黑胸大蠊（Periplaneta fuliginosa）是重要的室内卫生害虫^[1]，能入侵人居住环境，较其他蜚蠊（也称蟑螂）更多分布在超市、医院、居民区等室内场所^[2]，会损坏室内物品、传播病原菌和寄生虫引起伤寒、霍乱等疾病、污染食物、造成过敏反应等^[3]，对人群日常生活和身体健康影响较大。

黑胸大蠊在我国分布广泛，目前主要分布于云南、贵州、四川、广西、广东、福建、浙江、江苏等省份^[4]，作为我国本土种类，被外来蜚蠊竞争后从优势种变为弱势种群，失去了部分生存环境，但蜚蠊监测显示部分地区黑胸大蠊比例在逐年升高^[5]，2018年后，徐州地区开始监测到黑胸大蠊，蠊种由单一到多样，密度也呈上升趋势^[6]。同时，不同生境的不同蜚蠊种类携带的病原菌具有一定差异，如黄山市检测到仅黑胸大蠊携带鸡沙门菌（Salmonella ser. Gallinarum）^[7]。虽然近年德国小蠊（Blattella germanica）逐渐发展为我国居民区蜚蠊优势种群，但黑胸大蠊在居民的生活场所中与人群的接触不可忽视，仍存在再次成为优势种和传播疾病的风险。

脏、乱、差的卫生环境和交通运输等人类活动会促进蜚蠊的孳生和传播，同时气候和地理因素变化与物种分布密切相关，黑胸大蠊的生存分布也受环境因素影响^[8]。温度变化会使黑胸大蠊为寻找适宜的栖息地而发生频繁活动，在15~37 ℃黑胸大蠊随温度升高而活动增强^[9]。在人类居住环境中，全球范围内的蜚蠊侵扰趋势在不断增加，影响人类相关疾病的患病率^[10]，故对我国未来黑胸大蠊分布区进行预测，据此进行针对性防控，有助于减少其侵扰和相关疾病传播。

最大熵模型（MaxEnt）可以利用物种分布数据与分布区域内环境变量数据，分析各变量与物种出现概率之间的关系，预测不同气候情景下的物种分布状态^[11-12]。目前，运用MaxEnt模型预测环境因素对我国黑胸大蠊分布研究尚未见报道。本研究使用MaxEnt模型分析环境因素对我国黑胸大蠊分布的影响，并预测当前和未来气候情景下黑胸大蠊潜在适生区范围及适生区变化情况，为蜚蠊防治提供理论依据。

气候因子数据从全球气候数据网站（www.worldclim.org）下载，包括当前气候模式下19个气候因子，空间分辨率为5 arc min；下载共享社会经济路径（shared socio-economic pathway，SSP）2-4.5气候情景下，未来2041－2060年的19个气候因子（bio1~bio19）。自航天飞机雷达地形测绘任务网站（http://srtm.Csi.Cgiar.org/）获取海拔数据；利用ArcGIS 10.7软件表面分析功能获得坡度、坡向信息，一共获得温度、降水、海拔等环境因子22个。

从已公开发表的文献、报告中检索“黑胸大蠊”或“Periplaneta fuliginosa”关键词，记录存在黑胸大蠊的位置信息，具体至县、区^[13]，通过百度地图的坐标拾取功能将分布地点转换为经纬度信息，同时从全球生物多样性信息交换平台（Global Biodiversity of Information Facility，GBIF）获取黑胸大蠊其他分布点信息。运用ArcGIS 10.7软件设置半径为5 km的缓冲区，与气候因子分辨率保持一致，去除重复、无效的分布点，使每个5 km×5 km栅格中仅保留1个分布点，以避免数据过于集中导致过拟合^[14-15]。

在ArcGIS 10.7软件中，使用最邻近法重采样，使各环境数据空间分辨率一致，掩膜提取出中国部分。通过SPSS 25.0软件对环境因子进行相关性分析，避免因子间的高度共线性导致过度拟合^[16]。将物种数据和环境数据导入maxent 3.4.4软件中分析，得到各个环境因子对模型的贡献率大小。当2个环境因子相关系数∣r∣≥0.9时^[17]，保留贡献率高的因子，最终筛选出13个环境因子纳入模型。

