劉美德 佟穎 張勇 劉婷 曾曉芃
蚊蟲(chóng)是病媒生物中極為重要的傳播疾病的媒介,每年全球因蚊蟲(chóng)傳播疾病致死的總?cè)藬?shù)超過(guò)100萬(wàn)[1]。蚊蟲(chóng)能傳播的疾病包括瘧疾、黃熱病、寨卡病毒病、西尼羅熱、基孔肯雅熱等[2]。近年來(lái), 由于氣候變化、全球經(jīng)濟(jì)一體化、旅游和貿(mào)易的快速發(fā)展,全球新發(fā)、再發(fā)蚊媒傳染病的流行區(qū)域不斷擴(kuò)展,流行頻度也不斷增強(qiáng)[3],如2014年的北半球溫帶國(guó)家日本的東京市已經(jīng)報(bào)告本地登革熱病例[4-7]。而與日本東京緯度接近的北京,近兩年也陸續(xù)出現(xiàn)黃熱病、寨卡病毒病等蚊媒傳染病輸入性病例。所以,北京市同樣面臨著蚊媒病傳播風(fēng)險(xiǎn)和防控的挑戰(zhàn)。根據(jù)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,北京的蚊蟲(chóng)群落中主要以淡色庫(kù)蚊與白紋伊蚊為主[8],這兩種蚊蟲(chóng)不僅通過(guò)叮咬嚴(yán)重干擾人群的工作與生活,還能夠傳播登革熱、基孔肯亞熱,寨卡病毒病,絲蟲(chóng)病等蚊媒疾病?,F(xiàn)分析北京市蚊蟲(chóng)群落及兩個(gè)重要蚊蟲(chóng)種群在年度時(shí)間和環(huán)境空間分布上的重要特征,為有效防控蚊蟲(chóng)種群,并最大限度降低蚊媒疾病暴發(fā)機(jī)率提供科學(xué)依據(jù)。
1.1數(shù)據(jù)來(lái)源 收集2013-2017年間北京市蚊蟲(chóng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中二氧化碳誘蚊燈法監(jiān)測(cè)的密度數(shù)據(jù),包括旬別蚊蟲(chóng)密度變化數(shù)據(jù)、蚊蟲(chóng)數(shù)量及占比數(shù)據(jù)、淡色庫(kù)蚊與白紋伊蚊數(shù)量及占比數(shù)據(jù),以及居民區(qū)、公園綠地、醫(yī)院、旅游景點(diǎn)4個(gè)重點(diǎn)環(huán)境中以上各類(lèi)蚊蟲(chóng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
1.2統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 主要采取圖表描述的方法對(duì)2013-2017年蚊蟲(chóng)燈下密度的分旬比較,分析北京地區(qū)蚊蟲(chóng)時(shí)間維度上的變化特征。并按北京蚊蟲(chóng)群落、淡色庫(kù)蚊種群、白紋伊蚊種群在時(shí)間與環(huán)境空間維度上變化進(jìn)行比較分析。
2.1北京市全年蚊蟲(chóng)密度時(shí)間維度變化 北京地區(qū)蚊蟲(chóng)一般從5月中旬才開(kāi)始出現(xiàn),以后持續(xù)上升,6月中、上旬蚊蟲(chóng)密度顯著升高,7-8月達(dá)到全年高峰值。2013-2017年,蚊蟲(chóng)的高峰點(diǎn)各不相同,2013、2014、2015、2016、2017年高峰時(shí)間點(diǎn)分別為7月下旬、7月上旬、7月上旬、8月上旬和7月上旬,蚊蟲(chóng)密度高峰期基本都出現(xiàn)在7-8月。一般8月下旬北京地區(qū)的蚊蟲(chóng)密度開(kāi)始出現(xiàn)下降趨勢(shì),至9月中旬出現(xiàn)明顯下降,10月下旬基本消失。特別要注意的是2017年蚊蟲(chóng)高峰期從6月中下旬一直延至9月中旬,至9月下旬才出現(xiàn)蚊蟲(chóng)密度的顯著下降(圖1)。
