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针对多果园间黄龙病（HLB）因亚洲柑橘木虱（ACP）扩散难以控制的问题，研究人员构建双果园 SAIR-SI 模型，引入机械（黄板诱捕等）与化学（杀虫剂熏蒸）防控策略，利用遗传算法（GA）优化参数。结果显示 GA 可有效减少病树移除数量与成本，为 HLB 防控提供新框架。
黄龙病（Huanglongbing, HLB），又称柑橘绿化病，是全球柑橘产业的 “癌症”。由 “候选 Liberibacter” 属细菌引发，通过亚洲柑橘木虱（Asian Citrus Psyllid, ACP）传播，可导致柑橘树生长萎缩、果实畸形直至死亡。当前，多果园区域面临严峻挑战：ACP 的长距离扩散（如 12 天内跨越 2 公里）使病害迅速蔓延，而传统防控手段如单园杀虫剂喷洒或病树移除，未充分考虑果园间虫媒迁移，导致成本高且效果有限。此外，现有模型多聚焦单果园内病害动态，忽视 ACP 迁移这一关键传播驱动因素，难以精准模拟跨果园传播风险。因此，如何在复杂生态系统中制定兼顾成本与效果的协同防控策略，成为亟待解决的科学难题。
为攻克上述问题，国外研究机构的研究人员开展了相关研究，成果发表在《Computers and Electronics in Agriculture》。研究构建了首个考虑 ACP 跨果园迁移的双果园 HLB 传播模型，结合 SAIR-SI 仓室模型（包含无症状感染树 SAIR-SI：Susceptible-Asymptomatic-Infected-Recovered-Susceptible-Infected，描述易感、无症状感染、有症状感染、移除及再次易感状态），量化虫媒迁移对病害扩散的影响。通过引入机械控制（黄板诱捕、加强监测）与化学控制（全园杀虫剂熏蒸）两类策略，建立成本 - 效果函数，并利用遗传算法（Genetic Algorithms, GA）优化防控参数组合，目标是在 HLB 流行末期最小化病树移除数量与防控成本。
研究采用的关键技术方法包括：
- 构建双果园 SAIR-SI 模型，描述每类树（易感、无症状感染、有症状感染、移除）与 ACP 的动态交互，引入迁移参数 φ12量化两果园间 ACP 迁移率；
- 基于下一代矩阵（Next Generation Matrix, NGM）计算基本繁殖数 R0，分析参数敏感性（如虫媒密度、防控措施效率）；
- 设计成本函数（包含机械与化学控制的固定及边际成本）与效果函数（病树移除率），通过 GA 迭代优化参数组合（如诱捕强度、喷药频率）。
初步结果与分析
1. 双果园模型的传播动力学
模型揭示，ACP 迁移率 φ12是跨果园传播的核心驱动因素。当 φ12>0.1 / 天（即每日 10% 的 ACP 在果园间迁移）时，两果园病害曲线呈现同步上升趋势，而单果园防控策略（如仅在果园 1 加强喷药）的效果显著下降。基本繁殖数 R0的敏感性分析表明，降低 ACP 出生率（σ）或提高杀虫剂对虫媒的致死率（μc），可有效降低 R0，其中 μc每增加 0.05 / 天，R0下降约 12%。
2. 防控策略的成本 - 效果优化
通过 GA 模拟 1000 代参数迭代，发现最优策略组合为：机械控制强度（诱捕效率）α=0.8，化学控制频率（每月喷药次数）β=2 次，此时病树总移除率可控制在初始树量的 15% 以下，同时总成本较单一化学控制降低 28%。对比实验显示，GA 优化策略较随机组合策略，在相同成本下病树移除率减少 35%，验证了算法的有效性。
3. 跨果园协同防控的必要性
敏感性分析表明，当两果园均实施 GA 优化策略时，病害峰值较仅单园防控延迟 4.2 个月，且最终累计感染树减少 41%。这证实了跨区域协同调控 ACP 迁移与果园内防控措施结合的重要性，打破了传统单园 “各自为战” 的防控局限。
结论与意义
本研究首次将 ACP 跨果园迁移纳入 HLB 模型，揭示了虫媒扩散对多果园系统的灾难性影响，并证明遗传算法可有效优化多策略组合，实现成本与效果的帕累托最优。研究结果为柑橘产区制定区域协同防控方案提供了量化工具 —— 通过实时监测 ACP 迁移率，动态调整诱捕与喷药强度，可在保证防控效果的同时降低 30% 以上的经济成本。此外，模型框架可扩展至其他虫媒传播病害（如登革热）的跨区域防控，为农业与公共卫生领域的复杂系统优化提供了新思路。研究强调，未来需加强果园间虫情监测网络建设，推动 “机械 - 化学” 协同策略的智能化部署，以应对气候变化下日益频繁的虫媒传播风险。
