新研究发现,随着气候变化稳步加剧,植物大流行只会越来越严重。
研究显示,小麦、水稻和玉米等主要粮食作物的平均损失率为21%至30%。
不过,监测这些病害的新工具和新技术有助于遏制其传播。
一个研究团队指出,植物病害监测、改进的检测系统以及全球病害预测建模,对于减轻未来病害暴发的影响、保障全球粮食供应至关重要。
植物病害不会止步于国界,广阔的海洋同样无法阻止其扩散。相关建议发表于《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的一篇评论文章中。美国国家科学院院刊。
“目标是‘及早发现这些植物病害暴发的源头,并在其演变为大流行之前阻止传播’,”论文第一作者、北卡罗来纳州立大学植物病理学教授Jean Ristaino说。Ristaino表示,一旦流行病发生,就很难控制,并将这一努力比作阻止新冠病毒传播的努力。
“我们已经看到,信息共享、数据分析和建模在应对新冠疫情中发挥了多么重要的作用。这类工具也可用于增强应对未来植物病害暴发的韧性——从识别全球作物贸易网络中的风险,到本地公民科学监测,”共同作者、麦吉尔大学地理系助理教授Graham MacDonald说。
虽然部分病害已在某种程度上受到全球监测,例如小麦锈病和晚疫病(后者是一种影响马铃薯的重要病原体,曾引发爱尔兰大饥荒),但其他作物病害并未得到常规监测。
“现有的一些监测网络,但它们需要相互连通,并由政府间机构提供资金,同时扩展为全球监测系统,”Ristaino说。“我们可以利用电子传感器改进病害监测,帮助快速检测并追踪新出现的植物病原体。”
研究人员表示,需要众多学者——即所谓的融合科学——共同努力,才能预防植物病害大流行。这意味着经济学家、工程师、作物科学家、作物病害专家、遗传学家、地理学家、数据分析师、统计学家等各界人士携手合作,保护作物、种植作物的农民以及食用这些作物的人们。
研究人员在论文中指出,目前正在开展相关研究,以建模植物病原体传播的风险,并协助预测和预防暴发。对病害传播进行建模和预测,有助于更精准地部署缓解策略,阻止大流行。
研究人员表示,全球植物病害暴发的频率正在上升,并对全球粮食供应构成威胁。根据2019年发表的一篇论文,因植物害虫和病害,小麦、水稻和玉米等主要粮食作物的平均损失率为21%至30%。
以香蕉为例,具体而言是Cavendish品种,它对一种名为尖孢镰刀菌(Fusarium odoratissimum)热带4号小种(引发巴拿马病)的病原体缺乏抗性。该病原体已从亚洲迅速传播至非洲、中东,并近期传入南美洲,影响着美洲主要出口的香蕉品种。
气候变化可能会加剧这些暴发,研究人员表示。例如在非洲,撒哈拉非洲的气候变化和干旱会影响蝗虫的数量和分布范围,而蝗虫会对撒哈拉以南非洲更南部地区的作物造成毁灭性破坏。气候数据有助于推动病害预测和传播模型的建立。
“更频繁的降雨可能使气传植物病原体扩散,真菌孢子也可能随飓风移动,大豆锈病正是通过风暴从南美传入北美的,”Ristaino说。“还有提前出现的情况,即由于春季气温升高,病原体在生长季节比往年更早出现。”
此外,粮食贸易的全球化性质也在推动部分植物病害大流行。新型有害植物病原体的出现为本已因全球粮食需求增长而承压的粮食供应带来了更多风险。
“全球化意味着农业和粮食供应在跨国界之间日益紧密相连。分析这些作物贸易网络,并加强各国之间的信息共享,有助于查明害虫或病害带来的风险,”MacDonald说。
研究人员表示,有必要将人类全球卫生科学家与植物全球卫生科学家联系起来,共同开展合作。粮食安全与生计与农业息息相关,而人类健康则与我们所消费的食物息息相关。
