“树流感”爆发风险预测预警研究

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1、摘要摘要“树流感”是由一种特殊病菌引起的毁灭性的林木和观赏植物病害。这种病菌学名为栎树猝死病菌（美国称为橡树猝死病病原菌）。遭受该病毒感染的植物树干会流出黑色液体，叶片迅速枯萎，然后整棵大树从根到叶变黑，直至死亡。同时被感染的寄主植被的枝叶会产生孢子囊并随着风或雨进行传播。目前“树流感”主要爆发在美国西海岸地区，欧洲的英国、法国、德国等地，但随着全球化的进程，“树流感”传播到其他适宜区域的可能性的风险在不断增大。联合国气候变化政府间专家委员会（IPCC）在第5次评估报告中指出，由于温室气体排放模式的不同未来气候变化有4种

2、可能趋势。随着气候的变化未来“树流感”爆发风险区域在全球的变化以及“树流感”一旦爆发其孢子传播的路径的研究都是很有意义的。本研究是环境健康遥感诊断框架下，森林生态健康遥感诊断的重要案例研究内容。研究基于2000年到2017年的“树流感”爆发点数据、全球土地覆盖数据、气象数据等，运用最大熵模型（Maxent）对“树流感”不同时期4种气候情景下爆发的风险区域进行预测；对中国、欧洲、美国西海岸地区的预测结果进行对比分析；运用拉格朗日混合单粒子轨迹模型（Hysplit）对美国加利福尼亚州中国福建漳州地区的“树流感”传播轨迹进行预

3、警研究。其主要的研究内容包括以下四个方面：（1）收集“树流感”爆发数据和各类气候因子数据，运用Maxent模型对全球“树流感”2000年的爆发风险进行预测。根据IPCC提供的未来全球气候变化趋势选择未来气候因子，并在对应的气候因子下预测未来（2050年和2070年）全球范围内“树流感”爆发风险。（2）对“树流感”爆发风险预测结果进行时空对比分析。首先从全球尺度对预测结果进行分析，然后对美国西海岸地区、欧洲、中国的预测结果进行统计对比分析。结果表明美国西海岸地区“树流感”爆发高风险的区域将会从加利福尼亚州中部沿海区域、俄勒

4、冈州西南沿海区域、华盛顿州普吉特海湾区域向华盛顿州和俄勒冈州整个西部沿海区域扩张；各时期欧洲“树流感”爆发高风险区域主要集中在英国大不列颠岛西南沿海地区、法国北部沿海地区、西班牙北部沿海地区、西班牙西北地区；中国的风险区域主要在安徽、江西、浙江、福建、广西、I“树流感”爆发风险预测预警研究广东、云南、四川、重庆等地。（3）运用Hysplit前向轨迹模式和气象数据分别对美国加利福尼亚州2007年7月、2011年7月、2015年7月进行了持续一个月的轨迹模拟，并将模拟结果和次年的“树流感”爆发点进行叠加分析。同时运用同样方法

5、对2016年4月中国福建漳州港的4个假设爆发点进行了一个月的轨迹模拟。（4）对加利福尼亚州的轨迹模拟结果进行统计分析，得出轨迹频率值为10%~15%和>20%的区域新爆发“树流感”点密度较大。对福建漳州进行的传播轨迹模拟结果表明，“树流感”会从漳州港蔓延到浙江、江西、广东等地。其中轨迹频率大于20%的区域主要分布在福州到厦门的福建省沿海地区。关键字：“树流感”，Maxent模型，Hysplit模型，风险预测，轨迹模拟IIAbstractAbstract“Treeflue”isadevastatingdiseasefort

6、hetreesandplants,whichiscausedbyaspecialgerm.ThisdiseaseisknownasthesuddenoakdeathinAmerica.Thetrunkofaplantinfectedwiththegermwillshedblackliquid,andtheleaveswillwitherimmediately,whichwillcausetheplanttobecomeblackfromtheroottoleaves,andtodieeventually.Atthesam

7、etime,thefoliageofinfectedhostplantscanproducesporangiaandspreadlongdistanceswithwindorrain.Atpresent,SuddenOakDeathmainlyoccurredinthewestcoastoftheUnitedStates,Britain,France,Germanyandsoon.However,withtheprogressofglobalization,thepossibilityofSuddenOakDeathsp

8、readingtoothersuitableareasiscontinuouslyincreasing.Initsfifthassessmentreport,theUNIntergovernmentalPanelonClimateChange（IPCC）pointedoutthattherewerefourpossi