Estimates of airborne pollen concentrations at the urban scale would be useful for epidemiologists, land managers, and allergy sufferers. Mechanistic models could be well suited for this task, but their development will require data on pollen production across cities, including estimates of pollen production by individual trees. In this study, we developed predictive models for pollen production as a function of trunk size, canopy area, and height, which are commonly recorded in tree surveys or readily extracted from remote sensing data. Pollen production was estimated by measuring the number of flowers per tree, the number of anthers per flower, and the number of pollen grains per anther. Variability at each morphological scale was assessed using bootstrapping. Pollen production was estimated for the following species: Acer negundo, Acer platanoides, Acer rubrum, Acer saccharinum, Betula papyrifera, Gleditsia triacanthos, Juglans nigra, Morus alba, Platanus × acerifolia, Populus deltoides, Quercus palustris, Quercus rubra, and Ulmus americana. Basal area predicted pollen production with a mean R2 of 0.72 (range 0.41–0.99), whereas canopy area predicted pollen production with a mean R2 of 0.76 (range 0.50–0.99). These equations are applied to two tree datasets to estimate total municipal pollen production and the spatial distribution of street tree pollen production for the focal species. We present some of the first individual-tree based estimates of pollen production at the municipal scale; the observed spatial heterogeneity in pollen production is substantial and can feasibly be included in mechanistic models of airborne pollen at fine spatial scales.

中文翻译：

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北美 13 种城市树种的花粉产量：树干直径和树冠面积的异速生长方程

城市尺度空气中花粉浓度的估计对流行病学家、土地管理者和过敏症患者有用。机械模型可能非常适合这项任务，但它们的发展将需要有关城市间花粉产量的数据，包括对单个树木的花粉产量的估计。在这项研究中，我们开发了作为树干大小、冠层面积和高度函数的花粉生产预测模型，这些模型通常记录在树木调查中或很容易从遥感数据中提取。通过测量每棵树的花数、每朵花的花药数和每花药的花粉粒数来估计花粉产量。使用自举法评估每个形态尺度的变异性。估计以下物种的花粉产量：Acer negundo，Acer platanoides、Acer rubrum、Acer saccharinum、Betula papyrifera、Gleditsia triacanthos、Juglans nigra、Morus alba、Platanus × acerifolia、Populus deltoides、Quercus palustris、Quercus rubra 和 Ulmus americana。基底面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.72（范围 0.41-0.99），而冠层面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.76（范围 0.50-0.99）。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。Acer saccharinum、Betula papyrifera、Gleditsia triacanthos、Juglans nigra、Morus alba、Platanus × acerifolia、Populus deltoides、Quercus palustris、Quercus rubra 和 Ulmus americana。基底面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.72（范围 0.41-0.99），而冠层面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.76（范围 0.50-0.99）。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。Acer saccharinum、Betula papyrifera、Gleditsia triacanthos、Juglans nigra、Morus alba、Platanus × acerifolia、Populus deltoides、Quercus palustris、Quercus rubra 和 Ulmus americana。基底面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.72（范围 0.41-0.99），而冠层面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.76（范围 0.50-0.99）。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。Juglans nigra、Morus alba、Platanus × acerifolia、Populus deltoides、Quercus palustris、Quercus rubra 和 Ulmus americana。基底面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.72（范围 0.41-0.99），而冠层面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.76（范围 0.50-0.99）。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。Juglans nigra、Morus alba、Platanus × acerifolia、Populus deltoides、Quercus palustris、Quercus rubra 和 Ulmus americana。基底面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.72（范围 0.41-0.99），而冠层面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.76（范围 0.50-0.99）。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。和美国榆树。基底面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.72（范围 0.41-0.99），而冠层面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.76（范围 0.50-0.99）。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。和美国榆树。基底面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.72（范围 0.41-0.99），而冠层面积预测花粉产量的平均 R2 为 0.76（范围 0.50-0.99）。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。这些方程应用于两个树木数据集，以估计城市花粉总产量和重点物种的行道树花粉产量的空间分布。我们在市政规模上提出了一些基于个体树木的花粉产量估计；在花粉生产中观察到的空间异质性是巨大的，并且可以被包含在精细空间尺度的空气传播花粉的机械模型中。