异质种群动力学与流行病暴发附近的标度律

本文聚焦于种群的异质性和随机性对基本易感 - 感染 - 易感 (SIS) 模型动力学结构的影响。首先，我们证明在对基本再生数进行适当的数学重构后，齐次系统与非齐次系统表现出完全类似的全局行为。随后，我们引入噪声项以纳入波动效应和疾病的随机输入，并分析异质性对临界转变（或 tipping points）预警信号的影响。该理论表明，人们或许能够在分岔点发生之前预判其是否临近。我们通过对随机快慢异质种群 SIS 模型进行数值模拟，展示了异质性的各个方面对作为齐次系统早期预警信号的标度律具有关键影响。因此，尽管两个系统的基本结构性定性动力学性质相同，但用于流行病预测的定量特征预计会发生变化，因此在解释疾病暴发的潜在预警信号时必须谨慎。