具有季节性和环境介质的猴痘病毒模型的空间传播动态及数值模拟

《Mathematics and Computers in Simulation》：Spatial transmission dynamics and numerical simulations of a monkeypox virus model with seasonality and environmental media

　　

青丽|成慧东|孟新竹

摘要

在这项研究中，我们建立了一个新颖的非自治反应-扩散模型，该模型将人类、啮齿动物与环境之间的相互作用结合起来，并引入了季节性变化和空间异质性，以探讨猴痘病毒传播的动态机制和持续条件。通过使用$R_0$作为阈值指标，我们讨论了周期解的存在性和均匀持续性。特别是对于常系数情况，通过比较定理和波动方法，我们巧妙地证明了当$R_0^c>1$时，疾病将会持续存在，并且唯一的正平衡状态是全局渐近稳定的。理论分析和数值结果表明：（1）环境媒介传播和人际传播是导致感染总体风险的主要途径；（2）季节性波动和空间异质性都会显著增强传播强度；（3）提高康复率、住院率和啮齿动物隔离率可以有效降低$R_0$，从而减少感染规模；（4）如果潜伏期超过某个临界阈值，系统将趋向于疾病消除。