气候驱动下苏丹白蛉暴发风险的生理生态机制模型研究

《Ecological Modelling》：Temperature- and host-driven model of Phlebotomus papatasi outbreak potential under climate change in Sudan

　　本研究通过构建温度驱动的Metzler矩阵模型，整合白蛉（Phlebotomus papatasi）阶段特异性生理生态特征与宿主可及性，首次在苏丹地区实现皮肤利什曼病（CL）暴发风险的机理化、空间显式预测。模型在历史气候条件下对地方性疫点验证准确率达77%，并揭示中西部高风险区及未来气候情景（2050年SSP5-8.5）下极端升温导致的适生区收缩规律，为冲突脆弱地区的主动公共卫生干预提供理论工具。

　　

章节亮点

性状驱动的阶段结构化适生性模型

我们基于温度依赖性梅茨勒矩阵（Metzler matrix）框架，为东非皮肤利什曼病（CL）主要媒介——白蛉（Phlebotomus papatasi）构建了生理结构化的阶段特异性种群模型。该模型捕捉了卵（E）、幼虫（L）、蛹（P）和成虫（A）四个生命阶段的发育动态，并创新性地整合了生态相关变量（如血食来源可获得性和承载量）。

模型、技能检验与验证

有趣的是，基于性状的适生指数清晰揭示了白蛉适生性随温度、土地利用类型和牲畜密度组合变化的生态梯度（图1）。适生性在中等温度（26–30 °C）条件下最高，并在耕地和建成区达到峰值，尤其在牲畜密度高时更为显著。相比之下，水体、雪地和红树林等栖息地无论温度或宿主条件如何，适生性始终接近零。

讨论

本研究采用的机理化适生指数模型为评估苏丹环境变化下CL媒介白蛉的生态适应性提供了坚实且生物学基础扎实的理论框架。结果反映出清晰的生态梯度：适生性在中等温度条件（26–30 °C）和特定土地利用类型（尤其是高牲畜密度区域）下达到最优。这些发现与白蛉偏好温暖环境、依赖非人类宿主（如牲畜）的生物生态学特性高度吻合。

结论

本研究所呈现的建模方法不仅提供了预测精确性，更为了解环境、媒介生物学和疾病风险之间的动态相互作用提供了一个清晰的窗口。研究人员通过机理化适生指数将其发现锚定在生物真实性和生态细微差别之中。模型输出与观测数据（如温度阈值、已确认的媒介存在和疾病地方性）之间的高度吻合，强化了模型作为冲突影响地区前瞻性健康规划工具的可靠性。