《Journal of Asia-Pacific Entomology》：Modeling
Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) abundance in Nu‘uanu Valley, Hawai‘i: The role of building footprint size
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城市化对欧胡岛努阿努山谷毛拉蚊（Aedes albopictus）种群的影响及环境适应性研究。通过 ovitrapping 和孳生地采样构建广义线性模型，发现建筑密度与占地面积显著影响蚊虫丰度，而海拔和潜在孳生地密度不具显著相关性。住宅区（中等级别）的蚊虫数量最高，提示需优先针对此类区域制定防控策略。
约翰·M·柯尔施（John M. Kirsch）| 谢嘉伟（Jia-Wei Tay）
夏威夷大学马诺阿分校植物与环境保护科学系城市昆虫学实验室，美国夏威夷州檀香山市Maile Way 3050号Gilmore 310室，邮编96822
摘要
自蚊子引入夏威夷以来，它们导致了本地鸟类数量的减少以及多个登革热疫情的爆发。在欧胡岛（Oahu）的城乡环境中，最常见的蚊子是Aedes albopictus（Skuse）。通过卵捕集和幼虫栖息地采样，我们建立了广义线性模型，以评估城市化对Ae. albopictus数量的影响，并评估其在欧胡岛Nu‘uanu山谷三个地点的环境适应性。连续四周的卵捕集结果显示：低海拔地点捕获了31个卵，中等海拔地点捕获了410个卵，高海拔地点捕获了85个卵。由于不同地点的蚊子数量存在差异，我们分析了影响蚊子数量的因素，包括潜在的幼虫栖息地、非生物环境因素以及四个城市化指标（总建筑面积、建筑面积占比、平均建筑规模和建筑物数量）。负二项模型分析表明，Ae. albopictus在小型建筑物密集的地区更为常见，其中平均建筑规模是一个显著的影响因素。潜在的自然繁殖地的海拔和密度对Ae. albopictus的数量没有显著影响。由于这些建筑物大多是住宅，我们认为位于Nu‘uanu山谷的居民遭遇蚊子的风险高于其他研究地点的居民。这些单户住宅区为未来夏威夷登革热疫情的防控工作提供了起点。
引言
气候变化、全球化和城市化进程加剧了节肢动物的数量增加以及蚊媒疾病的传播（世界卫生组织，2024年；Franklinos等人，2019年；Swei等人，2020年）。这些因素导致了入侵物种的扩散，尤其是亚洲虎蚊Aedes albopictus（Skuse），由于其能够在多种环境中生存，已在世界各地广泛传播（Paupy等人，2009年）。Aedes蚊子的扩散使全球超过50%的人口面临疾病传播的风险（Harapan等人，2020年）。
研究人员使用多种方法和预测因素来模拟Aedes蚊子的种群动态和分布范围。人们利用气候和生态因素（如温度、相对湿度、绝对湿度、降水量、海拔、植被和风速）来预测蚊子的数量和分布（Yang等人，2005年；Yang等人，2021年；Vanwambeke等人，2011年；Little等人，2017年；Franklinos等人，2019年；Kraemer等人，2019年）。尽管在数量和存在模型中较少使用，但其他因素也被考虑在内，例如可用栖息地、土地用途、城市化程度和社会经济状况（McClure等人，2018年；Kache等人，2020年；Tamini等人，2021年）。在模拟Aedes蚊子数量和种群动态时，温度和降水量是最常见的因素（Franklinos等人，2019年）。
