物种的空间分布格局和Allee效应对多样性-疾病关系的影响

Accelerating rates of global biodiversity loss and disease emergence underscore the importance of understanding how changes in biodiversity affect disease outcomes. The answer to this question is important to both scientific research and our daily life. Till now, whether biodiversity plays a dilution or amplification effect on disease risk remains controversial. This debate may partially due to that different factors may have different or even opponent effects on biodiversity-disease relationships. Investigating which factors may affect biodiversity–disease relationships and thus to predict when the dilution effect will be expected is critical for evaluating the consequences of biodiversity loss on the emergence and transmission of diseases, and may provide potential implications for policy decisions. However, research in this area is still relatively scarce. With a combination of theoretical modelling and simulation, we will study the influence of spatial distribution pattern amd Allee effect on biodiversity-disease relationship. Our study may provide guidelines to disease control in reality.

在全球生物多样性快速丧失的背景下，生物多样性和疾病爆发风险之间的关系不仅是一个重要的科学问题，同时跟我们每个人的生活息息相关。到目前为止，关于生物多样性和疾病的关系有两种截然不同的观点：稀释效应和放大效应。这一争议预示着可能有很多因素会影响多样性-疾病关系，且这些因素所起的作用是不同的，甚至可能是相反的。找出影响生物多样性-疾病关系的因素并预测在哪种情况下容易发生稀释效应，对于预测生物多样性的丧失对传染病传播的影响是非常重要的，同时也能为管理者的决策提供理论依据。然而，到目前为止，这一方面的研究还比较缺乏。本项目拟结合理论建模和计算机模拟，研究物种的空间分布格局和宿主Allee效应 (Allee effect) 对多样性-疾病关系的影响，为在实践中控制疾病传播提供理论依据。

该项目原计划结合理论建模分析和计算机模拟，研究物种的空间分布格局和宿主Allee效应对多样性-疾病关系的影响。在获得国家自然科学基金资助后，项目进展顺利。首先，我们研究了一个宿主增长受到Allee 效应制约的多宿主-拟寄生物模型，通过理论分析和数值模拟，首次发现宿主 Allee 效应会减弱稀释效应的发生强度，且影响程度的大小取决于寄生作用的聚集程度。其次，我们构建了空间明晰的多宿主传染病模型，探究当生物多样性改变时，物种的分布格局对群落感染潜力的影响，首次阐明了物种分布格局和宿主相互作用的尺度只能定量而非定性地影响多样性与疾病的关系，种内聚集会增加疾病风险，而宿主相互作用尺度的增加则会降低疾病风险。.在完成既定的研究目标后，我们积极拓宽研究方向，利用整合分析的方法证实在植物群落中植物多样性与病害之间的关系存在着普遍的稀释效应，且这种效应在中低纬度地区比较显著，在高纬度地区较弱。最后,我们还关注了媒介取食偏好和宿主群落组成对多宿主-媒介系统疾病爆发风险的影响，结果表明宿主群落组成的改变可能会对疾病风险产生稀释、放大和无明显效应三种结果，这取决于媒介对于宿主的取食偏好性和宿主传递疾病能力的强弱，这些研究从理论上揭示了宿主多样性与疾病风险之间关系的潜在复杂性，在实践中控制疾病传播提供理论依据。