非洲疟疾传播随气候和水文变化而变化

随着气候变暖和降水量的变化，非洲的疟疾将不断蔓延。一项新研究表明，如果将水文因素考虑在内，非洲大陆上这种蚊媒疾病的适宜传播区域将缩小，其季节性也将发生变化。这一结果凸显了考虑河流泛滥和渗水等过程如何帮助科学家梳理出这种疾病复杂的未来。

研究人员知道，疟疾发病率受气温和降水变化的影响。 按蚊 蚊子在人与人之间传播疾病 疟原虫 导致感染的寄生虫对温度很敏感。蚊子也依赖积水来完成其生命周期。

历史上，卫生研究人员和流行病学家一直使用降雨量来代替地表水，从而代替疟疾传播。通过比较病例位置和降水量，他们推断出疟疾传播的地方是每月降雨量约为 60 至 80 毫米的地方， 马克·史密斯领导这项新研究的英国利兹大学水文学家。研究人员利用该阈值来确定疾病可能爆发的地点。

“看到事情竟然如此，我非常震惊，”史密斯说。他亲眼目睹了降雨模式并不一定能解释携带疟疾的蚊子在哪里繁殖。大约十年前，他在坦桑尼亚的一个降雨量达到疟疾传播阈值的地方研究景观过程。他说，但没有人关注干涸的河流留下水坑的区域或渗入地面凹陷的地下水。

“创造幼虫栖息地的实际机械过程与我们根据降水所预测的结果之间存在某种脱节。”

气候模拟使用不同的温室气体排放情景来预测未来的气温和降水量。这使得根据不同的温室气体情景预测未来的疟疾热点地区变得相对简单。但“创造幼虫栖息地的实际机械过程与我们从降水中预测的结果之间存在某种脱节，”他说 萨迪·瑞安佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的一位医学地理学家并未参与此项工作。

为了更好地了解气候对疟疾的适宜性，史密斯和他的同事结合了七个全球水文模型，这些模型模拟了水径流、地下渗透、河流流量和蒸发等过程，并包括土地使用和地下水位深度。将这些模型与代表从低到高排放情景的四个气候模拟相结合，该团队可以找出地表水在哪里以及整个非洲哪里的温度适合疟疾。

但由于每个水文模型强调水循环中的不同因素来产生地面水的图像，研究人员需要弄清楚如何最好地将它们结合起来。

他们回顾了 1900 年的情况，当时杀虫剂和蚊帐等疟疾控制措施尚未降低疟疾的传播率。研究小组从 1875 年到 1900 年进行了模拟，然后对每个水文模型的贡献进行加权，直到他们找到最能模拟 1900 年疟疾分布的组合。

以前的疟疾预测只考虑了当地水文因素，但这是首次覆盖整个非洲大陆的研究。

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研究团队利用他们的组合模型预测了2025年后非洲大陆的疟疾传播情况。他们将2026年至2050年、2050年至2075年、2075年至2100年与1985年至2005年期间疟疾的环境适宜性进行了比较。

随着时间的推移，大片地区可能变得更适合疟疾传播，而其他大片地区可能变得更糟。总体而言，研究小组发现，从 2025 年开始，非洲适合疟疾传播的地区将减少，他们 已报告 在期刊上 科学。但史密斯指出，预计许多可能感染该疾病的地区的人口将会增加，因此很难确定未来传播率将如何变化。

“当你看到变化时，我们看到的变化更加明显。”

新模型给出了一幅更为复杂和细致的画面，展示了未来几年疾病的传播方式。结合水文因素，该模型挑选出尼日尔河和赞比西河等大河附近的地区，这些地区全年都有传播。但史密斯警告说，该模型的输出仍然过于粗略，无法帮助决定在何处部署疟疾干预措施。而且它没有捕捉到疾病的传播如何受到人类行为的影响，例如灌溉植物和留下装满积水的容器。

史密斯说，随着未来十年计算能力的不断提升，这些模型可能有助于公共卫生干预，例如，通过创建一个数据集，可以输入到一个预警系统，该系统可以发出有关可能出现严重疟疾季节的警报。

这项工作是“朝着正确方向迈出的一大步”， 阿恩·邦布利斯佛蒙特大学伯灵顿分校的一位水文学家没有参与这项研究。当前的研究没有考察蚊子物种之间的差异，例如温度耐受性和繁殖环境。他说，研究人员接下来可以研究水文过程如何与某些物种占主导地位的地方重叠。通过关注地理和水循环，这种方法可以帮助研究人员了解与疟疾传播有关的因素。他说，水文是“气候和疟疾之间的一个不可或缺的纽带”。

—卡罗琳·威尔克（@CarolynMWilke), 科学作家

引用： Wilke, C. (2024)，非洲的疟疾传播随着气候和水文的变化而变化， 厄俄斯，105， https://doi.org/10.1029/2024EO240251. 2024 年 6 月 6 日发布。

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