Aedes aegypti和Ae. albopictus最初是通过船只上的淡水储水容器传入夏威夷群岛的，分别于1890年和1900年左右在当地定殖（Winchester和Kapan，2013年）。到1905年，檀香山已经发生了首次破坏性的登革热疫情，并开始采取蚊虫控制措施（Nakagawa和Hirst，1959年；Winchester和Kapan，2013年）。在欧胡岛，消灭Ae. aegypti的努力取得了成功，最后一次检测到该蚊子是在1949年；然而Ae. albopictus却持续存在，即使在引入了Toxorhynchites蚊子进行生物控制之后（Bonnet和Hu，1951年；Nakagawa和Hirst，1959年）。Ae. albopictus的存活部分归因于其在繁殖栖息地方面的适应性，它能够在檀香山周边的森林地区生存，而城市中的Ae. aegypti则无法利用自然环境（Usinger，1944年；Bonnet，1947年）。这两种蚊子都有在容器中繁殖的习性，这也是它们与人类密切相关的原因之一，因为它们能够在轮胎、塑料、花盆等积水物体中有效繁殖（Bonnet，1947年；Bartlett-Healy等人，2012年）。Ae. albopictus和Ae. aegypti都是登革热病毒的传播媒介，前者在2011年欧胡岛的疫情中是唯一的传播媒介，而在2015-2016年的夏威夷岛疫情中则是主要媒介（Lew等人，2018年；Hasty等人，2020年）。尽管在欧胡岛部分消灭了Ae. aegypti，但登革热仍然在夏威夷频繁发生，自2000年以来已发生了三次疫情（Hasty等人，2020年）。
据我们所知，目前还没有研究将城市景观特征和海拔高度结合起来，从精细的空间尺度上分析它们对Ae. albopictus数量的影响。本研究探讨了欧胡岛Nu‘uanu山谷三个地点Ae. albopictus数量的潜在驱动因素。我们进行了卵捕集并调查了潜在的幼虫栖息地，然后将结果与海拔高度和年降水量相结合，并通过每个捕集地点的建筑面积地图量化了城市化程度。本研究旨在分析这些因素对夏威夷檀香山Ae. albopictus数量的影响。
研究区域与陷阱设置
我们在欧胡岛Nu‘uanu流域选择了三个卵捕集地点。选择Nu‘uanu山谷作为研究地点，是因为该地区具有明显的气候变化、降雨量和海拔梯度，易于访问，未来可能入侵物种的发生概率较高，且此前在该地区曾进行过蚊虫调查（Usinger，1944年）。此外，2008年该地区的生物和整体生态评级在欧胡岛最高，流域内55%的土地被划为保护区。
蚊虫采集
在2021年6月至7月的四周研究期间，三个地点共收集到526个蚊卵。其中410个（78%）来自中等海拔的住宅区，85个（16%）来自高海拔的保护区，31个（6%）来自低海拔的工业和商业区。我们构建了一个以地点为唯一自变量的广义线性模型，并进行了成对比较测试，发现三个地点之间的平均卵数量存在显著差异（高海拔-低海拔：p = 0.1849）。
讨论
在夏威夷，温度、降雨量和海拔高度之间存在高度相关性。总体而言，海拔较高的地区降雨量更多，温度更低（Giambelluca等人，2013年）。当仅以年降水量和海拔高度作为预测变量构建广义线性模型时，我们发现方差膨胀因子很高，表明这两者之间存在强相关性。
结论
我们进行了这项研究，以评估影响欧胡岛Nu‘uanu山谷Ae. albopictus数量的因素，包括潜在的幼虫栖息地、海拔高度、降雨量以及城市化指标（如建筑面积）。研究结果表明，Ae. albopictus蚊子主要分布在单户住宅等小型建筑物周围，而卵捕集陷阱周围10米范围内的海拔高度和潜在栖息地密度对预测其数量没有显著影响。
作者贡献声明
约翰·M·柯尔施（John M. Kirsch）：负责写作、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、软件使用、方法论设计、调查实施、数据分析、数据整理和概念构思。谢嘉伟（Jia-Wei Tay）：负责写作、审稿与编辑、数据可视化、验证、项目监督、资源协调、项目管理、方法论设计、调查实施、资金筹集和概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
特别感谢J Salehi在研究中的协助。作者还要感谢M Medeiros、L Kaufman和SX Cheah在论文撰写初期的审稿工作。本研究是JM Kirsch硕士论文的一部分。该研究得到了热带农业与人类韧性学院新教师启动基金的支持（资助JW Tay）。蚊虫采集所需的许可由当地政府部门颁发。
