报告的这一部分探讨了气候变化对有害生物、进而对植物健康的潜在影响,先从大的趋势来看,再通过案例研究展示个别物种或物种群受到的影响。
旨在确定气候变化情景下未来有害生物风险的模拟研究,大多采用物种分布模型、种群动态模型或两者混合模型(表2)。这些研究中考虑的气候因素包括温度、降水和湿度,但通常没有考虑二氧化碳浓度升高(Eastburn、McElrone和Bilgin,2011;Juroszek和von Tiedemann,2015)。对那些主要受温度影响的有害生物物种而言,气候变化的影响可能较容易预测。而对那些繁殖和扩散与水、风和作物管理密切相关的有害生物而言,预测气候变化对其影响则更加困难。对那些与其他生物体(例如病原体载体)相互作用影响较大的有害生物而言也是如此(Trebicki和Finlay,2019),除非它们之间的相互作用已经得到了详细的研究(Juroszek和von Tiedemann,2013a),因而可以预测(见叶缘焦枯病菌的案例研究)。
模拟的结果取决于所使用的材料和方法,包括所使用的全球气候模型、排放情景、区域气候模型和具体的有害生物模型,以及模拟中使用的精确参数(Miedaner和Juroszek,2021a)。上述全部都有助于对有害生物风险的预测(Gouache等,2013;Juroszek和von Tiedemann,2013b;Launay等,2020),在阅读和解释表2中的模拟研究结果时应当牢记。此外还应注意,正如Miedaner和Juroszek(2021a)近期研究所强调的,气候变化对有害生物风险的影响在一个国家可能有所不同(例如低地与山区、北方与南方、夏季与冬季、炎热潮湿季节与凉爽干燥季节)。
根据Juroszek和von Tiedemann(2015)的研究,一般来说,如果温度上升是主要驱动因素,那么到21世纪末,有害生物风险预计的变化(增加或减少)将会比世纪初更加明显。这反映出这样一个事实:预计21世纪末全球变暖的程度相比世纪中和世纪初会更加显著(例如全球气温分别上升3℃、2℃和1℃)。
有害生物风险的预测变化因地理位置而异(Sidorova和Voronina,2020)。例如,在一项受气候变化情景驱动的未来有害生物风险早期模拟研究中,由稻瘟菌(Magnaporthe grisea)引起的稻瘟病风险预计会在日本等凉爽的亚热带水稻种植区增加,而在菲律宾等潮湿温暖的热带地区,该风险预计会在未来降低(Luo等,1995和1998)。Kocmánková等(2011)对虫害的预测表明,欧洲玉米螟(Ostrinia nubilalis)和科罗拉多马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)很可能会在欧洲许多地区扩大范围,在海拔更高的地区定殖,并增加每年的代数,这些都是预测温度上升的结果。另一方面,气候变暖可能会导致温度升至接近某些昆虫物种的致死上限,特别是夏季的温带气候地区(Bale和Hayward,2010;Harvey等,2020)和已经非常温暖的热带地区(Deutsch等,2008)。这种随地理位置变化的影响意味着进行归纳时应极其谨慎,研究人员在推算结果时需要非常小心(Juroszek等,2020)。
最近,Seidl(2017)发表了一份对现有结果(1600多个单项观测值)的全面总体分析,并得出结论:约三分之二的观测值显示,全球林业的非生物(例如火灾、干旱)和生物(例如虫害、病原体)胁迫因素的风险将增加。更温暖且更干燥的条件有利于昆虫的干扰,而更温暖且更潮湿的条件则有利于病原体的干扰。预计许多作物病害(例如Juroszek和von Tiedemann,2015)、虫害(例如Choudhary、Kumari和Fand,2019)和杂草(例如Clements、DiTommaso和Hyvönen,2014)也会出现同样的趋势,大多数情况下有害生物风险会增加。因此,未来需要采取预防、缓解和适应措施,以减少农业、园艺、林业以及城市地区和国家公园预计增加的有害生物风险(Edmonds,2013;Pautasso,2013)。目前,在如何处理国家公园和保护区内的有害生物侵扰问题上,保护主义运动和植物健康服务机构之间存在持续的争论,主要话题在于是否要对当下的非管理型生态系统进行干预。