種群行為對(duì)疾病空間傳播動(dòng)態(tài)的影響

蘇敏, 鄭童, 孫艷輝

種群行為對(duì)疾病空間傳播動(dòng)態(tài)的影響

蘇敏*, 鄭童, 孫艷輝

合肥工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院, 合肥 230601

依據(jù)基于個(gè)體的空間模擬模型, 文章構(gòu)建了食餌感染疾病的一類捕食-食餌系統(tǒng), 并從特征調(diào)節(jié)的食餌偏好、寄生導(dǎo)致的宿主繁殖率下降以及捕食者對(duì)食餌資源的轉(zhuǎn)換等方面研究種群行為的改變對(duì)疾病空間傳播動(dòng)態(tài)與生物控制的影響。其中, 文章采用了無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及規(guī)則格子等四種空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來明確網(wǎng)絡(luò)異質(zhì)性對(duì)疾病空間動(dòng)態(tài)的影響。模擬結(jié)果顯示, 特征調(diào)節(jié)的捕食種群對(duì)食餌偏好的改變以及對(duì)食餌資源的轉(zhuǎn)換行為顯著影響了疾病的流行與捕食者的數(shù)量。不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下, 疾病的流行與捕食者的數(shù)量之間均呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)性, 這也說明捕食者對(duì)疾病的生物控制有不可忽視的作用; 而寄生調(diào)節(jié)的宿主生長(zhǎng)率對(duì)疾病的傳播和捕食者數(shù)量產(chǎn)生較為微弱的影響。另外, 空間網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的異質(zhì)性對(duì)疾病的流行率也產(chǎn)生顯著影響, 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)異質(zhì)性的增加將不利于局部感染作用的發(fā)生, 從而抑制疾病的空間傳播。最后, 斑塊發(fā)生率的模擬結(jié)果揭示, 雖然網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的度越高越有利于局部相互作用的發(fā)生, 但是已感染食餌為了權(quán)衡感染與捕食風(fēng)險(xiǎn)的正負(fù)作用, 其斑塊發(fā)生率呈現(xiàn)先增加后減弱的趨勢(shì)。總之, 種群的行為與網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性均可作為控制疾病傳播的有效策略, 具有一定的研究意義。……