负密度依赖与阿利效应之间的权衡对媒介控制的意义

《Parasites & Vectors》：Implications of the trade-offs between negative density-dependence and Allee effects for vector control

　　

摘要

背景

理解种群动态是预测物种存续和灭绝的基础，但由于生态、环境和人为因素之间的复杂相互作用，这一任务仍然具有挑战性。种群动态受到内在过程的调节，例如负密度制约（由包括幼虫发育期间的资源竞争在内的因素驱动）以及阿利效应（可通过低种群密度下的配偶限制等机制产生）。虽然负密度制约已被充分理解，但阿利效应在对保护和种群管理具有重要意义的情况下，却受到相对较少的关注。对于疾病媒介而言，负密度制约和阿利效应都可能影响种群是存续、在控制后反弹还是被驱除至灭绝。在疟蚊中，幼虫阶段的负密度制约众所周知地调节着种群增长，而阿利效应尚未得到实证证明，其与负密度制约的潜在影响和相互作用仍了解甚少。本研究利用种群模拟模型解决这一空白，以评估负密度制约与潜在的寻找配偶阿利效应之间的权衡及其对媒介控制的意义。有可能，取决于媒介控制策略，阿利效应在低密度下变得重要，并将种群推得更接近灭绝。

方法

开发了一种代表简化蚊类生命周期的随机阶段结构种群模拟模型。负密度制约和寻找配偶阿利效应分别被纳入为影响幼虫存活和总生殖力的过程。通过在不同媒介控制情景下独立和联合改变这两种过程的强度来检查它们的影响：对照、持续和短期干预（此处为杀灭幼虫剂），这些干预减少了幼虫种群。

结果

单独考虑时，负密度制约和寻找配偶阿利效应均未对种群存续产生重大的长期影响，尽管负密度制约显著改变了平衡丰度。然而，随着这两种过程强度的增加，它们的综合作用加速了种群下降并增加了灭绝的可能性。由于阿利效应在低种群丰度下起作用，持续干预能够将蚊类种群减少到阿利效应变得重要的水平，从而增加灭绝的概率。相比之下，短期干预导致种群反弹，这是由模拟中构建的负密度制约所驱动的。

结论

理解研究较少的调节过程（如阿利效应）可以通过识别媒介生命周期中对干预具有韧性或脆弱性的阶段来支持媒介控制。结果表明，如果存在，本研究中考虑的寻找配偶阿利效应和密度依赖的资源竞争有可能被利用来加速媒介控制并支持消除疟疾等媒介传播疾病。

图形摘要