气候变化背景下牛结节性皮肤病关键媒介埃及伊蚊和厩螫蝇的全球分布预测及生态适应性研究

这篇研究采用物种分布模型（SDM）和集成建模方法，预测了牛结节性皮肤病（LSD）两种关键媒介——埃及伊蚊（Aedes aegypti）和厩螫蝇（Stomoxys calcitrans）在气候变化下的全球分布格局。研究发现两种媒介具有显著不同的环境驱动因子：埃及伊蚊主要受城市用地（urban land）和温度变量（Bio8/Bio9）影响，而厩螫蝇则对牧场覆盖（pasture）和降水季节性（Bio15）更敏感。在SSP1-2.6情景下，2050年代两种媒介的适宜栖息地将分别增加96.2%和43.98%，呈现明显的纬度梯度迁移特征。

　　

气候变化背景下牛结节性皮肤病关键媒介的分布动态

1. 1.

   引言

   牛结节性皮肤病（LSD）作为重要的跨界牛传染病，其传播涉及多种媒介昆虫。埃及伊蚊和厩螫蝇因其广泛的分布和生态适应性成为关键传播媒介。研究采用集成建模方法预测这两种媒介在气候变化下的潜在分布变化，为制定针对性防控策略提供科学依据。

2. 2.

   材料与方法

   2.1 物种分布数据

   通过文献检索、全球生物多样性信息设施（GBIF）和Walter Reed生物系统学部门（WRBU）获取了全球分布数据，经过去重和空间稀释处理，最终保留3181条厩螫蝇和10122条埃及伊蚊的有效分布记录。

2.2 环境变量筛选

从CMIP6模型获取19个生物气候变量、3个地形变量和14个土地利用变量。通过Pearson相关分析和方差膨胀因子（VIF）筛选，最终保留对两种媒介具有显著影响的预测变量，如城市用地、最湿季度平均温度（Bio8）等关键指标。

2.3 建模流程

使用biomod2软件包集成9种算法（包括MaxEnt、GLM、GBM等），采用随机交叉验证策略（70%训练集/30%测试集）。模型性能通过真实技巧统计（TSS）、受试者工作特征曲线下面积（AUC）和Kappa系数进行评估。

1. 1.

   研究结果

   3.1 模型性能评估

   集成模型表现出最优的预测性能：埃及伊蚊模型的TSS和Kappa分别达到0.867和0.868；厩螫蝇模型相应指标均为0.868。随机森林降采样（RFd）和GBM算法对两种媒介均表现出稳定的预测能力。

3.2 潜在适宜区分布

当前气候条件下，埃及伊蚊的高适宜区集中在热带地区，包括南美洲、非洲和东南亚；而厩螫蝇更偏好温带牧场区域，如北美东部和欧洲。响应曲线分析显示，城市用地对两种媒介均呈正相关，但温度响应存在差异：埃及伊蚊适宜性随Bio8和Bio9持续上升，而厩螫蝇在温度超过阈值后适宜性下降。

3.3 气候变化下的栖息地变化

在SSP1-2.6情景下，到2050年代埃及伊蚊栖息地将扩张96.2%，主要向高纬度扩展；厩螫蝇扩张幅度较小（43.98%），且更依赖牧场覆盖度。值得注意的是，在高排放情景（SSP5-8.5）下，2070年代厩螫蝇的扩张面积（147.82%）显著高于其他时期，可能与极端气候事件相关。

1. 1.

   讨论

   研究发现两种媒介呈现差异化的气候响应策略：埃及伊蚊凭借对人工容器的利用能力，在城市化区域表现出更强的适应性；而厩螫蝇则依赖牲畜关联的生境，其扩张受牧场分布和湿度条件的双重制约。这种生态位分化提示LSD传播风险可能呈现区域异质性，需要制定差异化的防控策略。

2. 2.

   结论

   研究首次系统评估了两种LSD媒介在气候变化下的分布动态，揭示了城市化和畜牧业活动对媒介分布的深远影响。研究结果为建立动态监测体系和区域化防控策略提供了重要依据，特别强调需要关注新兴适宜区的风险预警。未来研究需进一步纳入种间互作机制，以更全面评估媒介群落的动态变化。