zd至頂網cio與應用頻道 09月17日 北京訊息：
挑戰
保護美國農業及自然資源免遭植物蟲害、有害雜草等威脅。
解決方案
美國農業部運用jmp®實現樣本設計、實驗的設計與修繕、資料分析以及其它功能。
結果
jmp幫助美國農業部植物保護與檢疫科研究員估測植物病蟲害入侵風險、限制其進入途徑、監控其動向及繁殖情況等。
當ned jones辦公室的**響起時，沒有人知道他將面對怎樣的挑戰。不過，這是jmp大展身手的絕好機會。
jones供職於美國農業部動植物衛生檢驗署。該署由下屬六科室構成，最大的兩個科室為獸醫服務科，以及植物保護與檢疫科。其中，植物保護與檢疫科擁有自己的科學智囊團——總部位於北卡羅來納首府羅利市的「植物健康科技中心」；而jones是智囊團中唯一的統計專家。
jones介紹說，獸醫服務科常年監測的外來有害生物僅50種左右，而且有著完備的取樣與統計系統對其進行追蹤。而植物保護與檢疫科監測的外來有害生物達50000種，甚至更多——包括所有進入美國境內並攻擊本土植物的昆蟲、攻擊本土植物的病害，及攻擊本土植物的植物等——而這一資料還在逐步上公升。
植物保護與檢疫科研究員在多個專案中運用sas和jmp，以抵禦有害物種入侵美國，並控制國土上既存有害物種的蔓延。在日常工作中，jones運用jmp研究涉及樣本設計、實驗的設計與修繕、資料分析等方法的專案；同時，jmp也多用於資料視覺化、問題解決等領域。
許可某種植物或植物產品進入美國，需要與之相關的**國外來物種認證、對該物種的分析報告以及蔓延控制方案，因為所有的產品都將最終流動至消費者手中。
ned jones運用**刻畫器研究並模擬白蠟窄吉丁蟲(一種毀壞白蠟樹的害蟲)的活動。
「我們制訂了綜合病蟲害管理計畫（ipm），來管理全體外來物種商品。當其它國家有意向美國輸入外來物種商品時，我們也鼓勵他們執行這一計畫。」jones解釋道。
一旦獲知並掌握有害物種的侵入途徑，風險管理師就能夠決定採用一種或多種風險管理舉措，以將其入侵風險降低到可接受水平。綜合病蟲害管理計畫（ipm）的內容包括農藥噴灑、擇優收穫、作物打蠟、冷處理、熱處理，以及訓練農民發現感染作物等。美國農業部已制訂了樣本計畫，但迄今為止，這些計畫仍缺乏切實的執行可能性。
「有時候，這些控制方案功效不夠，有時卻又太過頭。所以我們還在研究。」jones表示。「我們可以構建乙個數學模型，表明『好，這是第一種方案的害蟲存活率，現在我們看第二種方案』，然後不斷地並行或按序實施各控制方案，直到害蟲存活率有效降低，我們才會准許該外來物種產品進入美國。棘手的是，如何了解各控制方案之間相互作用的情況：它們何時是單獨起作用的，何時是協同起作用的，又何時是起到對抗作用的。」
「我們運用jmp刻畫器來模擬全程，並分享計畫方案。」jones如是說。
獸醫服務科運用jmp刻畫器進行基於二項式分布和超幾何分布的樣本設計，包括檢測水平、檢測靈敏度、蟲害感染機率、置信度以及樣本資料大小。jmp刻畫器能以獨特的視角觀測這些單級或多級樣本設計因素之間的相互作用情況。
獸醫服務科還要對外來物種進行風險分析，但通常無法取得足夠的資料，這時就必須依賴專家意見了。專家們將決定，在實施控制方案後的最高存活響應、最低存活響應以及最可能的存活響應。運用jmp刻畫器，可輸入這些專家意見、並將其轉化為pert分布——beta分布的乙個特例，需用到基本的beta引數。這一步驟就能夠使jmp刻畫器成功模擬出專家的意見。然後，結合以上所有模擬，就可以製作多種控制方案的綜合效應模型了。
