中国媒介生物学及控制杂志  2022, Vol. 33 Issue (5): 672-676, 752

扩展功能

文章信息

孙春卫, 张杰, 刘曜, 周毅彬
SUN Chun-wei, ZHANG Jie, LIU Yao, ZHOU Yi-bin
上海市某农贸市场德国小蠊与黑胸大蠊的空间分布研究
Research on spatial distribution of Blattella germanica and Periplaneta fuliginosa in a farmers' market in Shanghai, China
中国媒介生物学及控制杂志, 2022, 33(5): 672-676, 752
Chin J Vector Biol & Control, 2022, 33(5): 672-676, 752
10.11853/j.issn.1003.8280.2022.05.011

文章历史

收稿日期: 2022-04-28
上海市某农贸市场德国小蠊与黑胸大蠊的空间分布研究
孙春卫1 , 张杰2 , 刘曜3 , 周毅彬3     
1 上海市宝山区疾病预防控制中心消毒与病媒生物防制科, 上海 201901;
2 上海市杨浦区疾病预防控制中心消毒与病媒生物防制科, 上海 200090;
3 上海市疾病预防控制中心传染病防治所, 上海 200336
摘要: 目的 调查德国小蠊与黑胸大蠊在某农贸市场的空间分布,分析2种蜚蠊在农贸市场中是否共存及共存特征。方法 选取上海市宝山区1处农贸市场,自2020年6月-2021年5月每月调查1次。蜚蠊密度监测采用粘捕法,在每个摊位的电子秤下布放1张粘蟑纸,放置72 h后检查、记录结果。采用Spearman相关性分析、Pearson χ2检验、空间分析、热点分析、双变量全局空间相关分析等进行统计分析。结果 该农贸市场中查获的蜚蠊包括德国小蠊和黑胸大蠊2种,其中德国小蠊占捕获总数的94.57%,为优势种。德国小蠊与黑胸大蠊密度的季节性变化呈正相关(r=0.763,P=0.004)。2种蜚蠊侵害率最高的摊位类别均为冷鲜肉禽类,分别为德国小蠊29.08%、黑胸大蠊6.97%。各个摊位捕获德国小蠊与黑胸大蠊的数量呈正相关(r=0.432,P < 0.001)。2种蜚蠊的阳性率分布、密度分布均存在空间正相关性;德国小蠊与黑胸大蠊阳性次数的双变量全局Morans’I指数为0.178(Z=6.786,P < 0.001),表现两者为空间正相关性分布趋势;捕获数的双变量全局Morans’I指数为0.127(Z=5.021,P < 0.001)。结论 德国小蠊与黑胸大蠊对温、湿度可能具有相似的适应性,2种蜚蠊在农贸市场中可能为共存并竞争的关系,且德国小蠊在竞争中占据优势,成为农贸市场中的优势种。蜚蠊防制工作中应当分析特定区域中蜚蠊的空间分布特征,根据局域优势种群制定具有针对性的防制策略。
关键词: 德国小蠊    黑胸大蠊    优势种群    空间分布    
Research on spatial distribution of Blattella germanica and Periplaneta fuliginosa in a farmers' market in Shanghai, China
SUN Chun-wei1 , ZHANG Jie2 , LIU Yao3 , ZHOU Yi-bin3     
1 Disinfection & Vector Control Department, Baoshan District Center for Disease Control and Prevention, Shanghai 201901, China;
2 Disinfection & Vector Control Department, Yangpu District Center for Disease Control and Prevention, Shanghai 200090, China;
3 Institute for Prevention and Control of Infectious Diseases, Shanghai Municipal Center for Disease Control and Prevention, Shanghai 200336, China
Abstract: Objective To investigate the spatial distribution of Blattella germanica and Periplaneta fuliginosa in a farmers' market in Shanghai, China, and to analyze whether the two cockroach species coexist in the farmers' market and the coexistence characteristics. Methods The population density of cockroaches was monitored once a month from June 2020 to May 2021 by using the sticky trap method (placing a glue trap under an electronic scale at each stall, and inspecting it after 72 hours) in the farmers' market. The data were analyzed using Spearman correlation analysis, Pearson's Chi-square test, spatial analysis, hotspot analysis, and bivariate global spatial correlation analysis. Results The species of cockroaches in the farmers' market included B. germanica and P. fuliginosa. B. germanica was the dominant species, accounting for 94.57% of the total catches. The seasonal changes in the densities of B. germanica and P. fuliginosa were positively correlated (r=0.763, P=0.004). The stalls selling chilled and fresh meat and poultry had the highest infestation rates of B. germanica and P. fuliginosa, which were 29.08% and 6.97%, respectively. There was a positive correlation between the numbers of B. germanica and P. fuliginosa captured at all stalls (r=0.432, P < 0.001). The positive rate distribution and density distribution of B. germanica and P. fuliginosa were positively correlated; The bivariate global Morans'I index of the positive times of the two species of cockroaches was 0.178 (Z=6.786, P < 0.001), showing a spatial positive correlation distribution trend; The bivariate global Morans'I index of their capture number was 0.127 (Z=5.021, P < 0.001). Conclusion B. germanica and P. fuliginosa may have similar adaptability to temperature and humidity. The two cockroach species may coexist and compete in the farmers' market, and B. germanica is the competitively dominant species. The control of cockroaches should be considered based on the spatial distribution characteristics of cockroaches in a specific area to formulate targeted control strategies against regional dominant species.
Key words: Blattella germanica    Periplaneta fuliginosa    Dominant species    Spatial distribution    

