日前，我校理学院2022级应用数学硕士研究生李佳在生物数学权威期刊International Journal of Biomathematics（SCI，中科院二区，IF=2.4）发表了题为“Stability analysis of a pine wood nematode prevention and control model with delay”的研究论文。该研究通过分析松材线虫病的传播动力学，从理论上揭示其暴发的内在机理，证明释放花绒寄甲可有效遏制病害进一步扩散蔓延。该成果为生物防治阻截松材线虫病北扩，筑牢我国生态安全屏障提供重要理论依据。
松材线虫病是由松材线虫引起松属树种死亡的一种流行性、传染性、毁灭性森林病害，是我国近40年来发生的最严重的外来入侵林业灾害。该研究根据松材线虫、松墨天牛和花绒寄甲的种间关系建立数学模型，采用环境友好型生物防治方法，引入松墨天牛的寄生性天敌花绒寄甲来防治松材线虫病。通过理论分析揭示了松材线虫病的传播暴发规律并提出相应的防治建议。
图1：松材线虫、松墨天牛和花绒寄甲的种间关系
研究发现相比于传统的直接防治病原松材线虫，防治其传播媒介松墨天牛才是更有效的防治方法。理论研究表明，直接增大对松材线虫的防治力度反而不利于种群数量保持稳定，而增大对松墨天牛的防治力度能有效增大种群数量稳定的范围。不同类型的花绒寄甲种群对松墨天牛的寄生时间不同，通过研究寄生时间对种群稳定的影响，发现寄生时间越长，种群数量达到稳定的时间也越长。而当寄生时间超过临界值时，种群数量会出现爆发式增长，此时松材线虫病将全面暴发，彻底失控。
图2：分支临界值关于限制因子的变化及不同寄生时间对天牛种群稳定性的影响
5月17日，论文指导教师丁宇婷教授代表东北林业大学理学院数学系在“第六届生物数学建模与随机分析国际会议”上围绕上述研究成果做学术报告，引发了与会专家的高度关注，现场讨论热烈，多位与会专家对该研究成果给予高度评价。基于这些发现提出的防治对策，不仅能显著提升防控效率，保护松属树种，助力我国“双碳”目标的实现，而且在林业病虫害防治研究中展现了中国学者在生物数学领域的创新成果。
论文链接：
https://www-worldscientific-com-443.webvpn.nefu.edu.cn/doi/10.1142/S1793524524500128
