基于天气驱动的库蚊种群丰度数学模型及媒介控制干预效果研究

为解决蚊媒疾病（如西尼罗河病毒 WNV）防控中种群密度建模难题，研究人员构建天气驱动的库蚊（Culex）种群动力学常微分方程（ODE）模型，评估不同杀成虫剂策略效果。发现温度、降水影响显著，模型可优化喷药时机，为 WNV 等防控提供理论依据。

　　蚊媒疾病如西尼罗河病毒（WNV）长期威胁公共健康，精准预测蚊群动态是防控关键。当前模型难有效捕捉蚊虫丰度季节波动及气候影响，且对控制策略评估不足。为此，美国相关研究机构的研究人员开展了库蚊（Culex）种群动力学与控制干预的研究。他们构建了基于天气驱动的常微分方程（ODE）模型，整合温度、降水等因素，分析不同杀成虫剂策略对种群的影响，成果发表于《Ecological Informatics》。

研究主要采用数据收集（2014-2019 年蚊类诱捕数据、PRISM 气候数据）、数学建模（分阶段生命周期模型）、敏感性分析（Sobol 指数评估参数影响）及模型验证（与诱捕数据对比）等方法。

3.1 模型验证

通过校准模型参数，模拟结果与蚊类诱捕数据的交叉相关性达 0.78-0.89，虽难捕捉所有峰值，但能定性反映种群趋势，验证了模型对库蚊相对丰度年际变化的预测能力。

3.2 温度与降水对基本繁殖数 R_0F及种群的影响

温度影响显著，R_0F在 20-26°C 时大于 1，WNV 传播风险高；降水通过冲刷幼虫（死亡率 β_W）间接降低 R_0F，但短期强降水对种群动态影响有限。

3.3 不同灭蚊策略评估

测试 7 种杀成虫剂喷洒策略（如不同起始时间、频率），发现早期（如 6 月中旬）每周一次连续 5 周的策略能有效降低成虫丰度和 R_0F，而晚期或高频喷洒效果有限，验证了策略时效性的重要性。

3.4 敏感性分析

自然死亡率 β_A、产卵率 γ_A0等参数对 R_0F方差贡献超 90%，交互作用显示 β_A与发育率、产卵率等关联显著，揭示成虫存活和繁殖是模型核心驱动因素。

研究构建的天气驱动模型首次在温带气候区解析库蚊种群动力学，量化了气候与控制策略对基本繁殖数的影响。结果表明，温度是蚊群爆发的核心驱动，早期精准施药可高效抑制种群；敏感性分析识别了关键调控参数，为模型本地化应用提供依据。该研究为 WNV 等蚊媒疾病防控提供了动态预测框架，助力优化资源配置与干预时机，对气候变化下的公共卫生策略具有重要指导意义。未来可拓展至多物种、多气候区，整合微气候与极端天气因素，提升模型普适性。