北卡罗来纳州立大学的新型模拟工具可以帮助对抗害虫和疾病对农作物和森林的侵袭
发布日期：通过劳拉·奥莱尼亚兹
北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种计算机模拟工具，可以预测害虫和疾病何时何地侵袭农作物或森林，并测试何时使用杀虫剂或其他管理策略来控制它们。
这项研究的主要作者说：“这就像在投入时间、金钱和精力之前，先在一堆不同的地球上进行实验，以测试某件事的运作方式。” 克里斯·琼斯北卡罗来纳州立大学研究学者 地理空间分析中心.
在日记里 生态与环境前沿, 研究人员 报道 他们致力于开发和测试这个他们称之为“PoPS”的工具，用于害虫或病原体传播预测平台。与 美国农业部动植物卫生检验局他们创建了这种工具来预测任何类型的疾病或病原体，无论其位于何处。
他们的计算机建模系统将适合某种疾病或害虫传播的气候条件信息与病例记录地点、病原体或害虫的繁殖率以及其在环境中的移动方式相结合。随着时间的推移，随着自然资源管理者增加从实地收集的数据，该模型会不断改进。研究人员表示，这种对新数据的反复反馈有助于预测系统更好地预测未来的传播。
琼斯说：“我们有一个工具，可以让非技术用户了解疾病动态和管理，以及管理决策将如何影响未来的传播。”
负责控制害虫和农作物疾病的州和联邦机构面临着越来越多的农作物、树木和其他重要自然资源的威胁，因此需要这一工具。这些害虫威胁着粮食供应以及森林和生态系统的生物多样性。
“最大的问题是新害虫和病原体的数量之多，”琼斯说。“负责管理这些害虫和病原体的州和联邦机构的预算却越来越少，而害虫的数量却越来越多。他们必须想办法尽可能明智地花这些钱。”
目前，研究人员已开始使用 PoPS 来追踪八种不同新出现的害虫和疾病的传播。在这项研究中，他们描述了如何完善该模型来追踪 橡树猝死症这是一种自 1990 年代以来导致加州数百万棵树木死亡的疾病。俄勒冈州发现了一种新的、更具侵袭性的病原体。
他们还在改进模型来追踪 斑点灯笼蝇是美国的一种入侵性害虫，主要侵害一种被称为“天堂树”的入侵性树种。自 2014 年以来，斑点灯笼蝇一直在侵害宾夕法尼亚州及其邻近各州的果树。它可以侵害葡萄、苹果和樱桃作物，以及杏仁和核桃。
研究人员表示，就像气象学家将数据纳入模型来预测天气一样，生态科学家也在利用数据来改善对环境事件的预测——包括害虫或病原体的传播。
“生态学中正在兴起一股预测环境状况的运动，”这项研究的合著者、地理空间分析中心的科学传播者 Megan Skrip 说。“如果我们可以预测天气，我们是否可以预测哪里会出现藻华，或者在特定时间在特定地区会出现哪些物种？这篇论文是首次证明这种方法可以预测害虫和病原体的传播。”
这项研究题为《利用 PoPS 和我们朋友的一点帮助迭代预测入侵》，于 2021 年 6 月 3 日发表在《 生态与环境前沿。它的作者包括 Chris Jones、Shannon Jones、Anna Petrasova、Vaclav Petras、Devon Gaydos、Megan Skrip、Yu Takeuchi、Kevin Bigsby 和 Ross Meentemeyer。它部分由美国国家科学基金会作为 NSF-NIH 传染病生态和进化计划的一部分资助，以及 Google Cloud 和 NVIDIA 的资助。
原始来源： WRAL 技术线