气候变暖背景下中国埃及伊蚊与白纹伊蚊分布格局变迁及共现概率评估：基于Biomod2集成模型与复合函数分析

本研究针对气候变化如何影响中国登革热主要媒介埃及伊蚊和白纹伊蚊的分布问题，采用Biomod2集成建模框架，结合复合函数（Composite function）量化物种共现概率（CPP）。结果表明未来高适生区收缩而中适生区扩张，分布重心向东北迁移，为登革热风险预警和精准防控提供了科学依据。

　　

随着全球气候变暖持续加剧，由媒介昆虫传播的疾病正成为人类健康的重大威胁。登革热、基孔肯雅热、寨卡病毒病和黄热病等虫媒病毒病，其传播动态受到气候因素的深刻影响。温度、湿度、降水等气象条件直接调控蚊虫生命周期的各个阶段——从卵孵化、幼虫发育到成虫存活及病毒在外潜伏期，每一个环节都离不开适宜的气候窗口。特别是近年来极端天气事件频发，如持久干旱、强降水和登陆台风，改变了地表水分布格局，重塑了蚊虫栖息地的时空 mosaics，导致传统经验模型难以预测传播风险的非线性变化。在中国，登革热主要由埃及伊蚊（Aedes aegypti）和白纹伊蚊（Aedes albopictus）传播，前者主要分布于北纬22°以南的沿海地区，如广东、广西、海南与云南南部，后者适应力更强，分布北抵沈阳、大连，西至宝鸡、陇县，甚至西藏部分地区也有记录。由于尚无特效疫苗和药物，媒介控制与风险预警已成为防控登革热的关键。然而，现有研究多基于单一算法（如MaxEnt）和有限气候情景，未能充分评估多种气象驱动因子如何共同作用，以及两种蚊虫时空共现格局的变化，这限制了预测的可靠性及防控策略的针对性。

为此，徐建军、王儒林、莫珍汉、张晗和张玉静开展了一项深入研究，利用Biomod2这一集成多种模型的预测平台，结合复合函数（Composite function）分析，旨在模拟当前及未来（2050s和2090s）两种伊蚊在中国的适生区变化，并量化其共现概率（Co-presence probability, CPP），研究成果发表在《One Health》上。该研究不仅提高了预测的稳健性，还为登革热传播热点区的识别提供了直接、实用的指标。

为开展本研究，作者首先系统收集了埃及伊蚊（10963条）和白纹伊蚊（8975条）的物种分布记录，来源包括GBIF、CNKI及Web of Science、PubMed、Medline等文献数据库，并利用ENMTools进行空间去冗余处理以避免过度拟合。研究选用19个生物气候变量（bioclimatic variables），涵盖年趋势、季节性与极端条件，数据分辨率为2.5弧分，时段包括当前（1970–2000）和未来（2050s、2070s及2090s）。未来气候情景采用SSP2–4.5（中强迫）和SSP5–8.5（高强迫），气候模型选用BCC-CSM2-MR，因其在中国及东亚地区表现良好。建模在R平台（4.2.3版）利用Biomod2（4.2.5版）集成10种算法（包括MaxEnt、RF、ANN、GLM、BRT、CTA、SRE、FDA等），以3:1比例生成背景点，75%数据用于训练，重复10次，最终根据AUC和TSS指标筛选前5个模型进行集成，提升预测可靠性。共现概率CPP通过加权求和公式计算，权重基于物种出现记录数，反映其相对本地丰度及对病毒传播的潜在贡献。

3.1. 模型精度评估

通过集成最优的5种单一算法（RF、GBM、MaxEnt、GLM、CTA），模型表现显著提升。埃及伊蚊的集成模型AUC达0.948，TSS为0.771；白纹伊蚊的AUC为0.968，TSS为0.81，表明集成方法比任何单一模型更具可靠性。

3.2. 当前气候条件下的地理分布

埃及伊蚊的高适生区主要集中在南方沿海和暖湿地区，包括广东大部、福建南部、台湾、海南、广西南部、云南南部和西藏东南部，面积为38.18×10⁴ km²，其中云南和广东分别占11.36×10⁴ km²和10.90×10⁴ km²。白纹伊蚊的高适生区则分布于东南沿海至长江中游的热湿带状区域，广西、广东和湖南面积最大，分别为15.61×10⁴ km²、15.61×10⁴ km²和11.71×10⁴ km²。共现概率（CPP）分析显示，高适生区集中于中国南方和东南部，如云南、广西、广东、海南、福建、台湾和香港，其中云南和广西的高适生区面积分别为6.5×10⁴ km²和7.97×10⁴ km²；中适生区主要见于四川、江西、贵州和浙江等地。

