学防治、诱杀成虫和生物防治等[11]，实蝇物候学是科学合理制定及实施不同防治方案的重要参考。在全球气候变化的背景下，实蝇物候可能会根据气候变化做出适应性的改变，现有防控措施的防治效果也会受到相应的影响。因此，探究实蝇对气候变暖的物候响应对制定科学、有效的防控措施具有指导意义。由于气候变暖的长期性和缓慢性，使得这项研究工作通过田间实地实时调查的难度和工作量增大，可行性不高。在地中海地区，Gordo等[12]基于橄榄实蝇Bactroceraoleae 50年的监测数据和同期的气候数据，通过多元线性回归分析发现在1975年后橄榄实蝇的始见期显著提前，而1975年前始见期则延迟，但橄榄实蝇的始见期整体呈提前趋势。借鉴前人的研究结果和方法，笔者收集了瓜实蝇历年来在国内的发生情况与发生地区的温度等资料，通过分析田间成虫始见期和种群高峰期年际变化情况、发生地区温度变化情况及二者的线性关系，实证研究了瓜实蝇对气候变暖的田间物候响应。该研究旨在深入了解气候变暖对害虫物候学的影响，为优化瓜实蝇的防控方案提供科学依据。

1材料与方法

1.1瓜实蝇发生数据收集与处理

中国知网数据库是目前收录最广泛、最全面的中文期刊数据库[13]。因此，笔者研究中的瓜实蝇发生数据来源于中国知网数据库的文献记录。在检索知网数据库时，以物种拉丁学名或中文名为主检索词，如瓜实蝇、针蜂、瓜蛆、Zeugodacuscucurbitae、Bactroceracucurbitae;再分别结合其他检索词如种群动态、高峰、越冬和发生。为保证检索结果的全面性，多次使用以上词条的不同组合进行检索，将所需的瓜实蝇发生数据从文献中提取出，汇总整理后，建立瓜实蝇发生数据库。瓜实蝇为多化性昆虫，世代重叠严重，以老熟幼虫化蛹越冬[7]。笔者将田间首次监测到成虫的日期作为始见期，以田间诱集虫量达最大值的日期为种群高峰期。由于国内文献记录的瓜实蝇始见期和种群高峰期皆始于2001年，因此本研究瓜实蝇物候数据研究周期设定为2000至2020年。

为了使物候指标数据标准化，在文献中常使用一些较为模糊的时间概念，如7月下旬、8月中旬等，以取中间值的方式将模糊的时间量化。例如，上旬为每月前10 d，取5日;中旬为每月11-20日，取15日;下旬为每月最后10 d或9d，取25日。若时间跨度较广取中间值，如4月20日至5 月6日，取中间值4月28日。在部分文献中，记录了同一地区不同观测点对瓜实蝇的观测值，则取这些值的均值作为该地区的观测值。笔者的研究将瓜实蝇物候数据量化为数字，以发生时间与当年1 月1日之间相差的天数表示。例如1990年在广州地区记录的瓜实蝇种群高峰期为10月1日[14]，该日期与当年1月1日之间相差的天数为273 d，则1990年广州地区瓜实蝇的种群高峰期以273表示。

1.2气象数据获取与分析

笔者所使用的气象数据均来自于中国气象数据网（http：//data.cma.cn/），数据集为中国国际交换站地面气候标准值日值数据集、月值数据集及年值数据集。根据汇总的瓜实蝇发生年限和地区，选择瓜实蝇发生较为集中的区域，将发生区域划分为华南（广东省、广西壮族自治区和海南省）、华东（江苏省、浙江省、福建省、江西省）、华中（河南省、湖南省和湖北省）、西南地区（贵州省、四川省和云南省）及全国范围。随后，计算各地区的年平均温度，并通过线性回归分析各地区气温随年份的变化趋势，是气候变暖还是变冷，这种变化的趋势是否显著。