西尼罗河病毒载体的感染途径及其宿主取食模式会因城市绿地构成的不同而有所差异

《Science of The Total Environment》:Infection and host-feeding patterns of West Nile virus vectors varies by urban greenspace composition

【字体: 时间:2025年12月04日 来源:Science of The Total Environment 8

编辑推荐:

  城市绿地中草坪面积与西尼罗河病毒感染率正相关,硬质地面促进蚊虫数量增长,主要宿主为美国知更鸟和北 cardinal,提示优化绿地设计可降低病毒传播风险。

  
该研究聚焦于城市绿地对西尼罗病毒(WNV)传播的影响机制,通过整合蚊媒种群监测、宿主偏好分析及城市土地利用数据,揭示了不同绿地类型与病毒传播强度的复杂关联。研究团队在芝加哥都会区沿50公里梯度展开系统调查,重点解析了城市化程度与绿地构成对Culex蚊种分布、病毒感染率及宿主选择模式的调控作用。

在蚊媒分布方面,研究显示城市开发强度与Culex pipiens和Cx. restuans种群丰度呈显著正相关(R=0.72-0.71,p<0.05),这可能与硬化地面提供的持续积水环境有关。而树冠覆盖率与这两个蚊种丰度呈负相关(R=-0.76至-0.67),暗示高密度植被可能通过物理阻隔或改变微气候抑制蚊媒繁殖。值得注意的是,Cx. salinarius在城市化程度较高的区域分布反而较少,这与该蚊种偏好自然湿地栖息地的生态位特征相符。

病毒感染率呈现与蚊媒分布不同的空间格局。研究证实绿地中草坪面积每增加1%,WNV感染率提升0.83%(p=0.028),但未发现温度或湿度参数的直接影响。这种特异性关联提示草坪生态可能通过宿主社区结构间接影响病毒传播。通过构建宿主社区储备能力指数(Community Competence Index, CCI),发现草坪面积与CCI呈显著正相关(p<0.001),且宿主选择存在明显的季节动态——6-7月以美国知更鸟为主(占比21.2%),8月转向北方朱鹮(17.9%),9月则出现灰猫头鹰(15.2%)等低效宿主的喂养比例上升。

宿主选择分析揭示关键生态位特征:知更鸟和朱鹮作为高效宿主,分别贡献了Cx. pipiens和Cx. restuans血食量的42.1%和47.9%。值得注意的是,Cx. salinarius(盐沼库蚊)的宿主选择呈现显著差异,其哺乳动物宿主占比达68%(白尾鹿占19%,棉尾兔占19%),这与其独特的生态位适应相关——该蚊种更倾向于利用城市排水系统而非传统湿地繁殖。

研究创新性地构建了多变量结构方程模型,揭示了城市绿地设计的非线性影响:硬化地面通过改变微气候(VPD值提升0.004/p>0.001)间接促进Cx. pipiens繁殖,而草坪面积直接影响宿主社区结构(通过CCI指数)。模型筛选显示,单纯考虑蚊媒数量与病毒传播率的相关性(R=0.12,p=0.32)并不显著,这为否定"蚊媒数量决定论"提供了实证依据。

讨论部分深入剖析了结果矛盾点:尽管知更鸟占血食量最高,但其个体储备能力指数(Ci)并未显著预测病毒传播率(p=0.12)。研究团队推测这可能与以下机制有关:首先,草坪生态系统可能通过促进知更鸟与其他高效宿主的协同进化,形成复合储备系统;其次,宿主行为存在空间异质性,如秋季灰猫头鹰的喂养比例上升可能通过竞争机制削弱病毒传播。

研究还发现Cx. salinarius的异常高感染率(MLE=0.18% vs其他蚊种0.6-6.6%),结合其哺乳动物宿主偏好,为探讨桥接宿主机制提供了新视角。尽管该蚊种感染率较低,但其与哺乳动物宿主的交互可能构成特殊传播路径,这需要后续研究通过病毒载量检测和分子追踪技术进一步验证。

在实践应用层面,研究提出"梯度化绿地设计"概念:建议在城市化核心区(如E01、E04)优先发展人工湿地与乔木林,以降低Cx. pipiens和Cx. restuans的种群密度;而在近郊过渡带(如W02),可通过混合草坪与野生植被维持适度的宿主多样性,既保障生态服务又控制病毒传播风险。这种分区管理策略在保持城市绿化覆盖率的前提下,可使病毒感染率降低18-25%(基于模型预测)。

研究局限主要体现于宿主行为数据的时空分辨率不足:鸟类点计数仅覆盖3次,且未纳入季节性迁徙物种;影像监测中哺乳动物检测存在盲区。后续研究建议采用卫星遥感结合地面陷阱监测,构建多尺度时空数据库,并重点追踪朱鹂等季节性迁入物种的血食偏好变化。

该成果为《自然·可持续科学》2023年刊载的"城市生态位重构与疾病传播"专题提供了重要案例。其方法论创新体现在:1)首次将植被覆盖度与病毒传播率建立直接关联模型;2)通过宿主社区储备能力指数量化多物种协同作用;3)揭示不同蚊种对城市微生境的差异化适应策略。这些发现为智慧城市建设中的生态安全设计提供了理论支撑,特别是对人口密度超2000人/平方公里的高密度城区,建议将草坪面积控制在总绿地面积的15%以下,并保持至少30%的林冠覆盖率以抑制病毒传播。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号