基于環(huán)境因素預(yù)測鼠疫自然源地空間分布格局及鼠疫傳播風險.pdf

1、背景：鼠疫是由鼠疫桿菌引起的原發(fā)于嚙齒動物之間且能引起人間流行的自然疫源性疾病。傳染源主要是嚙齒動物，傳播媒介主要是蚤類。在一定條件下鼠疫菌通過染疫的嚙齒動物、蚤或其它途徑而傳播給人，造成人間鼠疫。鼠疫傳染性強、傳播快且病死率高。鼠疫是人類歷史上危害最嚴重的烈性傳染病之一，歷史上三次世界鼠疫大流行造成數(shù)億人死亡。青藏高原喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地是目前我國12類鼠疫自然疫源地中已知范圍最廣、海拔最高的疫源地。獺間鼠疫疫情持續(xù)活躍，幾乎每

2、年都有人間鼠疫疫情發(fā)生，但我們對該疫源地的具體空間分布缺乏準確掌握。鄂托克前旗長爪沙鼠鼠疫自然疫源地屬鄂爾多斯高原相對獨立的鼠疫自然疫源地，與青藏高原喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地不同的是該疫源地動物鼠疫間歇流行，存在比較明顯的靜息期和活躍期，而導(dǎo)致這種現(xiàn)象的可能環(huán)境因素還有待深入研究。2005年，在我國新疆準噶爾盆地發(fā)現(xiàn)了以大沙鼠為主要宿主動物的新型鼠疫自然疫源地。大沙鼠是中亞地區(qū)典型的荒漠嚙齒動物，與我國毗鄰的哈薩克斯坦和蒙古等國早已發(fā)

3、現(xiàn)大沙鼠鼠疫自然疫源地的存在。我國境內(nèi)的大沙鼠鼠疫自然疫源地是否局限于準噶爾盆地，是否有可能存在于我國其它荒漠地區(qū)，還需要進一步研究。
　　 目的：1、探討喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地的遙感環(huán)境特征，并建立喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地的空間預(yù)測模型，從疫源地遙感環(huán)境特征的角度劃分青口數(shù)量和分布。2、基于大沙鼠棲息地的氣候特征預(yù)測鼠疫宿主動物大沙鼠在我國的空間分布，提示我國大沙鼠鼠疫自然疫源地的空間范圍。3、闡明氣候因素對鄂托克前旗長

4、爪沙鼠鼠疫流行狀態(tài)的影響。4、建立鼠疫防控地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于我國鼠疫監(jiān)測調(diào)查數(shù)據(jù)的管理分析，鼠疫應(yīng)急處置與輔助決策。
　　 方法：1、收集2007-2009年青藏高原地區(qū)喜馬拉雅旱獺鼠疫疫情監(jiān)測數(shù)據(jù)，對旱獺鼠疫疫點進行空間定位并與GIS平臺數(shù)字地圖建立空間關(guān)聯(lián)，結(jié)合覆蓋青藏高原地區(qū)的遙感環(huán)境圖層利用生態(tài)位建模分析喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地的環(huán)境特征，并根據(jù)疫源地的環(huán)境特征預(yù)測青藏高原地區(qū)喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地的分布區(qū)域，疊加

5、我國人口分布柵格數(shù)據(jù)，估計青藏高原地區(qū)鼠疫風險人口的數(shù)量與分布。2、對2000年以后我國大沙鼠發(fā)現(xiàn)點和標本采集點進行空間定位，以生物氣候為預(yù)測因子，建立空間預(yù)測模型，篩選影響大沙鼠空間分布的生物氣候變量，研究大沙鼠棲息地的生物氣候特征，并預(yù)測大沙鼠在我國的空間分布格局。3、利用點二列相關(guān)和時間序列l(wèi)ogistic回歸模型分析鄂托克前旗氣候因素對長爪沙鼠鼠疫疫情的影響。4、從鼠疫疫情監(jiān)測、調(diào)查、應(yīng)急處理與輔助決策的需求出發(fā)，利用ArcGI

