生态传染病时空动态模式分析及风险评价研究

本项目以考虑捕食作用的生态传染病为研究对象，将生态学、传染病学、环境科学以及数学有机结合，对环境变化下疾病时空动态模式与风险评价等生态与模型机理进行原始创新性研究。通过与空间生态学的结合，建立包含环境因子、扩散策略与生态相互作用的生态传染病空间新模型及风险评价方法；通过不同景观结构和扩散模式下的动态分析，揭示生态传染病时空模式特征及其在各生态因子梯度上的变化规律与耦合效应，分析控制疾病传播与进化的生态学措施；通过对疾病和诸生态因子影响下的种群生存力分析研究，阐明传染病在生物多样性丧失中的作用以及环境变化等驱动因子的重要性；通过对人类景观活动导致的疾病风险进行定量评价，建立疾病决策分析系统，提出可行的传染病控制对策。其预期成果将对丰富和发展生态传染病理论有所贡献，为疾病控制和濒危物种的保护提供了理论基础和科学依据。

本项目以考虑捕食与共位捕食食物网结构的生态传染病为主要研究对象，将空间生态学、传染病学、环境科学以及数学理论相结合，按照项目研究计划，对环境变化下疾病在生态系统中传播的时空动态模式与风险评价等生态与模型机理进行了创新性研究。本项目的研究内容与主要成果包括：①通过与空间生态学的结合，从理论上首次将生态传染病理论扩展到空间尺度上，通过对比经典的非空间生态传染病理论，揭示了空间因子在系统中的重要作用；②应用中点位移方法，构造了中性景观模型，对比了不同空间景观生成方法的优劣度与适应范围，并基于不同的景观，通过偶对近似，元胞自动机建模方法，建立了包含环境因子、扩散策略等生活史特征与生态相互作用的生态传染病空间模型与风险评价方法；③通过对景观结构和生活史特征下的动态分析，揭示了生态传染病时空模式特征及其在各生态因子梯度上的变化规律与耦合效应，显示了疾病在生态系统中的流行趋势与聚集程度受到空间因素，捕食强度以及扩散策略等共同影响，提出了破碎化景观上扩散策略与病毒毒力在生态传染病系统中产生的不对称效应，阐明了传染病在生物多样性丧失中的作用以及环境变化等驱动因子的重要性；④建立了物种与环境适应性关系对生态传染病动态复杂性的影响模型，并考虑了动态复杂性对季节性的响应机制，提出了稳定，周期性振荡以及混沌三种类型的生态系统复杂性动态。本项目突破传统的非空间尺度研究方法，将疾病传播与生境空间结构等因素相结合，建立了疾病决策分析系统，提出可行的传染病生态控制策略。其预期成果将对丰富和发展生态传染病理论有所贡献，为疾病控制和濒危物种的保护提供了理论基础和科学依据。