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疟疾在撒哈拉以南非洲地区危害严重，研究人员开展 “非洲疟蚊生态位重叠的时空动态” 研究。他们用动态细胞自动机（CA）模型分析，发现疟蚊生态位重叠扩大。这对针对性防控疟疾意义重大。
疟疾，这个古老而又顽固的疾病，长期以来一直威胁着人类的健康。在撒哈拉以南的非洲地区，疟疾的危害尤为严重，这里承担了全球 95% 的疟疾病例和 96% 的死亡病例。疟疾主要通过感染疟原虫（
Plasmodium）的蚊子传播，严重影响着当地民众的生活，对家庭、医疗系统、教育以及经济发展都造成了极大的破坏。
目前，疟疾防控面临诸多挑战。尽管有针对性的药物和非药物干预措施，但由于社会文化和经济障碍，像长效驱虫蚊帐（LLINs）和室内滞留喷洒杀虫剂（IRS）等有效策略无法充分发挥作用。而且，疟疾的传播受到多种因素影响，其中疟蚊的动态变化至关重要。疟蚊分为主要和次要媒介，以往主要媒介传播了超 95% 的疟疾，但近年来次要媒介在疟疾传播中的作用日益凸显，尤其在主要媒介受控制的地区。同时，主要和次要媒介生态位重叠的现象也愈发明显，这进一步加剧了疟疾传播的复杂性。以往的研究大多采用静态模型，难以捕捉疟蚊生态位重叠的时空动态变化。因此，深入了解疟蚊生态位重叠的时空动态，对于制定精准有效的疟疾防控策略至关重要。
为了解决这些问题，国际昆虫生理学和生态学中心的研究人员开展了一项关于非洲疟蚊生态位重叠时空动态的研究，相关成果发表在《Ecological Informatics》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，他们从疟疾地图集项目（MAP）获取了 1974 - 2021 年疟蚊发生、生态特征和杀虫剂抗性模式等数据，聚焦于两种主要（An. gambiae复合体、An. funestus组）和两种次要（An. pharoensis、An. coustani）疟蚊媒介。其次，利用多种开源地理空间门户下载环境和土地利用土地覆盖等相关变量数据，并进行预处理和标准化。然后，运用探索性数据分析（EDA），包括描述性统计、相关性和聚类分析，来揭示变量间关系。最后，使用动态细胞自动机（CA）模型来模拟疟蚊生态位重叠的时空动态，通过不断更新数据，提高模型准确性。
研究结果如下：
- 探索性数据分析：相关性分析显示，除相对湿度外，所有环境变量与四种疟蚊的发生均有显著但较弱的相关性（|r| < ±0.3，p - 值 <0.001），且环境变量之间存在较强的相关性，如降水与潜在蒸散呈强正相关（r = 0.71，p - 值 <0.001） 。聚类分析发现，近地表风速与太阳辐射、灌木与灌溉等多组环境变量存在显著聚类现象。描述性统计表明，An. gambiae复合体和An. funestus组主要分布在较高海拔地区，An. gambiae复合体出现地区的月平均相对湿度最低可达 22%；而An. pharoensis和An. coustani等次要媒介则更偏好较低海拔、相对湿度超 38% 且月平均温度高于 20°C 的温暖环境。此外，还明确了不同疟蚊生态位重叠时环境条件的上下限。
- 生态位重叠模型结果验证：将模型生成的地图与疟蚊发生数据叠加后发现，模型能有效捕捉疟蚊分布趋势，即使在马达加斯加等孤立地区也表现出色，准确率超 0.9，这证明了定期更新模型信息的重要性。
- 主要和次要媒介物种的生态位重叠：通过可视化分析发现，撒哈拉以南非洲地区主要和次要疟蚊的生态位重叠在时空上呈增加趋势。在非洲的一些地区，如尼日利亚、乌干达、莫桑比克以及刚果民主共和国等，存在多种疟蚊生态位重叠的情况，涉及主要和次要媒介，这些地区也是疟疾高发区。此外，在非洲之角的沿海地区，Anopheles gambiae复合体和Anopheles pharoensis之间也有显著的生态位重叠。
研究结论和讨论部分指出，了解疟蚊生态位重叠及其发生情况，对确定疟疾高风险地区至关重要，有助于制定综合媒介控制措施。研究发现环境因素与疟蚊发生的关系复杂，存在非线性关系。主要疟蚊对环境适应能力强，能在较凉爽的温度和不同海拔生存，而次要疟蚊更适应温暖环境。生态位重叠的增加，意味着非洲许多地区疟疾传播风险升高，需要全面的媒介监测和控制策略。该研究使用的动态时空建模方法，相比传统静态模型，能更好地反映疟蚊生态位的动态变化，通过不断更新数据，提高了模型的准确性和可靠性。然而，该研究也存在一些局限性，如部分环境数据时间分辨率较低，历史数据存在缺口，在数据稀疏的初始阶段模型表现不佳等。未来研究可进一步优化这些方面，如提高环境数据时间分辨率、纳入更多早期数据、探索整合机器学习（ML）和人工智能（AI）技术，以及将模型扩展到其他疟蚊和非疟蚊媒介。总之，该研究为疟疾防控提供了重要依据，强调了持续监测和适应性策略在疟蚊控制中的重要性。
