Prevention Strategies Against Citrus Black Spot and Huanglongbing in the Mediterranean Basin

[ES] Las plagas y enfermedades agrícolas invasoras son una de las principales causas de pérdidas económicas en cultivos a nivel global, amenazando la sostenibilidad de la producción, la seguridad alimentaria, la salud ambiental y el patrimonio cultural de las zonas donde entran. Esta tesis aborda estrategias de prevención, preparación y respuesta frente a plagas y enfermedades agrícolas en la cuenca Mediterránea, centrándose en dos enfermedades cuarentenarias de alto impacto para cítricos: la mancha negra (CBS) causada por Phyllosticta citricarpa y el Huanglongbing (HLB) asociado a Candidatus Liberibacter spp. Se eligió la citricultura mediterránea por su relevancia económica y social, pues simboliza la cultura de varios países de la región. Las enfermedades fueron seleccionadas porque suponen desafíos económicos, normativos y fitosanitarios, no solo por sus características epidemiológicas sino también por el complejo contexto espacial y socioeconómico donde aplicarlas, distinto al de regiones donde ya están presentes. La tesis se divide en tres capítulos y tres apéndices complementarios. El primer capítulo evalúa la idoneidad climática de la cuenca Mediterránea para el establecimiento del CBS mediante un modelo genérico de infección con dos parametrizaciones: S1 basada en datos previos y S2 usando estadística bayesiana aproximada (ABC). El modelo genérico de infección simuló infecciones de ascosporas (asc) y picnidiosporas (pyc) y se complementó con un modelo grados-día para predecir la maduración de pseudotecios y liberación de ascosporas. Se usaron datos climáticos de alta resolución (ERA5-Land) para áreas citrícolas mediterráneas y otras regiones donde la enfermedad está presente. Los resultados del modelo genérico de infección indicaron un mayor porcentaje de horas con condiciones favorables para infecciones de asc y pyc en otoño que en primavera. El modelo grados-día predijo que la liberación de ascosporas ocurriría de finales de primavera a mediados de otoño, con fechas más tempranas en el sur del Mediterráneo. Las simulaciones en áreas afectadas de Túnez fueron similares a zonas citrícolas del sur de Europa y norte de África, confirmando que el clima mediterráneo es apto para el CBS. El segundo capítulo se centra en el HLB y sus vectores, desarrollando una herramienta de regionalización para su manejo coordinado basada en riesgo. Mediante un algoritmo de agrupación jerárquico, se definieron Áreas de Manejo de Plagas (PMA) en la cuenca Mediterránea, tomando como zona de estudio la Comunidad Valenciana. El enfoque integró datos climáticos, uso del suelo (comercial, abandonado y residencial) y redes de transporte. Los PMA obtenidos equilibraron homogeneidad de riesgo y viabilidad operativa. El estudio subraya que la gestión coordinada en los PMA es clave para reducir la migración de vectores y la propagación de la enfermedad. El tercer capítulo explora la dimensión humana de las emergencias fitosanitarias, analizando la respuesta de actores del sector citrícola ante medidas del plan de contingencia en caso de un brote. Usando el HLB de ejemplo y la Teoría del Comportamiento Planificado (TPB), se identificaron norma subjetiva (SN) y actitudes (ATT) como factores clave en la intención (INT) de seguir las medidas. Además, la edad mostró un efecto positivo en la INT, posiblemente por una mayor experiencia o valoración del patrimonio citrícola en mayores. Los resultados destacan la necesidad de considerar factores socio-conductuales para diseñar normativas y campañas de concienciación más eficaces y adaptadas a contextos regionales. En conjunto, esta tesis combina modelización epidemiológica, análisis de riesgo espacial y teorías conductuales de las ciencias sociales para desarrollar estrategias fitosanitarias más holísticas adaptadas al contexto de la cuenca Mediterránea. Apoya el diseño de políticas que no solo sean científicamente sólidas sino también más propensas a ser aceptadas e implementadas en sistemas agrícolas reales.