随机选取70%的分布点作为训练集，剩余30%分布点作为测试集，交叉验证10次，构建MaxEnt模型，制作响应曲线。使用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线下面积（area under curve，AUC）评价模型预测效果，AUC值> 0.8时认为模型预测结果可靠、精度良好^[18]。

将MaxEnt模型的预测结果导入ArcGIS 10.7软件，获得我国黑胸大蠊潜在适生区分布图，采用重分类中“自然间断点分级法”，按照分布概率划分4个适生区等级：< 0.12为非适生区，0.12~0.31（不含0.31）为低适生区，0.31~0.50为中适生区，> 0.50为高适生区。

将筛选出的13个环境因子的未来环境数据与当前环境数据一一对应输入MaxEnt模型中，预估未来黑胸大蠊的潜在分布区。将当前与未来的预测结果导入ArcGIS 10.7软件中，借助Spatial Analyst工具的组合或功能获得当前和未来适生区分布变化情况。

经检索共获取有关黑胸大蠊中文文献1 442篇、外文文献222篇。从文献中共收集黑胸大蠊物种分布点397个，从GBIF中收集16个物种分布点，缓冲区筛选后最终剩余259个分布点。

13个环境因子用于构建MaxEnt模型，最干月降水量（bio14）对黑胸大蠊分布的影响最大，贡献率达37.20%，其次为最湿月降水量（15.20%）、海拔（13.30%）。见表 1。

表 1 环境因子对黑胸大蠊分布的影响 Table 1 Effects of environmental factors on the distribution of Periplaneta fuliginosa

表选项

贡献率排在前3位的3种环境因子响应曲线见图 1。结果表明，降水量对黑胸大蠊分布影响较大，随最干月降水量的升高，黑胸大蠊的出现概率先上升后缓慢下降。最干月降水量达15.09 mm时出现概率超过0.50；最干月降水量处于33.46 mm时，出现概率达到最高。

图 1 黑胸大蠊出现概率对重要环境因子的响应曲线 Figure 1 Response curves of Periplaneta fuliginosa occurrence probability to major environmental factors

图选项

随着最湿月降水量（bio13）的升高，黑胸大蠊的出现概率先上升后下降。最湿月降水量在168.38~292.41 mm时，出现概率 > 0.50；在177.62 mm时，出现概率最高，之后随最湿月降水量升高黑胸大蠊出现概率降低。

随着海拔（elev）的升高，黑胸大蠊的出现概率下降，海拔在105.16 m时，出现概率 < 0.50。

模型验证结果表明，ROC曲线下面积为0.9，提示模型预测精度较好。预测结果显示，当前气候条件下黑胸大蠊的高、中、低适生区面积分别为61.31、106.57和105.39万km²（表 2）。其中，高适生区主要分布在安徽、江苏、江西等地区。见图 2。

图 2 当前气候情景下黑胸大蠊的潜在适生区及物种采样点 Figure 2 Potential suitable areas and sampling sites of Periplaneta fuliginosa under current climate conditions

图选项

SSP2-4.5气候情景下，未来2041－2060年全国黑胸大蠊总适生区面积将减少4.29万km²，新增适生区面积1.47万km²，损失适生区位于西藏、云南、四川等地区，新增适生区位于陕西、山西、吉林、台湾等地区（图 3）。其中，高适生区面积将减少2.96万km²；中适生区面积减少2.99万km²；低适生区面积增加1.66万km²；非适生区面积增加4.29万km²。见表 2。

图 3 当前和2041-2060年共享社会经济路径2-4.5气候情景下黑胸大蠊适生区分布变化 Figure 3 Changes of suitable areas of Periplaneta fuliginosa under current conditions and the shared socioeconomic pathway SSP2-4.5 scenario in 2041-2060

图选项

表 2 当前和2041－2060年共享社会经济路径（SSP）2-4.5气候情景下黑胸大蠊在中国的潜在适生区面积 Table 2 Potential suitable area in China of Periplaneta fuliginosa under current conditions and the shared socioeconomic pathway SSP2-4.5 scenario in 2041-2060

