全 文 ：第４３卷　第１１期
２０１５年１１月
西北农林科技大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ａ＆Ｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄ．）
Ｖｏｌ．４３ Ｎｏ．１１
Ｎｏｖ．２０１５
网络出版时间：２０１５－１０－１３　０８：４６ ＤＯＩ：１０．１３２０７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｗａｆｕ．２０１５．１１．０１４
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１３９０．Ｓ．２０１５１０１３．０８４６．０２８．ｈｔｍｌ
基于 Ｍａｘｅｎｔ模型的葡萄根瘤蚜在中国的适生性分析
　［收稿日期］　２０１４－０４－０３
　［基金项目］　陕西省科技厅“果树重大疫情鉴定与防治”项目（Ｋ３３２０２１２３０）
　［作者简介］　赵晶晶（１９８７－），女，山西大同人，在读硕士，主要从事农业昆虫与害虫防治研究。
　［通信作者］　冯纪年（１９５７－），男，陕西白水人，教授，博士生导师，主要从事农业昆虫与害虫防治研究。
赵晶晶，高　丹，冯纪年
（西北农林科技大学 农业部西北黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室，
植保资源与病害虫治理教育部重点实验室，陕西 杨凌７１２１００）
［摘　要］　 【目的】预测葡萄根瘤蚜在我国的潜在分布范围，为进一步防止其扩散蔓延提供科学依据。【方法】
采用 Ｍａｘｅｎｔ生态位模型和地理信息系统（ＡｒｃＧＩＳ）并结合影响葡萄根瘤蚜生长发育的环境因子，对葡萄根瘤蚜在我
国的潜在适生范围进行了预测。【结果】葡萄根瘤蚜在我国的高适生区主要集中在辽宁大部、河北东南部、山东、河南
东部、江苏、浙江北部、江西局部、安徽大部、湖北中部、湖南中部、陕西关中及陕南、重庆、四川东部、贵州北部；通过
ＲＯＣ曲线验证，该模型的训练集和测试集的ＡＵＣ值分别为０．９８２和０．９６２（非常接近１），表明预测获得了较好的结
果；年平均气温、最热月份最高温度、最冷月份最低温度、最暖季度平均温度、最冷季度平均温度、年降雨量、最湿月份
降雨量、最湿季度降雨量和最冷季度降雨量对葡萄根瘤蚜的潜在分布影响较大。【结论】葡萄根瘤蚜在我国适生范围
广泛，加强未被葡萄根瘤蚜侵染地区的监测管理意义重大。
［关键词］　葡萄根瘤蚜；Ｍａｘｅｎｔ模型；地理信息系统；适生区
［中图分类号］　Ｓ４３６．６３１．２＋１ ［文献标志码］　Ａ ［文章编号］　１６７１－９３８７（２０１５）１１－００９９－０６
Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄａｋｔｕｌｏｓｐｈａｉｒａ　ｖｉｔｉｆｏｌｉａｅ
Ｆｉｔｃｈ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍａｘｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ
ＺＨＡＯ　Ｊｉｎｇ－ｊｉｎｇ，ＧＡＯ　Ｄａｎ，ＦＥＮＧ　Ｊｉ－ｎｉａｎ
（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｐｅｓｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｎ　Ｃｒｏｐｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｌｏｅｓｓ　Ｐｌａｔｅａｕ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，
Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｐｌａｎｔ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｐｅｓｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，
Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ａ＆Ｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１２１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】Ｇｒａｐｅ　ｐｈｙｌｏｘｅｒａ，Ｄａｋｔｕｌｏｓｐｈａｉｒａ　ｖｉｔｉｆｏｌｉａｅ　Ｆｉｔｃｈ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｓｅｒｉｏｕｓ
ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ　ｉｎｓｅｃｔ　ｐｅｓｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ，ａｎｄ　ｉｔ　ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ　ｔｈｒｅａｔｓ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　ｇｒａｐｅ．Ｔｈｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒａｐｅ　ｐｈｙｌｏｘｅｒａ　ｗａｓ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ　ｉｔｓ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｓｐｒｅａｄ．
【Ｍｅｔｈｏｄ】Ｍａｘｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ，ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ（ＡｒｃＧＩＳ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ
ｔｈｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｇｒａｐｅ　ｐｈｙｌｏｘｅｒａ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｅｄｉｃｔ　ｔｈｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒａｐｅ
ｐｈｙｌｏｘｅｒａ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．【Ｒｅｓｕｌｔ】Ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ａｒｅａｓ　ｆｏｒ　ｇｒａｐｅ　ｐｈｙｌｏｘｅｒａ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｃｌｕｄｅｄ　ｍｏｓｔ
ｏｆ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ，ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，ｅａｓｔ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ，ｍｏｓｔ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｓｕ，ｎｏｒｔｈ　ｏｆ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ，ｆｅｗ　ａｒｅａｓ　ｏｆ
Ｊｉａｎｇｘｉ，ｍｏｓｔ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ，ｍｉｄｄｌｅ　ｏｆ　Ｈｕｂｅｉ　ａｎｄ　Ｈｕｎａｎ，ｍｉｄｄｌｅ　ａｎｄ　ｓｏｕｔｈ　ｏｆ　Ｓｈａａｎｘｉ，ｍｏｓｔ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，ｅａｓｔ
ｏｆ　Ｓｉｃｈｕａｎ，ａｎｄ　ｎｏｒｔｈ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ．Ｔｈｅ　ＲＯＣ　ｃｕｒｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ａｓｓｅｓｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　Ｍａｘｅｎｔ
ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ　ＡＵＣ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｄａｔａ　ｗｅｒｅ　０．９８２ａｎｄ　０．９６２（ｎｅａｒｌｙ　ｃｌｏｓｅ　ｔｏ　１），ｉｎ－
ｄｉｃａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ．Ｔｈｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　ｇｒａｐｅ　ｐｈｙｌｏｘｅｒａ　ｗｅｒｅ　ｇｒｅａｔｌｙ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｂｙ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ａｎｎｕａｌ　ｍｅａｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｍａｘ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ
ｗａｒｍｅｓｔ　ｍｏｎｔｈ，ｍｉｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｏｌｄｅｓｔ　ｍｏｎｔｈ，ｍｅａｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｗａｒｍｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ，ｍｅａｎ　ｔｅｍｐｅｒａ－
ｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｏｌｄｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ，ａｎｎｕａｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅｔｔｅｓｔ　ｍｏｎｔｈ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅｔｔｅｓｔ　ｑｕａｒ－
ｔｅｒ，ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｄｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ】Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｗｉｄｅ　ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｄａｋｔｕｌｏｓｐｈａｉｒａ　ｖｉｔｉ－
ｆｏｌｉａｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，ｉｔ　ｉｓ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ｎｏｎ－ｉｎｆｅｃｔｅｄ　ｒｅ－
ｇｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｇｒａｐｅ　ｐｈｙｌｏｘｅｒａ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｄａｋｔｕｌｏｓｐｈａｉｒａ　ｖｉｔｉｆｏｌｉａｅ　Ｆｉｔｃｈ；Ｍａｘｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ；ＡｒｃＧＩＳ；ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕ－
ｔｉｏｎ
　　葡萄根瘤蚜（Ｄａｋｔｕｌｏｓｐｈａｉｒａ　ｖｉｔｉｆｏｌｉａｅ　Ｆｉｔｃｈ）
属于同翅目，胸喙亚目，球蚜总科，根瘤蚜科，只危害
葡萄属植物，且有毁灭性危害，是我国植物检疫性有
害生物。该虫原产于北美洲落基山脉东部，目前在
加拿大、墨西哥、阿根廷、巴西、智利、秘鲁、法国、哥
伦比亚、奥地利、阿尔巴尼亚、比利时、阿尔及利亚、
南非、保加利亚、匈牙利、突尼斯、黎巴嫩、摩洛哥、巴
基斯坦、塞浦路斯、叙利亚、以色列、土耳其、中国、朝
鲜及日本等国均有分布［１］。我国葡萄根瘤蚜多为不
完全生活史，其主要传播途径为从疫区调运苗木、种
条等，除这些苗木、种条可能携带根瘤蚜外，疫区土
壤也可能携带根瘤蚜，同时若虫的爬行、灌溉水及耕
作工具等也可导致根瘤蚜的扩散传播；葡萄根瘤蚜
越冬若蚜及卵耐低温，翌年春天开始活动的时间因
土壤深度和温度而不同［１］。我国最早出现此害虫危
害是在１９３５年山东烟台，但直到１９５４年才引起政
府重视，后经过综合治理，这一害虫在我国基本已绝
迹［２］，但２００５年６月在上海马陆镇又发现葡萄根瘤
蚜危害，此后在湖南省怀化地区、陕西省西安灞桥、
辽宁省葫芦岛等地陆续发现［３－４］。目前，葡萄根瘤蚜
在我国南北方均有出现，寄主葡萄是我国重要的果
树树种，也是重要的经济作物，其扩散蔓延将对我国
