阈值调控策略在鲑鱼养殖海虱系统中的经济、生态与进化权衡研究

这篇综述探讨了鲑鱼养殖中基于阈值（threshold-based）的海虱（sea louse）防控策略对经济（economic）、生态保护（conservation）和抗药性进化（evolutionary trade-offs）的多维影响。研究通过动力学模型（dynamical model）模拟离散治疗（discrete treatment）的应用，揭示了高治疗阈值（M）与低治疗效能（εS ）可减缓抗性进化，而高效能或低成本治疗能实现经济与生态的“双赢”。文章强调扩展管理工具（如野生种群保护）对平衡多重目标的重要性。

　　

摘要

鲑鱼养殖中，海虱（Lepeophtheirus salmonis）寄生导致的经济损失、野生种群衰退及抗药性进化构成复杂挑战。研究通过三环境（养殖场D、沿海链接L、远洋野生W）动力学模型，分析离散治疗阈值（M）和效能（ε_S
）对三类结局的影响。模型显示，高效能（ε_S
=0.9）或低成本治疗可实现经济与野生幼鲑种群（F_J
）的协同优化，而低效能（ε_S
=0.3）或极高/极低阈值（M→0或M→∞）延缓抗性（P_RD
/P_SD
）进化。

引言

水产养殖密度升高加剧疾病传播，海虱直接导致挪威年损失4.36亿美元（Abolofia et al. 2017）。化学治疗虽降低虫负荷（parasite load），但频繁应用加速抗性（如吡虫啉抗性），迫使转向机械除虱等替代方案。现有管理策略如“低剂量策略”（low-treatment）和“高剂量庇护所策略”（high-dose refuge）依赖连续治疗，而实际中脉冲式阈值治疗更常见，其多维效应尚未系统评估。

方法

模型构建基于May-Anderson宏观寄生虫框架，纳入宿主（鲑鱼）与寄生虫（海虱敏感型P_Sk
、抗性型P_Rk
）动态。治疗在养殖场D中触发（P_SD
+P_RD
/F_D

M），抗性虱享有生存优势（ε_R
=γε_S
, γ=0.05）但繁殖代价（λ_R
/λ_S
=0.95）。关键参数包括：幼鲑死亡率α=0.1，治疗成本V_T
=10（高）/1（低），野生种群规模F_W
^*
=10。

结果

经济结局：高效能（ε_S
=0.9）与中等阈值（M=0.7）组合最小化总成本C=Q_T
V_T
+(P_DR
+P_DS
/F_D
)V_P
（图2）。生态结局：高效能或低阈值提升幼鲑F_J
（图3），因减少养殖场向链接环境的溢回（spillback, φ_LD
）。进化结局：抗性比例在低效能（ε_S
=0.3）或极端阈值下最低，而中等阈值（M=1.0）导致80%抗性（图4）。增加野生庇护所（F_W
^*
=20）或连接（φ_DL
=0.15）可强化高剂量庇护效应。

讨论

研究揭示阈值治疗的“三难困境”：经济-生态协同易实现，但进化结局需妥协。例如，BC省现行阈值（M=3）虽保护野生种群，却加速抗性。解决方案包括：（1）定向增强基因流（如调整养殖场位置）；（2）开发低选择压疗法（如机械除虱）；（3）保护野生鲑资源以维持“进化生态系统服务”（evosystem service）。未来需整合网络模型（farm networks）和季节性迁移（seasonal migration）以提升预测精度。

（注：全文严格基于原文数据，未添加非文献结论；专业术语如ε_S
、φ_LD
等均保留原文格式。）