圖1 北京地區(qū)蚊蟲(chóng)群落密度年度時(shí)間維度變化趨勢(shì)
2.2全市蚊蟲(chóng)密度及環(huán)境空間中動(dòng)態(tài)變化
2.2.1全市蚊蟲(chóng)整體密度的動(dòng)態(tài): 2013-2017年,年度平均蚊密度處于一個(gè)緩慢上升的過(guò)程中,其中,2014的密度比2013年增長(zhǎng)38.46%,而2015年比2014年稍有下降(-11.90%),其他年份間蚊蟲(chóng)的平均密度都是處于一種緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì),2016比2015年增長(zhǎng)14.41%,2017年又比2016年增長(zhǎng)15.75%(圖2)。
圖2 2013-2017年北京市蚊蟲(chóng)年度平均密度變化趨勢(shì)
2.2.2北京不同環(huán)境空間中蚊蟲(chóng)密度的動(dòng)態(tài): 除了2014年蚊蟲(chóng)密度稍高外,2013-2017年,居民區(qū)、公園綠地、醫(yī)院環(huán)境中蚊蟲(chóng)密度變化趨勢(shì)基本與北京總體平均密度的年份間變化趨勢(shì)一致,都是處于一種緩慢增長(zhǎng)的過(guò)程。但是在北京的旅游景點(diǎn)的外環(huán)境中,蚊蟲(chóng)的平均密度在2014年出現(xiàn)一個(gè)高值(2.59只/燈·小時(shí)),幾乎是2013年平均密度的近3倍,然后2015-2017年進(jìn)入一個(gè)接近穩(wěn)定的狀態(tài),年份間增長(zhǎng)率不超過(guò)10%(表1)。
表1 2013-2017年北京市蚊蟲(chóng)群落在不同環(huán)境空間平均密度(只/燈·小時(shí))
2.3北京兩種主要蚊蟲(chóng)動(dòng)態(tài)變化
2.3.1淡色庫(kù)蚊的年份間占比變化: 整體上,淡色庫(kù)蚊在全市蚊蟲(chóng)中的比例不斷下降,2013-2017年,淡色庫(kù)蚊的占比下降超過(guò)10個(gè)百分點(diǎn)。其間,除了2015年比2014年的占比稍微增長(zhǎng)0.36個(gè)百分點(diǎn)以外,其他年份都比前年下降,而2017年比2016年則出現(xiàn)顯著下降(7.66個(gè)百分點(diǎn)),下降幅度接近前幾年下降幅度的3倍多(圖3)。
圖3 2013-2017年北京市淡色庫(kù)蚊年度平均密度變化趨勢(shì)
2.3.2淡色庫(kù)蚊在不同環(huán)境中密度動(dòng)態(tài)變化: 除了2014年蚊蟲(chóng)密度稍高外,2013-2017年,淡色庫(kù)蚊的密度在居民區(qū)、公園綠地、醫(yī)院環(huán)境中的變化趨勢(shì)基本與北京所有蚊蟲(chóng)的平均密度的年份間變化趨勢(shì)一致,都是處于一種緩慢增長(zhǎng)的過(guò)程,2017年淡色庫(kù)蚊在不同環(huán)境中的密度接近2013年同類(lèi)環(huán)境中的近2倍。但是在北京旅游景點(diǎn)的外環(huán)境中,蚊蟲(chóng)的平均密度在2014年出現(xiàn)一個(gè)高值(2.37只/燈·小時(shí)),幾乎是2013年平均密度的近3倍,然后從2015-2017年間進(jìn)入一個(gè)接近穩(wěn)定的狀態(tài),年份間增長(zhǎng)都在0.04只/燈·小時(shí),不超過(guò)當(dāng)年淡色庫(kù)蚊密度的5%(表2)。
表2 2013-2017年北京市淡色庫(kù)蚊種群在 不同環(huán)境空間平均密度變化趨勢(shì) (只/燈·小時(shí))