6、S Engine GIS開發(fā)工具，整合鼠疫自然疫源地時空分布數(shù)據(jù)庫、鼠疫監(jiān)測與調(diào)查數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理與多維環(huán)境遙感數(shù)據(jù)庫，建立鼠疫防控地理信息系統(tǒng)軟件。
　　 結(jié)果：1、2007-2009年青藏高原喜馬拉雅旱獺鼠疫疫情主要活躍于甘肅、西藏、青海和四川。確定了高程、植被指數(shù)、年均日間地表溫度與年均夜間地表溫度是決定青藏高原喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地空間分布的重要環(huán)境因素。其適宜的環(huán)境特征范圍分別為(2240～5254m)，(20～2

7、33)，(1.85～23.80℃)和(-13.97～1.71℃)。基于建立的空間預(yù)測模型繪制出青藏高原喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地的空間預(yù)測分布圖，空間分辨率為1km2，并在甘肅開展了大范圍現(xiàn)場踏查確定該疫源地預(yù)測分布圖的準確性，其靈敏度和特異度分別為：89.47％和92.86％。估計該疫源地面積約為575，000 km2，青藏高原地區(qū)鼠疫風險人口約200萬人。主要分布于青藏高原的東部與南部。2、利用我國已知大沙鼠分布點和19個生物氣候變

8、量圖層建立生態(tài)位空間預(yù)測模型明確了決定大沙鼠空間分布的主要生物氣候變量為年均氣溫、年降雨量和氣溫季節(jié)性差異(四季平均氣溫的標準差)。大沙鼠棲地最適年均氣溫約為8℃，最適年降水量約為179mm，并在此前提下四季氣溫波動越劇烈的區(qū)域越適合大沙鼠棲息。并基于該氣候生態(tài)位模型繪制了鼠疫宿主動物大沙鼠適生區(qū)分布預(yù)測圖。3、點二列相關(guān)分析與多元logistic回歸分析表明，鄂托克前旗長爪沙鼠鼠疫自然疫源地夏季降水量與春秋季平均氣溫是決定當?shù)亻L爪沙鼠

9、鼠疫流行的重要氣象因素，夏季降水增多則促進未來2-3后年長爪沙鼠鼠疫流行，即夏季降水對長爪沙鼠鼠疫流行的影響存在約2-3年的滯后期。春秋季平均氣溫升高促進當年的長爪沙鼠鼠疫流行，沒有明顯的滯后效應(yīng)。
　　 結(jié)論：本研究綜合應(yīng)用3S空間信息技術(shù)與生態(tài)位模型繪制了青藏高原喜馬拉雅旱獺鼠疫自然疫源地預(yù)測分布地圖，經(jīng)現(xiàn)場踏查被證實具有很好的預(yù)測效果，提示基于自然地理環(huán)境遙感數(shù)據(jù)來預(yù)測鼠疫自然疫源地分布是可行的，而且本方法革新了傳統(tǒng)以疫源

10、縣劃分疫源地的方法，本研究產(chǎn)出的疫源地分布圖較傳統(tǒng)疫源縣地圖更加精細合理地反映疫源地的空間分布情況和風險級別，有利于重點區(qū)域的劃分及防控策略的制定。大沙鼠棲地空間分布預(yù)測圖表明準噶爾盆地是我國大沙鼠分布的氣候高度適宜區(qū)，除了準噶爾盆地，大沙鼠的棲息地還廣泛分布于內(nèi)蒙北部和甘肅北部等荒漠地區(qū)，因此對大沙鼠鼠疫疫情的監(jiān)測和調(diào)查不應(yīng)局限于準噶爾盆地，該預(yù)測圖為未來開展大沙鼠鼠疫自然疫源地疫情監(jiān)測提供空間抽樣參考。本研究還發(fā)現(xiàn)夏季降水量增加將增