美國農業部追蹤外來物種的動向，將其放在人口中心、商品農業、自然資源等大環境中考量。他們記錄截獲每種新物種的日期及地點，並用jmp的地圖繪製及動態氣泡圖等功能實現資料的視覺化。
取樣是檢查進入美國為數巨大的農業貨物的唯一方式。美國農業部ned jones如是說。
最新的例子是關於實木包裝材料的。這種材料常用於保護運輸途中的商品，其監管由《國際植物檢疫措施標準第15號》實施。
「事實證明，這絕不是件小事情。」jones表示，「我們已經確知的，就有兩種害蟲是通過這種包裝材料進入美國的——白蠟窄吉丁蟲和亞洲長角天牛。這兩種生物都在美國境內大量繁殖，尤其是白蠟窄吉丁蟲。我們正在設法找到控制方案。」
自20世紀90年代進入美國以來，白蠟窄吉丁蟲已蔓延到14個州，毀壞了約1億株白蠟樹，被認為是美國境內最具破壞力的外來昆蟲之一。
幾年前，jones運用jmp製作了一款模型，用來估算白蠟窄吉丁蟲每年遷移的範圍，從而確定滅蟲重點區域。他發現，比起人們之前的估測，實際應搜尋的範圍要大得多。
在另一次與美國國防部合作、同樣是關於《國際植物檢疫措施標準第15號》的專案中，jones也使用了jmp。
「幾十年來，美國一直給歐洲的北約軍隊輸送彈藥。」jones說道，「但大約五年前，歐洲方面反對我們再用木箱裝載。我們的木箱大多是松木的，他們擔心上面寄生了松材線蟲（一種微型蠕蟲）；一旦進入他們的針葉林，破壞會相當大。」
美國農業部有幾項釋放不育昆蟲的專案。
「在有些昆蟲中，雌性只與乙個雄**配。」jones解釋道。「如果我們在這種昆蟲群中大量投放不育雄性昆蟲，再讓雌性昆蟲與之交配，該種類昆蟲數量就會減少。」
美國農業部有養殖昆蟲的設施，可通過射線照射使之不育。當這些昆蟲成年，便將其釋放至重點管控或滅殺區域。
jones負責兩個此類專案：乙個是食棉害蟲紅鈴蟲，另乙個是果蠅。
「我們沿著與墨西哥交界的國境線，釋放不育的果蠅，以減少其後代數量。」jones表示。「至於墨西哥那一邊，我們就無能為力了。但如果能在國境線兩邊都大量投放不育的雄性昆蟲，那麼美國任何害蟲的繁衍能力都會降低。」
美國農業部在果蠅盛行的瓜地馬拉和夏威夷各有乙個養殖基地。之後，不育的雄性果蠅也會被運至加利福尼亞。
美國農業部植物保護與檢疫科近期監測的外來有害生物達50000種，甚至更多——包括所有進入美國境內並攻擊本土植物的昆蟲、攻擊本土植物的病害，及攻擊本土植物的植物等。
「入侵物種會占領沒有它們天敵的地域，然後瘋狂繁殖。」jones說。
在美**械庫彈藥箱的樣本設計及樣本選取中，jones全程使用jmp軟體。該專案研究旨在向歐洲方面提供證據，說明這些彈藥箱的害蟲感染機率僅有0.5%乃至更少，且置信度達到95%。
「當不育果蠅運到目的地，科學家會檢測各批次，以得到其健康水平的基線資料。我們想知道，其中有多少是『可用果蠅』。」
「果蠅通常都不強壯。可我們顯然需要它們四處飛飛，找些雌**配。所以我們檢測每一組果蠅，來確定其中強壯果蠅的比例。僅其健康基線的測驗，就需花費兩個小時——之後還有別的測驗，時間更久。」
「我用jmp建了這個專案的模型。jmp真是一款有意思的軟體，能夠提供重要的結果。」
原文發布時間為：2023年9月17日
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