葡萄产业构成巨大威胁。由于葡萄根瘤蚜目前在我
国的侵染面积较小并得到有效控制，还未对我国的
葡萄造成重大经济损失［１］，因此研究葡萄根瘤蚜在
我国的潜在适生区具有重要意义。
Ｍａｘｅｎｔ（ｍａｘｉｍｕｍ　ｅｎｔｒｏｐｙ）是一个以最大熵理
论为基础的物种分布预测模型［５］。该模型根据物种
的已知分布点数据和环境变量因子，利用数学模型
归纳或模拟其生态位需求，预测某物种在特定范围
的适生分布。预测结果的优劣经 ＡＵＣ（ａｒｅａ　ｕｎｄｅｒ
ｃｕｒｖｅ）值进行判断，ＡＵＣ值越大，表明预测结果越
好［６］。
目前，我国已有一些关于葡萄根瘤蚜风险性分
析和适生性方面的研究，董丹丹等［７］根据国际植物
检疫措施标准规定的有害生物风险分析程序对葡萄
根瘤蚜在我国的风险性进行了分析，结果显示葡萄
根瘤蚜在我国属于高危险性有害生物；岳朝阳等［８］
通过综合分析法对葡萄根瘤蚜在新疆的风险性进行
了评估，结果表明葡萄根瘤蚜是新疆重要的危险性
有害生物；万方浩等［９］预测了葡萄根瘤蚜在我国的
适生范围，但其所应用的环境变量较少，没有进一步
分析土壤因素及环境变量的重要性，精度检验也只
侧重于文字描述，而无具体的直观图示。本研究采
用 Ｍａｘｅｎｔ生态位模型与地理信息系统（ＡｒｃＧＩＳ），
结合影响葡萄根瘤蚜生长的环境变量因子进行综合
分析，预测了葡萄根瘤蚜在我国的潜在适生区域，旨
在为防止葡萄根瘤蚜在我国的进一步扩散和蔓延提
供科学依据。
１　材料与方法
１．１　葡萄根瘤蚜分布数据
葡萄根瘤蚜的分布数据通过大量查阅国内外的
相关文献资料获得［１，１０－１４］，最终确定了３１２个葡萄根
瘤蚜分布点数据（如图１），其中１８个中国的分布
点，通过 Ｇｏｏｇｌｅ　ｅａｒｔｈ确定每个分布点的经纬度。
按照 Ｍａｘｅｎｔ模型的要求在ｅｘｃｅｌ中将葡萄根瘤蚜
分布点坐标按“物种名、经度、纬度”顺序保存为ｃｓｖ
格式。
１．２　环境数据
本研究采用影响葡萄根瘤蚜生长发育的２０个
气候及地形变量（如表１），为１９５０－２０００年５０年
间的平均值，均来源于 Ｗｏｒｌｄｃｌｉｍ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．
ｗｏｒｌｄｃｌｉｍ．ｏｒｇ）网站，各变量的空间分辨率为１０ａｒｃ－
ｍｉｎ，下载的栅格数据可以直接加载到 Ｍａｘｅｎｔ中使
用。
１．３　预测模型及软件来源
Ｍａｘｅｎｔ模型：所使用的 Ｍａｘｅｎｔ模型为３．３．３ｋ
版。
ＡｒｃＧＩＳ软件：由西北农林科技大学植物保护学
院昆虫博物馆提供，版本为ＡｒｃＧＩＳ　９．３。
００１ 西北农林科技大学学报（自然科学版） 第４３卷
图１　葡萄根瘤蚜在世界的分布点
Ｆｉｇ．１　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄａｋｔｕｌｏｓｐｈａｉｒａ　ｖｉｔｉｆｏｌｉａｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ
表１　Ｍａｘｅｎｔ模型中使用的环境变量
Ｔａｂｌｅ　１　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　Ｍａｘｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ
变量Ｖａｒｉａｂｌｅ 描述Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ
ｂｉｏ１ 年平均气温Ａｎｎｕａｌ　ｍｅａｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｂｉｏ２ 昼夜温差月平均值 Ｍｅａｎ　ｄｉｕｒｎａｌ　ｒａｎｇｅ（Ｍｅａｎ　ｏｆ　ｍｏｎｔｈｌｙ（ｍａｘ　ｔｅｍｐ－ｍｉｎ　ｔｅｍｐ））
ｂｉｏ３ 昼夜温差与年温差比值Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｉｔｙ（ｂｉｏ２／ｂｉｏ７）（×１００）
ｂｉｏ４ 温度季度变化方差Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｅａｓｏｎａｌｉｔｙ（ｓｔａｎｄａｒｄ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ×１００）
ｂｉｏ５ 最热月份最高温度 Ｍａｘ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｗａｒｍｅｓｔ　ｍｏｎｔｈ
ｂｉｏ６ 最冷月份最低温度 Ｍｉｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｏｌｄｅｓｔ　ｍｏｎｔｈ
