MaxEnt modeling to predict current and future distributions of Batocera lineolata (Coleoptera: Cerambycidae) under climate change in China

ABSTRACT

Climate warming extends insect distribution areas, increases voltinism and makes pest prevention and control more difficult. The MaxEnt ecological niche modeling software was used to simulate Batocera lineolata distribution and predict potential range changes under climate change scenarios. Future B. lineolata distribution was modeled for three climate scenarios (RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5) to predict suitable regions in the 2050s and 2070s. A receiver operating characteristic curve was used to estimate model precision and a jackknife test was used to screen the dominant environmental variables. The results show that the area under the curve of the B. lineolata distribution model could reach an ‘Excellent’ standard. Under current climate conditions, the most suitable region for B. lineolata is 25.5–40.5°N, 102–120°E, distributed discontinuously from south to north and covering an area of 47.17 × 10⁴ km². For predicted future distribution, except for a decrease in moderately suitable regions under RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 in the 2050s and RCP2.6 and RCP4.5 in the 2070s, other suitable regions are likely to extend; highly suitable regions would increase continuously. This research provides a theoretical basis to improve pest management strategies regarding B. lineolata to face the challenge of climate change.

RÉSUMÉ

Le réchauffement climatique entraîne un agrandissement des aires de répartition des insectes, augmente le voltinisme et complique la prévention et le contrôle des insectes nuisibles. Le logiciel de modélisation de niche écologique MaxEnt a été utilisé pour simuler la répartition de Batocera lineolata et pour prédire les changements potentiels en réponse à des scénarios de changement climatique. La répartition future de B. lineolata a été modélisée selon 3 scénarios climatiques (RCP2.6, RCP4.5 et RCP8.5) pour prédire les sites favorables dans les années 2050 et 2070. La fonction d’efficacité du récepteur a été utilisée pour estimer la précision du modèle et un test jackknife a été utilisé pour sélectionner les variables environnementales dominantes. Les résultats montrent que l’aire sous la courbe du modèle de répartition de B. lineolata peut atteindre le niveau ‘Excellent’. Sous les conditions climatiques actuelles, la région la plus favorable à B. lineolata est 25.5–40.5°N, 102–120°E, répartie de façon discontinue du sud au nord et couvrant une superficie de 47,17 × 10⁴ km². Pour les répartition futures, hormis une diminution des zones modérément favorables pour les projections RCP2.6, RCP4.5 et RCP8.5 dans les années 2050 et RCP2.6 et RCP4.5 dans les années 2070, les autres régions favorables sont susceptibles de s’étendre; les régions hautement favorables augmenteraient de façon continue. Cette recherche fournit des bases théoriques pour améliorer les stratégies de gestion de B. lineolata pour faire face au défi du changement climatique.

KEYWORDS:

• Batocera lineolata
• MaxEnt model
• climate change
• habitat distribution
• ArcGIS

MOTS CLÉS:

• Batocera lineolata
• modèle MaxEnt
• changement climatique
• répartition d’habitat
• ArcGIS

Acknowledgments

We thank the members of our laboratory for data collection. We thank Liwen Bianji, Edanz Group China, for English editing of a draft of this article.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Additional information

Funding

This work was supported by the Sichuan Provincial Key Laboratory of Ecological Forestry Engineering, Sichuan Agricultural University, Chengdu, China. It was also supported by the technological development of meteorological administration/heavy rain and drought-flood disasters in plateau and basin key laboratory of the Sichuan Province (Key Laboratory of Sichuan Province-2018-key-05-11).