3.3. 适生区分布格局变化

在SSP2–4.5情景下，埃及伊蚊的高适生区从当前的38.18×10⁴ km²缩减至2050s的28.38×10⁴ km²，2090s略回升至29.57×10⁴ km²；中适生区则从56.17×10⁴ km²显著扩大至2050s的107.44×10⁴ km²，2090s略降至85.86×10⁴ km²。在SSP5–8.5下，高适生区2050s锐减至18.23×10⁴ km²，2090s反弹至31.00×10⁴ km²；中适生区由56.17×10⁴ km²增至65.88×10⁴ km²（2050s）和99.56×10⁴ km²（2090s）。

白纹伊蚊在SSP2–4.5下，高适生区从121.77×10⁴ km²增至2050s的138.05×10⁴ km²和2090s的140.05×10⁴ km²；中适生区则从143.39×10⁴ km²降至130.11×10⁴ km²（2050s）和131.22×10⁴ km²（2090s）。SSP5–8.5情景趋势类似。

CPP在SSP2–4.5下，高适生区由55.59×10⁴ km²略扩至57.66×10⁴ km²（2050s）后回落到53.43×10⁴ km²（2090s）；中适生区从47.67×10⁴ km²猛增至98.26×10⁴ km²（2050s）后微调至87.88×10⁴ km²（2090s）。SSP5–8.5下，高适生区收缩更明显，中适生区扩张持续。

3.4. 适生区质心迁移

埃及伊蚊在SSP2–4.5下，质心先向东北移动175.37 km（2050s），后向西南回退89.47 km（2090s），净位移89.74 km东北向；SSP5–8.5下，先东南移27.26 km，再东北移182.58 km，累计东北向161.4 km。

白纹伊蚊在SSP2–4.5下，质心先东南移10.74 km，后东北调整15.13 km，净位移13.46 km东北向；SSP5–8.5下，先东南移12.87 km，后东北退5.87 km，净位移13.31 km东南向。

CPP在SSP2–4.5下累计东北移47.9 km；SSP5–8.5下累计东北移28.8 km。

3.5. 关键环境变量

对埃及伊蚊，贡献率最高的变量为等温性（bio3，44.05%）、最湿季度降水（bio16，27.87%）和最冷季度均温（bio11，22.4%）；置换重要性显示年均温（bio1，33.37%）和最湿季度降水（bio16，21.62%）最关键。

对白纹伊蚊，最冷季度均温（bio11）贡献54.12%，年降水（bio12）和最冷季度降水（bio19）次之；置换重要性排名为年均温（bio1，44.77%）、年降水（bio12，18.09%）、等温性（bio3，13.46%）和最冷月最低温（bio6，13.01%）。

响应曲线分析表明，埃及伊蚊分布概率在年均温9.95°C–18.45°C时随温升增加，高于18.45°C则快速下降，适生范围为9.95°C–32.21°C；白纹伊蚊在年均温8.34°C–13.06°C时概率上升，超过27.41°C急剧下降，适生范围8.34°C–28.35°C，且最冷季度均温需高于?3.21°C。

研究结论与讨论部分强调，本研究通过Biomod2集成建模和复合函数分析，揭示了未来气候情景下中国两种登革热媒介蚊虫适生区“高适生区收缩、中适生区扩张”的独特模式，以及分布重心向东北迁移的趋势。这一发现与多数强调适生区北扩的研究不同，凸显了集成方法捕捉非线性响应的优势。关键环境变量如最冷季度温度（bio11）和降水（bio16、bio19）是主要限制因子，这与实验室观测的蚊虫发育温度阈值高度一致。共现概率（CPP）的热点区识别为登革热传播风险预警提供了直接依据，特别是云南、广西、广东等传统高发区及四川、江西等新兴过渡带，需加强监测与防控。该研究不仅提升了物种分布预测的可靠性，还将模型输出转化为 actionable 的公共卫生策略，为气候韧性健康规划提供了关键基础。未来需整合社会经济因子与多模型ensemble，以减小预测不确定性。