ｂｉｏ７ 年温差Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｎｕａｌ　ｒａｎｇｅ（ｂｉｏ５－ｂｉｏ６）
ｂｉｏ８ 最湿季度平均温度 Ｍｅａｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｗｅｔｔｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ
ｂｉｏ９ 最干季度平均温度 Ｍｅａｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｄｒｉｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ
ｂｉｏ１０ 最暖季度平均温度 Ｍｅａｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｗａｒｍｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ
ｂｉｏ１１ 最冷季度平均温度 Ｍｅａｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｏｌｄｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ
ｂｉｏ１２ 年降雨量Ａｎｎｕａｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
ｂｉｏ１３ 最湿月份降雨量Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅｔｔｅｓｔ　ｍｏｎｔｈ
ｂｉｏ１４ 最干月份降雨量Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｉｅｓｔ　ｍｏｎｔｈ
ｂｉｏ１５ 降雨量季度变化方差Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｓｅａｓｏｎａｌｉｔｙ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ）
ｂｉｏ１６ 最湿季度降雨量Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅｔｔｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ
ｂｉｏ１７ 最干季度降雨量Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｉｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ
ｂｉｏ１８ 最暖季度降雨量Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｒｍｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ
ｂｉｏ１９ 最冷季度降雨量Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｄｅｓｔ　ｑｕａｒｔｅｒ
ａｌｔ 海拔Ａｌｔｉｔｕｄｅ
１．４　基础地理数据
由国家基础地理信息系统（ｈｔｔｐ：／／ｎｆｇｉｓ．ｎｓｄｉ．
ｇｏｖ．ｃｎ／）下载的１∶４００万中国矢量地图作为分析
底图。
１．５　分析方法
Ｍａｘｅｎｔ模型的运行及结果处理：随机选取
２５％的葡萄根瘤蚜分布点作为测试集（ｔｅｓｔ　ｄａｔａ），
剩余７５％为训练集（ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｄａｔａ），其余参数设置
为软件默认值。运行出的结果包括模型的验证、适
生指数图，刀切法（ｊａｃｋｋｎｉｆｅ）测定各变量权重。利
用ＡｒｃＧＩＳ中ＡｒｃＴｏｏｌｂｏｘ窗口下的转换工具（ｃｏｎ－
ｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｏｏｌｓ）将 Ｍａｘｅｎｔ运行出的．ａｓｃ格式转化为
Ｒａｓｔｅｒ格式，即可在 ＡｒｃＧＩＳ中显示结果图，通过
ＡｒｃＧＩＳ中分析工具的再分类对其进行合适的适生
等级划分，最终获得葡萄根瘤蚜在我国的适生等级
分布图。
模型精度评估：Ｍａｘｅｎｔ模型采用ＲＯＣ（Ｒｅｃｅｉｖ－
ｅｒ　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ＲＯＣ）曲线分析法对适