[CA] Les plagues i malalties agrícoles invasores causen pèrdues econòmiques en els cultius a escala mundial i posen en risc la sostenibilitat de la producció, la seguretat alimentària, la salut ambiental i el patrimoni cultural a les zones afectades. Aquesta tesi aborda estratègies de prevenció, preparació i resposta davant plagues i malalties a la conca del Mediterrani, centrant-se en dues malalties quarentenàries d'alt impacte en cítrics: la taca negra (CBS) causada per Phyllosticta citricarpa i l'Huanglongbing (HLB) associat amb Candidatus Liberibacter spp. La conca Mediterrània i la citricultura s'han escollit com a cas d'estudi per la seva importància econòmica, social i cultural d'aquest cultiu, sent un símbol identitari en algunes regions. Les dues malalties plantegen desafiaments econòmics, normatius i fitosanitaris, no sols per les característiques epidemiològiques, sinó també per l'entorn socioeconòmic i espacial on caldria aplicar les estratègies, diferent del de les zones on ja estan presents. El treball consta de tres capítols i tres apèndixs complementaris. El primer capítol avalua la idoneïtat climàtica de la conca Mediterrània per a l'establiment del CBS amb un model genèric d'infecció amb dues parametritzacions: S1 basada en dades prèvies i S2 calculada mitjançant estadística bayesiana aproximada (ABC). El model generic d'infecció va simular infeccions potencials d'ascospores i picnidiospores i es complementa amb un model de graus-dia per predir la maduració dels pseudotecis i l'alliberament d'ascospores. L'estudi utilitza dades climàtiques d'alta resolució d'ERA5-Land per a zones citrícoles mediterrànies i altres llocs ja afectats. Els resultats del model genèric mostren un percentatge més alt d'hores amb condicions climàtiques favorables per a infeccions tant d'ascospores com de picnidiospores a la tardor que a la primavera. El model de graus-dia preveu que l'alliberament d'ascospores es produiria de finals de primavera a mitjan tardor, amb dates més primerenques en regions al sud de la conca. Els valors simulats a Tunísia, on la malaltia ja és present, foren similars als de zones citrícoles del sud d'Europa i nord d'Àfrica, confirmant que el clima mediterrani és adequat per al desenvolupament de la CBS. El segon capítol es centra en el HLB en particular en els seus insectes vectors, desenvolupant una eina de regionalització per al maneig coordinat basada en risc. Amb un algoritme d'agrupació jeràrquica amb restriccions espacials es defineixen Àrees de Maneig de Plagues (PMA) a la conca mediterrània, prenent com a cas d'estudi la Comunitat Valenciana. L'eina integra dades climàtiques, usos del sòl (comercial, abandonat i residencial) i xarxes de transport. Els PMA generats equilibren homogeneïtat del risc i viabilitat operativa, destacant la necessitat d'incloure zones no comercials i vies de transport en el control dels vectors. L'estudi mostra que coordinar les PMA és clau per frenar migració de vectors i propagació malaltia. El tercer capítol tracta la dimensió humana de les emergències fitosanitàries, analitzant la resposta d'actors del sector citrícola davant mesures del pla de contingència. Usant el HLB com a cas d'estudi i la Teoria de la Conducta Planificada (TPB), es va identificar la norma subjectiva (SN) i les actituds (ATT) com a factors clau en la intenció (INT) de seguir les mesures. A més, l'edat mostra un efecte positiu sobre la INT, possiblement per experiència prèvia o per major valoració del patrimoni citrícola. Els resultats remarquen la necessitat d'integrar factors socioconductuals per dissenyar normatives i campanyes més eficaces i adaptades als contextos regionals. En conjunt, la tesi combina modelització epidemiològica, anàlisi espacial del risc i ciències socials per desenvolupar estratègies fitosanitàries més holístiques i adaptades al Mediterrani. Recolza polítiques no sols científicament sòlides, sinó també més propenses a ser acceptades i aplicades en sistemes agrícoles reals.

[EN] Invasive plant pests are a major driver of crop losses worldwide and can compromise the sustainability of agricultural production, food security, environmental health, and cultural heritage. This thesis investigates prevention, preparedness, and response strategies against plant pests and diseases, focusing on two high-impact citrus quarantine diseases: citrus black spot (CBS) caused by Phyllosticta citricarpa and Huanglongbing (HLB) associated with Candidatus Liberibacter spp. The Mediterranean Basin and citrus were selected as the case study because they reflect the relevance of a crop not only commercially and economically but also socially and culturally, as in some Basin areas, citrus symbolizes identity, culture, and traditions. These diseases were selected because both pose significant economic, regulatory, and phytosanitary challenges, not only due to their biology but also the complex socioeconomic and psychological environment in which responses must be implemented, which differs significantly from regions where those diseases are currently present. This work includes three main chapters and is complemented by three appendices that provide additional information for each chapter (Appendix A for Chapter 1, App.B for Chapter 2, and App.C for Chapter 3). The first chapter assesses the climatic suitability of the Mediterranean Basin for CBS establishment using a generic infection model with two parameterizations: one based on previous data (S1) and another using approximate Bayesian computation (ABC) (S2). The model simulates potential infections by ascospores and pycnidiospores and is complemented by a degree-day model to predict pseudothecia maturation and ascospore release dynamics. High-resolution ERA5-Land climate data were used for citrus-growing areas in the Mediterranean Basin, and other locations where the disease is already present. The generic infection model results showed a higher percentage of favorable infection hours with favorable climatic conditions for infections by both ascospores and pycnidiospores in autumn than in spring. The degree-day model predicted ascospore release from late spring to mid-autumn, with earlier dates in the southern Mediterranean. Simulations in Tunisian areas already affected were similar to those in southern Europe and North Africa, confirming that Mediterranean climates are suitable for CBS. The second chapter focuses on HLB vectors, developing a risk-based regionalization tool for their coordinated management. Using a hierarchical clustering algorithm with spatial constraints, Pest Management Areas (PMAs) were defined in the Mediterranean, with Valencia Region as a case study. The approach integrates climate, land use (commercial, abandoned, residential), and transport networks. The PMAs achieved a balance between risk homogeneity and operational feasibility, highlighting the importance of including non-commercial areas and transport routes in vector control. Coordinated efforts across PMAs are essential to reduce vector movement and disease spread. The third chapter explores the human dimension of plant health emergencies, analyzing citrus sector stakeholder responses to contingency measures during outbreaks. Using HLB as a case study and the Theory of Planned Behavior (TPB) as a framework, subjective norms (SN) and attitudes (ATT) emerged as key factors influencing intention (INT) to follow measures. SN also influenced ATT and perceived behavioral control (PBC). Age positively affected INT, possibly linked to experience or appreciation of citrus heritage. The findings stress the need to consider socio-behavioral factors when designing effective and regionally adapted regulations and awareness campaigns.Altogether, this thesis combines epidemiological modeling, spatial risk analysis, and social science to inform holistic, context-aware plant health strategies. It supports scientifically robust policies more likely to be accepted and implemented in real agricultural systems.

Tesis por compendio