禽流感病毒(AIV)因其跨物种传播能力和大流行潜力,长期以来是全球公共卫生和畜牧业关注的重点。水鸟作为AIV的主要天然宿主,其迁徙活动常常将病毒带入人类和家畜活动区域,增加了病毒重组和跨种传播的风险。然而,由于水鸟种类多、迁徙范围广、活动模式复杂,如何准确识别高风险区域一直是个难题。近日,一项发表于《自然-通讯》的研究提出了一种名为“水鸟活动熵”的新指标,为全球禽流感暴露风险评估提供了全新视角。
2026年3月7日,中国科学院地理科学与资源研究所董金玮研究员团队联合国内外多家机构在《自然-通讯》(Nature Communications)发表了题为《通过水鸟活动熵绘制全球禽流感风险格局》的研究论文。研究基于全球779种水鸟的月度分布数据,构建了水鸟活动熵指标,并评估其在禽流感风险预测中的应用价值。
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研究团队首先利用全球生物多样性信息平台(GBIF)获取了水鸟分布数据,结合气候、地形和水体分布等环境变量,采用随机森林、最大熵和XGBoost三种机器学习模型,成功模拟了779种水鸟的全球月度分布格局。在此基础上,研究引入了“水鸟活动熵”这一指标,综合考虑了物种丰富度、活动时间和均匀性,用以量化水鸟活动强度。结果显示,水鸟活动熵在解释全球禽流感病例分布方面表现出色,AUC值达到0.87,尤其在H5N1亚型预测中敏感性高达86%。
进一步分析显示,全球约14%的陆地面积被识别为禽流感暴露高风险区域。这些区域集中分布在美国、欧盟、中国和印度,涵盖了全球52%的人口、41%的家牛和51%的家禽。值得注意的是,尽管撒哈拉以南非洲报告的病例不足全球1%,但其高风险区域面积超过3亿公顷,占全球15%,提示该地区存在显著的监测盲区,亟需加强监测能力建设。
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研究还探讨了不同水鸟功能群与人类、家畜暴露风险之间的关系。结果显示,水禽是全球暴露风险的主导类群,尤其在中国的暴露风险中与人类密度相关性最强(r=0.71)。在美国,除了水禽外,海鸟的活动熵也与人类和家禽密度显著相关(r=0.62和r=0.54),表明不同国家和地区应根据主导功能群制定差异化的监测策略。
这项研究提出了一种不依赖于历史疫情数据的风险评估框架,尤其适用于监测能力薄弱的发展中国家。通过结合水鸟活动熵与家畜、人口密度,研究不仅揭示了当前全球禽流感暴露风险的分布格局,也为未来防控资源的精准投放提供了科学依据。
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