生性分析结果进行精度评估［１５］。ＲＯＣ曲线以假阳
性率为横坐标，真阳性率为纵坐标，曲线与横坐标所
围成的面积值为 ＡＵＣ（ａｒｅａ　ｕｎｄｅｒ　ｃｕｒｖｅ，ＡＵＣ），
ＡＵＣ值越接近１表示模型预测结果精度越高［１６－１８］。
测定环境变量重要性：利用刀切法（ｊａｃｋｋｎｉｆｅ）
判断各生态变量对葡萄根瘤蚜分布的重要性。此方
１０１第１１期 赵晶晶，等：基于 Ｍａｘｅｎｔ模型的葡萄根瘤蚜在中国的适生性分析
法通过单独使用某一变量建模（空白条带），测定其
重要性（值越大，说明这一变量越重要），再使用排除
这一环境变量建模（灰色条带），最后生成一个使用
全部生态变量建立的模型（黑色条带）［１９］。
２　结果与分析
２．１　葡萄根瘤蚜的潜在地理分布区预测
将 Ｍａｘｅｎｔ模型预测的葡萄根瘤蚜适生性结果
（图２）导入ＡｒｃＧＩＳ分析，适生等级划分参考 Ｍａｘ－
ｅｎｔ模型预测的结果等级，平均划分为４类，分级标
准如下：适生值为０即非适生区；０＜适生值≤０．３
即低适生区；０．３＜适生值≤０．７即适生区；０．７＜适
生值≤１．０即高适生区，结果如图３所示。由图３
可以看出，葡萄根瘤蚜在我国的适生范围广泛，主要
集中在华中、华东和东北部分地区，基本趋势呈现出
以高适生区为中心向四周扩散，同时适生性逐步降
低的特点。其中高适生区有辽宁大部、河北东南部、
山东、河南东部、江苏、浙江北部、江西局部、安徽大
部、湖北中部、湖南中部、陕西关中及陕南、重庆、四
川东部、贵州北部；适生区有吉林少部、山西南部、河
南西部、湖北大部、湖南大部、江西大部、浙江大部；
低适生区有黑龙江南部、吉林、辽宁东部、河北北部、
山西中部及北部、陕西北部、宁夏南部、甘肃中部、四
川大部、西藏东部、云南大部、贵州南部、广西北部、
广东北部、福建；非适生区有黑龙江北部、内蒙古大
部、甘肃北部、宁夏大部、青海、西藏大部、新疆、海南
和台湾地区。
图２　Ｍａｘｅｎｔ模型预测的葡萄根瘤蚜在世界的潜在分布区
Ｆｉｇ．２　Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄａｋｔｕｌｏｓｐｈａｉｒａ　ｖｉｔｉｆｏｌｉａｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｂｙ　Ｍａｘｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ
图３　Ｍａｘｅｎｔ模型预测的葡萄根瘤蚜在
中国的潜在分布区
Ｆｉｇ．３　Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄａｋｔｕｌｏｓｐｈａｉｒａ　ｖｉｔｉｆｏｌｉａｅ　ｉｎ
Ｃｈｉｎａ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｂｙ　Ｍａｘｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ
２．２　Ｍａｘｅｎｔ模型精度评估
本研究采用ＲＯＣ曲线分析法对 Ｍａｘｅｎｔ模型
预测的葡萄根瘤蚜适生性分布结果进行精度检验，
预测结果（图４）显示：Ｍａｘｅｎｔ模型的训练集和测试
集的ＡＵＣ值分别为０．９８２和０．９６２，非常接近１，表
明预测获得了较好的结果。
图４　Ｍａｘｅｎｔ模型的ＲＯＣ曲线
Ｆｉｇ．４　ＲＯＣ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　Ｍａｘｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ
２．３　生态变量的重要性判断
运行结果通过 Ｍａｘｅｎｔ模型刀切法判断，结果
如图５所示。由图５可以看出，ｂｉｏ１（年平均气温）、
２０１ 西北农林科技大学学报（自然科学版） 第４３卷
ｂｉｏ５（最热月份最高温度）、ｂｉｏ６（最冷月份最低温
度）、ｂｉｏ１０（最暖季度平均温度）、ｂｉｏ１１（最冷季度平
均温度）、ｂｉｏ１２（年降雨量）、ｂｉｏ１３（最湿月份降雨
量）和ｂｉｏ１６（最湿季度降雨量）、ｂｉｏ１９（最冷季度降
雨量）对葡萄根瘤蚜的潜在分布影响较大，而海拔对
葡萄根瘤蚜适生性的影响较小。
图５　Ｍａｘｅｎｔ模型刀切法测定环境变量的重要性
Ｆｉｇ．５　Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　ｊａｃｋｋｎｉｆｅ
３　讨　论
３．１　模型的选择
物种适生区预测模型的精度由多种因素决定：
主要包括物种分布点的选取、物种样本的大小、环境
变量、空间分辨率和模型本身［２０］。目前，我国关于
葡萄根瘤蚜公开发表的分布数据有限，可能对预测
结果精度有一定的影响。大量研究结果表明，Ｍａｘ－
