美国定量分析专业就业情况:人们是怎样对有害生物的定量风险进行分析的？

1.人们是怎样对有害生物的定量风险进行分析的？

美国政府为将小麦矮腥黑穗病菌疫区小麦输往中国开展的《中华人民共和国进口美国磨粉小麦携带小麦矮腥黑穗病菌冬孢子风险评估》从有害生物定量风险分析来看不失为定量风险评估的范本，该PRA报告也是中美最后达成《中美农业合作协议》小麦条款的重要基础。美国农业部组织美国、瑞典、德国、加拿大的24名涉及抽样、植物病理、气象、统计诸方面的科学家开展“中华人民共和国进口美国磨粉用小麦含带矮腥黑穗病菌冬孢子的风险评估”PRA课题组详细分析了输华小麦中矮腥黑穗病菌（TCK）冬孢子可能传入中国的各种途径。在充分收集中国相关资料的基础上，基本原理来设计TCK定量风险评估框架。小麦矮腥黑穗病害的发生与否取决寄主冬小麦处于易感生育期（分蘖期）、有满足TCK冬孢子萌发与侵染的严格的环境条件（土表层温度持续稳定在-2～10℃，且土壤有较高的含水量的时间大于45d）及在PRA分析地区是否有足够的可以引起病害发生的冬孢子。在发生条件方面，美国强调TCK仅在有超过60d积雪的地区发生并造成危害。该PRA研究在综合分析病害发生、危害及世界各国对TCK检疫管理的基础上，全面分析了出口小麦中TCK孢子含量、制粉过程中TCK孢子流失情况、病害阈值及病害适生的地理植物病理模型等与TCK传入中国并定殖的14个因素，并用各种数学函数加以量化。为评估随美国制粉小麦经制粉过程后可能进入到中国具适合发病条件地区的TCK量及分析在该地区是否存活并引起病害发生、危害，美国TCK-PRA课题组分别构建了3个子模型。子模型1用于估计经运输、储存、制粉、饲料运输与禽畜粪便进入田间的TCK孢子量，子模型2利用地理植物病理模型分析病害在中国可能发生的地区及可能引起产量损失的地区，子模型3利用病害发生阈值来判别到达某地区的孢子量是否能够引起病害发生。通过建立的上述定量PRA模型，利用Palisade公司研制的@risk专用软件随机模拟（MonteCarlo）运算10万次，计算超过病害发生阈值T1的频率。美国共分析了基本模式、需雪覆盖、均自美国西部地区（PNW）地区进口、增加进口量模式及考虑生物累积模式5种情形下TCK对中国小麦生产的风险。在考虑生物积累的情形下，病害发生概率极小（仅百万分之二），并认为主要原因是美国输华小麦中TCK孢子量少及中国TCK的适生面积小（仅3.8%的地区有可能适合TCK发生）。输华小麦中TCK冬孢子量是问题的本质。根据3年田间接种研究，USDA又进一步假设，则50g小麦中含有44000[88000000+（1000000）]个TCK孢子也是安全的，这就是进口美国制粉小麦中TCK冬孢子允许量的由来。美国研究组简单地根据阈值研究结果和根据小麦播种量（100kg/hm2）来确立的孢子允许量，即美国在PRA报告中提出的出口小麦50g样品中孢子允许量为43000个。在签订《中美农业协议》时，将允许量降为每50g小麦样品30000个冬孢子。对美国TCK-PRA报告的评估。PRA研究是美国《对中华人民共和国进口美国磨粉用小麦含带矮腥黑穗病菌冬孢子的风险评估》的基础，也是最后中美双方达成《中美农业合作协议》小麦部分条款的基础。在美国的PRA报告中，一切实验设计及结果的解释均围绕PRA。TCK-PRA定量分析主要利用概率论来确定某些不确定的信息的一种概率分布。