新的 NCSU 模擬工具可以幫助對抗農作物和森林的病蟲害侵襲

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通過勞拉·奧萊尼亞茲

北卡羅來納州立大學的研究人員開發了一種電腦模擬工具，可以預測害蟲和疾病何時何地襲擊農作物或森林，並測試何時使用殺蟲劑或其他管理策略來控制它們。

該研究的主要作者說：“這就像在花費時間、金錢和精力之前先在一堆不同的地球上進行實驗，以測試某件事如何運作。” 克里斯瓊斯，北卡羅來納州立大學研究學者 地理空間分析中心.

在日記中 生態與環境前沿, 研究者 報道 表彰他們為害蟲或病原體傳播預測平台開發和測試該工具（他們稱之為“PoPS”）所做的努力。與 美國農業部動植物衛生檢驗局，他們創建了一種工具來預測任何類型的疾病或病原體，無論位置如何。

他們的電腦建模系統的工作原理是將適合某種疾病或害蟲傳播的氣候條件資訊與記錄病例的地點、病原體或害蟲的繁殖率及其在環境中如何移動的數據相結合。隨著時間的推移，隨著自然資源管理者添加他們從現場收集的數據，該模型得到改進。研究人員表示，這種對新數據的重複回饋有助於預測系統更好地預測未來的傳播。

瓊斯說：“我們有一個工具，可以交到非技術用戶手中，以了解疾病動態和管理，以及管理決策將如何影響未來的傳播。”

由於負責控制害蟲和農作物病害的州和聯邦機構面臨越來越多的農作物、樹木和其他重要自然資源的威脅，因此需要該工具。這些害蟲威脅著森林和生態系統的糧食供應和生物多樣性。

「最大的問題是大量新害蟲和病原體的出現，」瓊斯說。 「負責管理害蟲的州和聯邦機構的預算不斷減少，用於應對數量不斷增加的害蟲。他們必須弄清楚如何盡可能明智地使用這筆錢。”

研究人員已經在使用 PoPS 來追蹤八種不同的新出現的害蟲和疾病的傳播。在研究中，他們描述了磨練模型以跟踪 橡樹突然死亡自 20 世紀 90 年代以來，這種疾病已導致加州數百萬棵樹死亡。在俄勒岡州發現了一種更具侵襲性的新菌株。

他們還在改進模型以跟踪 斑點燈籠蠅，一種在美國的入侵性害蟲，主要侵染一種被稱為“天堂之樹”的入侵性樹木。自 2014 年以來，斑點燈籠蠅一直侵擾賓州及其鄰近州的水果作物。它會攻擊葡萄、蘋果和櫻桃作物，以及杏仁和核桃。

研究人員表示，正如氣象學家將數據納入模型來預測天氣一樣，生態學家正在利用數據來改進對環境事件（包括害蟲或病原體傳播）的預測。

「生態學界正在進行一場預測環境條件的運動，」地理空間分析中心的研究合著者兼科學傳播者梅根·斯克里普（Megan Skrip）說。 「如果我們能預測天氣，我們能否預測哪裡會出現藻華，或者特定時間特定區域會出現什麼物種？這篇論文是針對害蟲和病原體傳播這樣做的首批示範之一。”

該研究「利用 PoPS 和朋友的一點幫助迭代預測入侵」於 2021 年 6 月 3 日發表在期刊上 生態與環境前沿。該書的作者包括克里斯瓊斯、香農瓊斯、安娜佩特拉索瓦、瓦茨拉夫佩特拉斯、德文蓋多斯、梅根斯克里普、竹內優、凱文·比格斯比和羅斯·門特邁耶。作為 NSF-NIH 傳染病生態和演化計劃的一部分，它得到了美國國家科學基金會以及 Google Cloud 和 NVIDIA 的部分資助。

原始來源： WRAL 技術線