温度与竞争：伊蚊（Aedes）生态动态及登革热传播的驱动因素

《Parasites & Vectors》：Temperature and competition: drivers in the ecological dynamics of Aedes mosquitoes and dengue spread

登革热传播受埃及伊蚊与白纹伊蚊竞争及温度依赖性双重影响。模型显示温度变化显著改变竞争格局：低温环境下埃及伊蚊占优且传播峰值较低，高温则促进白纹伊蚊入侵并形成共存，但降低单蚊传播强度。研究强调气候变暖区域（如哥伦比亚）需同时调控两种蚊媒的竞争关系与温度敏感性。

　　

摘要

背景

登革热是一种由蚊子传播的病毒性疾病，主要在热带地区流行，主要由Aedes aegypti和Aedes albopictus这两种蚊子传播。气候变化导致的温度变化正在改变这些蚊子的生态习性，并扩大了这两种蚊子共存的地理范围。然而，温度变化与种间相互作用（尤其是竞争激烈的幼虫阶段）对蚊子种群动态和登革热传播的综合影响仍不甚明了。

方法

我们开发了一个确定性模型，该模型包含了温度依赖性参数，用于分析幼虫阶段的蚊子相互作用，并结合了易感者-暴露者-感染者-康复者（SEIR）框架来研究人类感染动态。我们通过入侵和共存分析评估了物种的入侵能力、种群动态和传播模式，以及感染高峰的评估。基本繁殖数（\(R_0\)是通过下一代矩阵（NGM）方法分析得出的，而有效繁殖数（\(R_t\)）则是通过数值模拟计算得出的，以捕捉幼虫竞争的动态影响。

结果

入侵分析表明，幼虫竞争是决定物种结果的关键因素。在温度独立的情况下，只有当Aedes aegypti造成的幼虫压力（\(\omega _{ae}\)相对较低时，Aedes albopictus才能入侵；中等压力下两者之间的动态表现为中性，而较高的压力则会阻止入侵。引入温度依赖性因素后，入侵的可能性参数范围扩大了，表明温度变化增强了Aedes albopictus的入侵潜力。共存模式也反映了这一变化：温度独立模拟中Aedes aegypti占据优势，而温度依赖性模拟中两者几乎达到平衡共存。登革热传播模式在定性上也遵循了这些生态动态：温度独立模拟中人类登革热病例数较少，而温度依赖性模拟中病例数较多。Aedes albopictus的更强竞争降低了流行强度。基本繁殖数（\(R_0\)通过其对成年蚊子数量的影响间接受到幼虫竞争的调节，而在温度独立条件下有效繁殖数（\(R_t\)较高；而在温度依赖性模拟中，由于幼虫竞争加剧，有效繁殖数显著下降。该模型中传播部分的目的是为了说明幼虫竞争的变化如何通过传播框架传递，而不是提供经过定量验证的流行病学估计。

结论

温度显著影响Ae. aegypti和Ae. albopictus之间的竞争相互作用和登革热传播动态。温度依赖性条件增强了Ae. albopictus的入侵能力并促进了两者之间的共存，而在有利温度条件下Ae. aegypti会引发更高的感染高峰。Ae. albopictus的竞争加剧会降低传播率，尤其是在温度依赖性情景中；然而，当两种蚊子的数量相当时情况最为令人担忧。这些发现强调了在像哥伦比亚这样的地区，将温度效应和种间竞争纳入蚊虫控制策略的重要性，以便在不同气候条件下有效缓解登革热传播。

图形摘要