表选项

本研究应用MaxEnt模型，分析了环境因子对我国黑胸大蠊分布区的影响，并对当前及未来气候情景下黑胸大蠊的分布区进行了预测。结果表明，黑胸大蠊主要分布于温暖潮湿的南方地区，最干月降水量、最湿月降水量、海拔是影响黑胸大蠊分布的主要环境因子，其中最干月降水量贡献率最大，达37.20%，坡度、气温年变化范围、年平均温度等环境因子也会影响其分布。戈斌等^[19]对上海市奉贤区蜚蠊监测发现蜚蠊密度与气温、湿度、降水量之间呈正相关，在7、8月梅雨季节时，蜚蠊密度达到高峰。黑胸大蠊的室内繁殖研究中^[20]，其卵孵受温度、湿度影响较为明显，3－8月时卵孵率较高，而低温、干燥的秋冬季节不适宜黑胸大蠊发育繁殖。福建省宁德市山区县海拔300~900 m，黑胸大蠊密度随海拔增高而增大，与本研究结果有差异，但沿海县海拔50~100 m，密度比山区县更大^[21]，考虑为湿度对黑胸大蠊分布比海拔影响更大所致。

物种出现概率≥0.5所对应的环境因子范围是物种的高适生区域^[22]。据研究可知，蜚蠊喜欢选择温暖、潮湿、食物丰富和多缝隙的隐蔽场所栖居，这是它们孳生繁殖所需要的4个基本条件。黑胸大蠊为亚热带蜚蠊种类，在我国分布于云南、贵州、广东、福建、江苏等省份，本研究预测的黑胸大蠊潜在适生区分布与其实际分布相符。黑胸大蠊高适生区分布的上海、江浙等地区，大多属于亚热带季风气候，温暖湿润，最干月降水量在10~50 mm，最湿月降水量在200 mm左右，适宜黑胸大蠊生长，终年有蜚蠊活动，而最干月降水量 < 10 mm的新疆、西藏等西北部城市不适宜其生存，分布较少。同时，预测显示黑胸大蠊适生区主要为平原、丘陵、盆地地形，海拔基本在200 m左右，符合环境因子对其影响研究得出的黑胸大蠊适宜生存的海拔条件，文献报道浙江省在低海拔地区蜚蠊种类、数量更多^[23]，也验证了这一结论。

在SSP2-4.5气候情景下，未来2041－2060年全国黑胸大蠊总体上适生区呈轻微减少状态，研究结果显示，黑胸大蠊出现概率先随降水量增加而增加，当最干月降水量超过33.46 mm或最湿月降水量超过177.62 mm后，出现概率有所下降。据研究预测^[24-25]，未来2041－2060年，我国降水增加，雨带季节延长，华南地区夏季降雨增量达到1 mm/d，大量的降水可能是黑胸大蠊适生区总面积减少的原因。适生区变化的敏感范围位于西藏、云南、四川、陕西、山西、辽宁、吉林、黑龙江等省份，国家气候中心气候系统模式数据显示这些地区年降水量在400~800 mm，该区域黑胸大蠊易随降水量等环境因子变化而导致适生区等级以及适生面积发生变化。台湾省的适生区变化较为特殊，适生区分布主要集中在台湾岛沿海区域，未来山脉西部的一些适生区将会由非适生区转为适生区，这可能受台湾省内山脉及坡度影响。

预防黑胸大蠊造成过敏性鼻炎或哮喘等致敏性疾病，传播肠道致病菌、病毒，应对室内黑胸大蠊进行监测和防制，可根据最干月降水量、最湿月降水量的变化判断黑胸大蠊侵害季节消长规律，选择适当的防制时机，采取有效防制措施，海拔105.16 m以下的黑胸大蠊高出现概率地区以及预测的未来气候情景下黑胸大蠊分布的高适生区及敏感区域，将为决策防制地区和范围的划分提供科学依据。

本研究选用的是气候、地形有关的环境变量，缺少人类社会活动对蜚蠊分布可能造成的影响，但人类活动因素较为复杂，本研究限于相关专业知识和数据的可获得性，无法全面评估人群活动变化情况。未来可以尝试纳入更多影响因素以更准确地研究黑胸大蠊的分布、预测。

利益冲突  无