将估计的随进口美国小麦进入中国的TCK冬孢子均匀分布于中国所有麦田的处理违背了数理统计的基本原则及植物病理学的基本原理，也与进口小麦在中国的实际流向不符，导致美方计算出“TCK传入中国并引起病害发生的概率值仅为百万分之二”显然C14并未考虑进口小麦在中国的分配情况，因而用总的适宜TCK发生的小麦生长面积F4去计算，关于阈值研究Peterson和Goates的试验，较好地论证了小麦矮化腥黑穗病的发生主要来源于土壤中或土壤表面的病原菌，而不是来源于种子表面附着的病原菌，但如将试验所得的最低发病接种量（或降低90%）作为接种阈值则缺乏理论支持。Vanderplank（1975）认为Ga黰ann（1964）提出的侵染数限（numericalthresholdofinfection）或侵染阈值（inoculumdensitythresholdofinfection）的假说缺乏证据。易建平等（1999年）采用小麦胚芽鞘单孢接种的方法获得了病株，胚芽鞘接种和田间侵染的实际情况也可能有差异，但这已在实验室条件下证实了小麦矮化腥黑穗病菌通过胚芽鞘侵染的概率为0.004，同时这也是该病原菌不存在接种阈值的一个证据。利用美国3年试验结果及中美双方合作研究的结果，从植物病理学原理来分析，同样证明不存在病害发生的阈值。对2001年中美两国科学家在犹他州Logan联合试验取得的数据，按Vanderplank推荐的方法进行分析，可发现接种量（inoculumdensity，ID）和发病数量（diseaseincidence，DI）之间有显著的直线相关关系。Y为侵染次数，D（diseasedensity）为根据试验得到的发病数量；XID，即为该试验条件下单个TCK冬孢子的侵染概率；方差分析表明，试验误差很小。对Goates和Peterson取得的试验数据进行回归分析，可发现3年试验中，多数取得成对有效数据的情况下，接种量和发病率有极显著的直线相关关系，小麦矮化腥黑穗病菌不存在发病接种阈值，造成这种虚假的发病接种阈值现象的原因是，在不同试验条件下，TCK冬孢子的侵染概率不同。在实验室胚芽鞘单孢接种条件下，TCK侵染概率约为0.004，2001年中美Logan联合试验中，侵染概率为0.00002。充分评估美国田间3年阈值研究的结果表明，小区面积过小是导致在试验的最低接种量上未发现病株的主要原因之一。2000—2001年中美双方通过扩大小区面积合作试验结果证实了这种判断。在原美国3年试验中8.8个孢子/cm2接种量处理中均未出现病株的Logan地区进行试验，结果在5个TCK接种小区及2个对照区均有TCK病穗，最高接种量88448个冬孢子/cm2发病率高于95%，最低接种量0.88个孢子/cm2水平获得了0.21%的发病率，比美国前3年研究中发病的最低接种量降低了90%，中美双方专家认为本次田间试验获得成功。关于地理植物病理学模型在美方的PRA报告中，认为TCK只能在中国积雪地区才能发病，美方非积雪地区模型的计算方法是累积符合TCK萌发条件的天数，以此值来判断TCK在当年气象条件下是否发生也是片面的。中方使用Schrodter真菌生长模型按小时进行评估；因在传统气象观测记录中缺乏相应的数据。采用专家估算值进行计算，TCK不仅在中国积雪地区能发病。得到了中国发生TCK概率仅有“2001年中国专家组在美期间注意到美国提供的。50g小麦样品中TCK孢子数“与美国PRA分析中使用的数据中”50g小麦样品中TCK孢子数“美国在分析中。使用的数据最高含量不到20000个孢子，针对美国提供的数据中有1%的数据超过2万个孢子及最大观察值达2100000个的事实。要求美国在不改变原50g小麦样品中TCK孢子数频率分布的经验分布函数前提下，改变观察极值，在考虑所有小麦自PNW地区的情况下，按美国提出的原模型计算中国可能发生TCK的概率，在尚未考虑生物累积的情况下，仅调整观察极值。

2.【FRM每日一题】定量分析04