利用受限阈值对蚊子种群动态进行数学建模，考虑多环境因素及干预策略的影响

蚊媒生命周期与干预策略研究在尼日利亚奥杜州阿库雷地区，基于多环境因子（降雨、温度、NDVI等）和人为因素（垃圾场、排水不良）的约束规划模型，结合ODEs系统方程模拟不同生命阶段动态，通过蒙特卡洛模拟评估四种干预策略。结果显示，单一干预（如喷洒药剂或清理排水）可靠性低，而综合策略（减少垃圾场、改善排水、清理灌木和喷洒药剂）成功概率达95%。环境敏感性分析表明，干预策略与降雨是影响种群变异的主要因素。

　　

摘要

本研究提出了一个数学建模框架，用于研究热带地区蚊子的生命周期和生长阶段，特别关注尼日利亚翁多州阿库雷市的情况。该模型结合了约束编程方案，通过明确纳入多种环境因素（包括降雨量、温度、湿度、归一化差异植被指数（NDVI）以及垃圾场和排水不良等人为因素）来分析蚊子种群动态。利用常微分方程（ODEs）系统，该模型模拟了在随机环境变化条件下蚊子生命阶段之间的转变以及繁殖地的适宜性。通过蒙特卡洛模拟评估了四种干预策略的有效性，这些策略是根据预先定义的公共卫生成功标准来评估的。定量结果表明，虽然单一方法的干预措施（如喷洒杀虫剂或清理排水系统）操作可靠性较低，但结合减少垃圾场、改善排水系统、修剪灌木和喷洒杀虫剂的综合策略能够以\(95.0\%\)的成功概率将蚊子种群数量维持在目标阈值以下。环境影响分析显示，垃圾场和降雨量对蚊子的卵和幼虫阶段影响最大，而温度和湿度则对成虫的存活率起决定性作用。使用总效应指数进行的全球敏感性分析（GSA）指出，综合干预策略和降雨量是导致种群数量变化的主要因素。这些发现为疟疾控制提供了基于风险敏感性的决策框架，强调了在热带城市环境中实现可持续的病媒抑制需要采取综合策略，既要优先消除人为影响的繁殖栖息地，也要结合传统的化学控制方法。