Pareto 高效的生物防治以低成本实现高功效
种群与进化
2017-08-14 v3
摘要
生物防治在农业中越来越多地被用作传统化学防治的替代方案。在许多情况下，这涉及一次性或周期性释放天然存在和/或基因改造的天敌，如捕食者、拟寄生蜂或病原体。由于这些天敌与害虫之间的相互作用十分复杂，且天敌的生产成本可能较高，生物防治的功效和经济可行性均存在争议也就不足为奇了。在此，我们研究了极简单控制策略的性能。具体而言，我们展示了如何设计并使用在功效与经济可行性之间实现最优权衡的 Pareto 高效一次性或周期性释放策略，从而以较小的经济成本实现高功效。我们在具有可调害虫迁入率的害虫-病原体-作物模型上展示了我们的方法。通过分析该模型，我们证明了简单的 Pareto 高效一次性释放和周期性释放策略具有功效，同时其利润接近于仅优化利润的策略所获得的理论最大值。当害虫迁入率处于低至中等水平时，一次性控制策略即已足够；而当害虫迁入率较高时，周期性释放策略更为可取。本文提出的方法可扩展至更复杂的场景，并可用于在多种情况下识别有前景的生物防治策略。
引用
@article{arxiv.1608.00603,
title = {Pareto-efficient biological pest control enable high efficacy at small costs},
author = {Niklas L. P. Lundström and Hong Zhang and Åke Brännström},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.00603},
year = {2017}
}