ｅｎｔ生态位模型在物种分布数据不足的情况下仍能
得到较为满意的结果［２１－２３］；Ｍａｘｅｎｔ的预测结果要优
于同类的 ＧＡＲＰ、Ｄｏｍａｉｎ、Ｂｉｏｃｌｉｍ 等模型［１５，２２－２３］；
王运生等［１９］运用 ＲＯＣ 曲线分析法对５种模型
（ＧＡＲＰ、Ｄｏｍａｉｎ、Ｂｉｏｃｌｉｍ、Ｃｌｉｍｅｘ、Ｍａｘｅｎｔ）的预测
结果进行了比较，５种模型的ＡＵＣ值分别为０．８１０，
０．７５８，０．９２１，０．９０３和０．９５０，其中以 Ｍａｘｅｎｔ模型
的ＡＵＣ值最大，表明其预测效果相对较好；Ｍａｘｅｎｔ
模型虽然推出的时间不长，但近年来已被应用于锈
色棕榈象［１６］、苹果棉蚜［１７］、稻水象甲［１８］、木薯单爪
螨［２４］等外来入侵害虫潜在分布区的预测，预测结果
均能较好地吻合物种的实际分布。因此，本研究选
择 Ｍａｘｅｎｔ生态位模型和地理信息系统相结合的方
法，预测葡萄根瘤蚜在我国的潜在适生性范围，预测
结果经ＲＯＣ曲线分析法验证，Ｍａｘｅｎｔ模型的训练
集和测试集的ＡＵＣ值分别为０．９８２和０．９６２，均非
常接近１，说明模型的预测结果与实际有较好的拟
合度。
３．２　寄主的影响
影响生物适生性分布的因素除气候因子外，还
有非气候因子，如寄主、天敌等。本研究所采用的
Ｍａｘｅｎｔ模型在运行时没有考虑寄主的影响，是因为
葡萄根瘤蚜只危害葡萄属植物，而目前，葡萄在我国
的种植面积广泛，包括台湾在内的全国所有省都有
葡萄栽培［１］，因此寄主不是限制葡萄根瘤蚜分布的
因素。
３．３　预测结果的分析
本研究发现，温度和降雨量是影响葡萄根瘤蚜
适生区域分布的２个主要因素。我国引种的葡萄品
种主要为欧洲种葡萄，葡萄根瘤蚜在欧洲种葡萄上
生长发育的最适温度为２１～２８℃，当温度过高、过
低时，若虫的存活率都大幅度下降；当温度达到３２
℃时，葡萄根瘤蚜则会全部死亡［１０］；降雨量的增多
会使土壤含水量相应增加，而土壤含水量增加能减
少葡萄根瘤蚜种群数量和危害［１］。本研究预测出的
葡萄根瘤蚜非适生区和低适生区与温度、降雨量关
系密切。例如，黑龙江和内蒙古最北部主要由于冬
季温度太低；华南地区则是由于夏季温度太高且降
雨量较大；新疆北部冬季温度普遍较低；西藏昼夜温
差较大。在一些地区，除受温度、降雨量的影响外，
土质也是影响葡萄根瘤蚜适生性的重要原因，如新
疆南部、甘肃、青海的柴达木盆地、内蒙古大部分地
区、藏北高原的西北部、昆仑山脉和帕米尔高原等地
的适生值均较低，这些地区的土质大多属于沙土或
高山漠土［２５］，沙土质地松散、缝隙小，高山漠土土层
薄、石砾多，均不利于葡萄根瘤蚜的扩散。除此之外
的其他地区，温度、降雨量及土质等条件均符合葡萄
根瘤蚜生长发育及繁殖的要求，因而具有较高的适
生性。
３．４　防控措施建议
目前，我国已形成很多各具特色的葡萄及葡萄
酒产区，如果这些产区一旦被葡萄根瘤蚜感染后果
将不堪设想，因此加强各葡萄种植产地的防控检疫
尤为重要。（１）严格检疫。对于已发生疫情的地区
尽量避免苗木的流通，未发生的地区如有疫区的水
果或相关产品输入则要加强检疫，一旦发现疫情立
即采取有效措施处理。（２）苗木、种条调运前和栽种
前都要进行消毒处理，如使用溴甲烷熏蒸处理、温水
３０１第１１期 赵晶晶，等：基于 Ｍａｘｅｎｔ模型的葡萄根瘤蚜在中国的适生性分析
处理、辛硫磷处理等。（３）加强监测和宣传。对于非
疫区要加强监测，及时上报监测情况，同时要加强宣
传葡萄根瘤蚜的检疫方法，将疫情的传播扩散可能
降到最低。通过本研究对葡萄根瘤蚜在我国的潜在
适生区有了一个比较明确直观的了解，为进一步防
止葡萄根瘤蚜的扩散提供了科学依据。与此同时，
对于预测到的潜在适生区应该引起当地主管部门的
高度重视，采取适当的检验检疫措施以防止葡萄根
瘤蚜的入侵。
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ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｏｎｏｎｙｃｈｅｌｌｕｓ　ｔａｎａｊｏａ　ｗｉｔｈ　Ｍａｘ－
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Ｚｈａｎｇ　Ｓ　Ｈ，Ｐｅｎｇ　Ｇ　Ｂ，Ｈｕａｎｇ　Ｍ．Ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ
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（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）
２１１ 西北农林科技大学学报（自然科学版） 第４３卷