不同适应性成本对蚊媒种群控制的影响

摘要

蚊媒传染病严重危害人类健康,控制蚊媒种群是防控蚊媒病的关键。通过种群替换的方法使蚊媒种群携带沃尔巴克氏体,可有效抑制病原体在蚊子体内的复制和传播。文章首先考虑野生蚊媒种群在独立区域基于适应性成本的种群替换过程,建立离散模型来研究沃尔巴克氏体感染比例的动态趋势。随后,进一步探讨蚊媒种群在2个不同子区域之间迁移的情况。通过分析各子区域中感染沃尔巴克氏体的雌蚊所对应的不同适应性成本,揭示初始浓度和适应性成本对种群替换的影响,从而得到适应性成本阈值s_f1^*和s_f2^*。研究表明,只有当0f≤s_f1^*或s_f2^*≤s_f<1时,感染蚊群才能持续存在,并通过数值模拟验证了理论结果。此外,文章还探讨了异质环境中2个区域间的迁移效应,表明适应性成本较低的区域感染频率更高。进一步引入区域孳生地比例阈值β^*,分析显示,当p₀*p,β<β^*时,沃尔巴克氏体感染频率阈值下降;当p₀*,β≥β^*时,感染频率阈值可进一步降低至零。

关键词

沃尔巴克氏体 / 蚊媒传染病 / 种群替换 / 适应性成本

基金资助

国家自然科学基金资助项目(12171112); 广东省基础与应用基础研究基金资助项目(2023A1515011570)