Uusi NCSU-simulaatiotyökalu voisi auttaa torjumaan tuholaisia ja tauteja kasveihin ja metsiin
Julkaisupäivä:Kirjailija: Laura Oleniacz
North Carolina State Universityn tutkijat ovat kehittäneet tietokonesimulaatiotyökalun ennustamaan, milloin ja missä tuholaiset ja taudit hyökkäävät viljelykasveihin tai metsiin, ja myös testaamaan, milloin torjunta-aineita tai muita hoitostrategioita niiden hillitsemiseksi.
"Se on kuin joukolla erilaisia maapalloja kokeillaan testatakseen, miten jokin toimii, ennen kuin käytät aikaa, rahaa ja vaivaa sen tekemiseen", sanoi tutkimuksen johtava kirjoittaja. Chris Jones, tutkija North Carolina State Universityssä Geospatial Analyticsin keskus.
Päiväkirjassa Ekologian ja ympäristön rajat, tutkijat raportoitu ponnisteluistaan kehittää ja testata työkalua, jota he kutsuivat nimellä "PoPS" tuholaisten tai patogeenien leviämisen ennustealustaa varten. Työskentely Yhdysvaltain maatalousministeriön eläinten ja kasvien terveyden tarkastuspalvelu, he loivat työkalun minkä tahansa sairauden tai patogeenin ennustamiseen sijainnista riippumatta.
Heidän tietokonemallinnusjärjestelmänsä toimii yhdistämällä tiedot tietyn taudin tai tuholaisen leviämiseen sopivista ilmasto-olosuhteista tietoihin siitä, missä tapauksia on todettu, taudinaiheuttajan tai tuholaisen lisääntymisnopeus ja miten se liikkuu ympäristössä. Ajan myötä malli paranee, kun luonnonvarojen johtajat lisäävät kentältä keräämänsä tiedot. Tämä toistuva palaute uusilla tiedoilla auttaa ennustejärjestelmää paremmin ennustamaan tulevaa leviämistä, tutkijat sanoivat.
"Meillä on työkalu, joka voidaan antaa ei-teknisen käyttäjän käsiin, jotta hän oppii sairauksien dynamiikasta ja hallinnasta sekä siitä, miten hoitopäätökset vaikuttavat leviämiseen tulevaisuudessa", Jones sanoi.
Työkalua tarvitaan, koska valtion ja liittovaltion virastot, joiden tehtävänä on torjua tuholaisia ja kasvitautia, kohtaavat yhä enemmän satoja, puita ja muita tärkeitä luonnonvaroja koskevia uhkia. Nämä tuholaiset uhkaavat metsien ja ekosysteemien ravintoa ja biologista monimuotoisuutta.
"Suurin ongelma on uusien tuholaisten ja taudinaiheuttajien valtava määrä, joita tulee", Jones sanoi. "Niiden hallinnasta vastaavilla osavaltion ja liittovaltion virastoilla on jatkuvasti pienenevä budjetti käyttääkseen yhä kasvavaan määrään tuholaisia. Heidän on keksittävä, kuinka käyttää ne rahat mahdollisimman viisaasti."
Jo tutkijat ovat käyttäneet PoPS:a seuratakseen kahdeksan erilaisen uusiutuvan tuholaisen ja taudin leviämistä. Tutkimuksessa he kuvasivat mallin hiomista jäljitettäväksi tammen äkillinen kuolema, tauti, joka on tappanut miljoonia puita Kaliforniassa 1990-luvulta lähtien. Uusi, aggressiivisempi tautikanta on havaittu Oregonissa.
He myös parantavat jäljitettävää mallia täplikäs lyhty, invasiivinen tuholainen Yhdysvalloissa, joka saastuttaa ensisijaisesti tiettyä invasiivista puutyyppiä, joka tunnetaan nimellä "taivaan puu". Täplälyhtykärpänen on saastuttanut hedelmäsatoja Pennsylvaniassa ja sen naapurivaltioissa vuodesta 2014 lähtien. Se voi hyökätä rypäle-, omena- ja kirsikkakasveihin sekä manteleihin ja saksanpähkinöihin.
Tutkijat sanoivat, että aivan kuten meteorologit sisällyttävät tietoja malleihin ennustaakseen säätä, ekologiset tutkijat käyttävät tietoja parantaakseen ympäristötapahtumien ennustamista - mukaan lukien tuholaisten tai patogeenien leviäminen.
"Ekologiassa on liikettä ympäristöolosuhteiden ennustamiseksi", sanoi Megan Skrip, tutkimuksen toinen kirjoittaja ja tiedeviestintä Center for Geospatial Analyticsista. ”Jos voimme ennustaa sään, voimmeko ennustaa, missä leväkukinta tapahtuu tai mitä lajeja on tietyillä alueilla tiettyinä aikoina? Tämä paperi on yksi ensimmäisistä osoituksista tämän tekemisestä tuholaisten ja taudinaiheuttajien leviämisen hyväksi.
Tutkimus "Iteratively Forecasting Invasions with PoPS and Little Help From Our friends" julkaistiin 3. kesäkuuta 2021 lehdessä. Ekologian ja ympäristön rajat. Sen ovat kirjoittaneet Chris Jones, Shannon Jones, Anna Petrasova, Vaclav Petras, Devon Gaydos, Megan Skrip, Yu Takeuchi, Kevin Bigsby ja Ross Meentemeyer. Sen rahoitti osittain National Science Foundation osana NSF-NIH Ecology and Evolution of Infectious Diseases -ohjelmaa sekä Google Cloud ja NVIDIA.
Alkuperäinen lähde: WRAL TechWire