東京——東京都立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種模擬，可以預(yù)測一種危害當(dāng)?shù)刂参锶旱娜肭旨紫x物種的傳播。他們嘗試了基于道路長度、河流長度的模型，并在埼玉縣的方形“單元格”中記錄了櫻桃樹的數(shù)量。他們發(fā)現(xiàn)基于河流長度的簡單模型給出的結(jié)果與現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)相比具有優(yōu)勢。良好的預(yù)測可以幫助當(dāng)局將有限的資源引導(dǎo)到最需要的地方。
入侵昆蟲物種是對當(dāng)?shù)匾吧鷦游锏闹苯油{。它們造成的破壞不僅會影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，還會影響經(jīng)濟。據(jù)估計，全球每年生物入侵的總成本超過 1000 億美元。梅花長角牛甲蟲或Aromia bungii也不例外。雖然在東亞很常見，但它于 2012 年才首次在被發(fā)現(xiàn)。在此后的十年中，它對桃園和櫻桃樹產(chǎn)生了毀滅性的影響，尤其是裝飾美麗春季景觀的染井吉野品種。入侵不僅打擊了農(nóng)業(yè)，還威脅到以盛產(chǎn)櫻桃樹而聞名的地區(qū)的春季旅游業(yè)。
管理此類害蟲的關(guān)鍵方面之一是了解它們每年將傳播到何處。盡管多年來進行了一系列技術(shù)創(chuàng)新，例如特殊陷阱，但可部署的資源總是有限：地方當(dāng)局需要知道該關(guān)注哪里。這就是為什么由 Takeshi Osawa 副教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊一直致力于計算機模擬來預(yù)測甲蟲的去向。他們查看了埼玉縣，這些甲蟲近年來已成為一個主要問題。
他們使用的元胞自動機模擬將景觀分成正方形，規(guī)則決定了甲蟲在不同方向從一個細(xì)胞傳播到另一個細(xì)胞的可能性。該團隊知道在有櫻桃樹的地區(qū)有多少甲蟲會突然出現(xiàn)。因此，他們決定根據(jù)三個不同的變量來制定規(guī)則;每個廣場上記錄的櫻桃樹數(shù)量、河流的總長度和道路的總長度，因為河流和道路都傾向于沿著它們種植櫻桃樹。然后他們進行了模擬，尋找虛擬入侵水平高的區(qū)域，并將它們與同一區(qū)域甲蟲的真實觀察結(jié)果進行比較。后者是在當(dāng)?shù)毓竦膸椭戮幹频?。有趣的是，基于櫻桃樹?shù)量的模型被證明是真實入侵的最差預(yù)測指標(biāo)，因為記錄僅擴展到公共設(shè)施中的樹木。另一方面，同時使用河流和道路的組合模型被證明是最好的，盡管只比簡單地根據(jù)河流長度制作的模型好一點。
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