2.3.3白紋伊蚊的年份間占比變化: 2013-2017年,除了2015年比2014年稍下降0.24個(gè)百分點(diǎn)外,全市白紋伊蚊的占比處于不斷增長(zhǎng)的過(guò)程, 整個(gè)5年間全市白紋伊蚊的比例增長(zhǎng)了近3倍(增長(zhǎng)了10.52個(gè)百分點(diǎn)),而2017年比2016年出現(xiàn)顯著增長(zhǎng),增長(zhǎng)近2倍(增長(zhǎng)了6.52個(gè)百分點(diǎn),圖4)。
圖4 2013-2017年北京市白紋伊蚊年度平均密度變化趨勢(shì)
2.3.4白紋伊蚊在不同環(huán)境空間中動(dòng)態(tài)變化: 2013-2017年,白紋伊蚊的密度在居民區(qū)、公園綠地、環(huán)境中的變化趨勢(shì)基本與北京總體環(huán)境中白紋伊蚊蟲(chóng)的平均密度的年份間變化趨勢(shì)一致,都是處于一種明顯增長(zhǎng)的過(guò)程,2017年白紋伊蚊在不同環(huán)境中的密度接近2013年同類(lèi)環(huán)境中白紋伊蚊密度的近10倍。在北京的醫(yī)院環(huán)境中,除了2014年白紋伊蚊顯著增長(zhǎng)外,其他年份間白紋伊蚊密度增長(zhǎng)速度相對(duì)較慢,5年間,白紋伊蚊密度只增長(zhǎng)了3倍多。北京旅游景點(diǎn)外環(huán)境中,蚊蟲(chóng)的平均密度增長(zhǎng)并不顯著,年份間白紋伊蚊密度平均增長(zhǎng)0.01只/燈·小時(shí),不超過(guò)當(dāng)年白紋伊蚊蚊密度的10%,整個(gè)5年間,旅游景點(diǎn)的白紋伊蚊只增長(zhǎng)了36.36%,遠(yuǎn)低于其他環(huán)境中白紋伊蚊的增長(zhǎng)幅度(表3)。
表3 2013-2017年北京市白紋伊蚊種群在不同環(huán)境空間平均密度變化趨勢(shì)(只/燈·小時(shí))
3.1北京地區(qū)一般在5月份后溫度開(kāi)始穩(wěn)定在14 ℃以上,并出現(xiàn)少量降雨[9],這是北京地區(qū)蚊蟲(chóng)開(kāi)始出現(xiàn)在5月份的氣候條件。7-8月份進(jìn)入當(dāng)?shù)氐母邷丶竟?jié),同時(shí)也是降雨高峰季節(jié),為蚊蟲(chóng)幼蟲(chóng)的孳生與成蟲(chóng)的生存提供了很好的條件[9],這可能是研究發(fā)現(xiàn)的北京地區(qū)蚊蟲(chóng)高峰期一般出現(xiàn)在7-8月的原因。據(jù)調(diào)查,中國(guó)輸入登革熱等蚊媒病病例全年都可出現(xiàn)[10],若與7-8月北京蚊蟲(chóng)高峰期相疊加,將大大增加北京本地感染蚊媒疾病的風(fēng)險(xiǎn)。研究還發(fā)現(xiàn),2017年北京蚊蟲(chóng)群落的高峰期延長(zhǎng)到了9月上旬,這可能與當(dāng)年夏季高溫期延長(zhǎng)與降雨量增加有著密切關(guān)系[11],而且隨著全球變暖,北京未來(lái)面臨夏季高溫期延長(zhǎng)機(jī)率不斷上升,夏季降雨量增加,這可能會(huì)導(dǎo)致北京人-蚊接觸指數(shù)增加[12],從而增加蚊媒病發(fā)生的機(jī)率,進(jìn)而增加蚊媒疾病的流行與暴發(fā)機(jī)率。
3.22013-2017年,北京整體蚊蟲(chóng)密度是一個(gè)上升的趨勢(shì),這可能與北京的夏季平均溫度及降雨逐年增加有著密切關(guān)系。氣溫增加,不僅蚊蟲(chóng)世代更替加快,而且暖冬的現(xiàn)象也提高了蚊蟲(chóng)越冬的成活率[11],另外,蚊蟲(chóng)的一生中卵、幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)中有3個(gè)階段(卵、幼蟲(chóng)、蛹)是生活于水中的,所以降雨對(duì)于蚊蟲(chóng)密度上升有著正相關(guān)關(guān)系[13]。北京的降雨逐年增加,也無(wú)疑在各類(lèi)環(huán)境中增加了蚊蟲(chóng)的孳生場(chǎng)所,這可能也是北京市蚊蟲(chóng)密度逐年上升的生態(tài)學(xué)原因。居民區(qū)、公園綠地、醫(yī)院、旅游景點(diǎn)四類(lèi)環(huán)境中北京蚊蟲(chóng)都呈現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì),也說(shuō)明不是小生態(tài)系統(tǒng)的影響,而應(yīng)該是來(lái)自于溫度、降雨這些大生態(tài)系統(tǒng)因素的影響。
3.3淡色庫(kù)蚊主要是孳生于城市污染水體中,研究中發(fā)現(xiàn)淡色庫(kù)蚊種群數(shù)量占了全市燈下蚊蟲(chóng)種群絕大多數(shù),所以其種群密度的時(shí)間-空間變化情況決定并體現(xiàn)全市蚊蟲(chóng)群落的變化趨勢(shì),這也就是本研究中淡色庫(kù)蚊種群的時(shí)間-空間動(dòng)態(tài)特征基本與全市蚊蟲(chóng)群落時(shí)間-空間動(dòng)態(tài)特征一致的原因。淡色庫(kù)蚊還被證實(shí)是絲蟲(chóng)病媒介[14],乙型腦炎及西尼羅河病毒的可疑媒介[15]。北京地區(qū),淡色庫(kù)蚊表現(xiàn)出來(lái)的主要危害是叮咬人群,嚴(yán)重影響人群的活動(dòng)與健康,所以北京的蚊蟲(chóng)防制是否有效,淡色庫(kù)蚊種群密度變化是重要的指征之一。
3.4調(diào)查發(fā)現(xiàn),北京地區(qū)的白紋伊蚊種群存在著種群密度與群落優(yōu)勢(shì)度同步上升的現(xiàn)象,而且在居民區(qū)及公園綠地環(huán)境內(nèi)這些人群密集場(chǎng)所白紋伊蚊種群密度顯著升高。白紋伊蚊喜歡孳生于清潔、小型水體中[16],城市化快速進(jìn)程中,一方面提供了如輪胎、盒子、瓶、罐、包裝盒,以及城市綠化園林中各類(lèi)植株產(chǎn)生的各種清潔小型水體。另一方面也提高了城市排放水體的清潔與凈化水平,使整個(gè)城市生態(tài)環(huán)境朝著有利于白紋伊蚊孳生的方面發(fā)展[17],北京城市化水平不斷提高可能是白紋伊蚊迅速上升生態(tài)學(xué)原因之一。白紋伊蚊能傳播近26種蚊媒疾病,包括常見(jiàn)的登革熱、基孔肯亞熱,寨卡病毒病等[18],而且,白紋伊蚊叮人兇猛,有多次吸血的習(xí)性,生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)能力、擴(kuò)散能力強(qiáng),已成為擴(kuò)散最快物種之一,在全球許多地區(qū)定居成功[19]。白紋伊蚊的不斷擴(kuò)散與近年來(lái)登革熱的分布北限不斷向地球的兩極擴(kuò)展密切相關(guān),比如,2014年?yáng)|京就暴發(fā)了白紋伊蚊傳播的登革熱疫情[4]??紤]到北京白紋伊蚊種群密度與優(yōu)勢(shì)度上升、北京存在輸入蚊媒病例、北京同緯度及周邊地區(qū)發(fā)生登革熱疫情這三方面因素,雖然北京蚊蟲(chóng)群落中白紋伊蚊種群的優(yōu)勢(shì)度仍不高,但是從蚊媒流行病學(xué)意義上來(lái)說(shuō),其醫(yī)學(xué)重要性比淡色庫(kù)蚊更重要,應(yīng)積極采取措施,控制其密度與優(yōu)勢(shì)度上升的趨勢(shì),有效防范其傳播蚊媒病的風(fēng)險(xiǎn)。