蜚蠊隶属昆虫纲(Insecta)蜚蠊目(Blattaria),是一种生存、繁殖能力极强的古老生物,与人类生活密切相关。我国蜚蠊大约有250种,广泛分布于全国各地,其中德国小蠊(Blattella germanica)、黑胸大蠊(Periplaneta fuliginosa)等是室内常见的危害人类健康的卫生害虫[1]。它们可以咬食和破坏食物、生活用品,也可以携带和传播痢疾杆菌、沙门菌、伤寒杆菌等多种病原体。在20世纪80年代初期至90年代中期,我国大部分城市常见的蜚蠊优势种群为美洲大蠊(P. americana)、黑胸大蠊和日本大蠊(P. japonica),仅少数城市分布有德国小蠊。随着我国社会经济快速发展、地区交流活动频繁,以及城区居住环境改造破坏了大蠊的生存环境,德国小蠊凭借其超强的繁殖能力和环境适应能力取代其他蜚蠊的优势地位,通过被动扩散在各个城市迅速、广泛地定殖,成为我国城市蜚蠊的优势种群[2]

上海市1986-1988年对蜚蠊的监测中,德国小蠊已成为优势种群,黑胸大蠊仅在居民室内占据优势[3];而近年来的监测显示,德国小蠊占比已达90%以上,黑胸大蠊虽然占比仅次于德国小蠊,但数量已极少[4]。由于黑胸大蠊数量很少难以捕获,对其目前的生存、分布以及与德国小蠊的竞争关系等方面调查较少。本研究在农贸市场内对德国小蠊与黑胸大蠊的分布空间开展调查,旨在分析2种蜚蠊在同一环境中能否共存及共存特征。

1 材料与方法 1.1 研究区域

本研究选择上海市宝山区宝杨农贸市场开展调查。该农贸市场为单层建筑,占地面积约7 500 m2,将研究期间每次监测粘蟑纸均有效回收的368个摊位作为研究对象。研究中依据经营项目将368个摊位划分为6类,其中冷鲜肉禽摊位42家、冷鲜水产摊位85家、水果摊位24家、蔬菜摊位100家、其他食品摊位60家、非食品摊位57家。农贸市场内不同类别的摊位分布情况见图 1

图 1 上海市宝山区宝杨农贸市场6类摊位分布 Figure 1 Distribution of 6 types of stalls in Baoyang farmers' market in Baoshan district, Shanghai
1.2 研究时间

本研究开展时间为2020年6月-2021年5月,共12个月。每月对农贸市场内每个摊位进行1次蜚蠊监测。

1.3 监测方法

采用《GB/T 23795-2009病媒生物密度监测方法蜚蠊》中的粘捕法,在170 mm×100 mm的粘蟑纸中央放置商品饵料作诱饵,将其放置于相应摊位的电子秤下。本研究中各个摊位每次均布放1张粘蟑纸,放置72 h后检查有效粘蟑纸,记录捕获的蜚蠊种类和数量。蜚蠊密度指数(只/张)=粘捕到蜚蠊总数/有效粘蟑纸数。

1.4 统计学分析

采用Excel 2019软件进行数据录入整理及图表绘制,采用SPSS 25.0软件进行Spearman相关性、Pearson χ2检验等统计学分析,采用ArcGIS 10.8软件进行空间分析、热点分析,使用GeoDa 1.14.0软件进行双变量全局空间相关分析并计算双变量Moran’s I指数[5]。检验水准按照双侧检验α=0.05。

2 结果 2.1 蜚蠊监测整体情况

2020年6月-2021年5月,在宝杨农贸市场的368个摊位共捕获蜚蠊6 407只,鉴定为德国小蠊和黑胸大蠊(表 1)。其中德国小蠊为优势种群,捕获数量达6 059只,占捕获总数的94.57%;捕获黑胸大蠊348只,占5.43%。

表 1 上海市宝山区宝杨农贸市场德国小蠊和黑胸大蠊各月份阳性摊位数与捕获蜚蠊数 Table 1 The numbers of positive stalls and collected cockroaches by Blattella germanica and Periplaneta fuliginosa in every month in Baoyang farmers' market in Baoshan district, Shanghai
2.2 蜚蠊监测的季节性变化

2020年6月-2021年5月,该农贸市场各个月份的阳性摊位数及捕获蜚蠊数见表 1,德国小蠊和黑胸大蠊密度的季节性变化趋势见图 2。德国小蠊、黑胸大蠊的阳性摊位数和捕获蜚蠊数均呈单峰分布,并且高峰月份相同,均出现在2020年10月。经Spearman相关分析,研究期间德国小蠊与黑胸大蠊阳性摊位数的相关系数r=0.974,P < 0.001,捕获数的相关系数r=0.972,P < 0.001,密度指数的相关系数r=0.763,P=0.004。

图 2 上海市宝山区宝杨农贸市场德国小蠊与黑胸大蠊密度的季节性变化 Figure 2 Seasonal variations in population densities of Blattella germanica and Periplaneta fuliginosa in Baoyang farmers' market in Baoshan district, Shanghai
2.3 不同类别摊位的蜚蠊监测情况

按经营项目将摊位分为6类,各类摊位中德国小蠊的阳性率均高于黑胸大蠊。德国小蠊阳性率最高的为冷鲜肉禽类摊位(29.08%),其次为水果类摊位(20.35%);黑胸大蠊阳性率最高的同样为冷鲜肉禽类摊位(6.97%),其次为蔬菜类摊位(4.94%)。此外,黑胸大蠊在非食品类摊位的阳性率与其他食品类(粮油、预制品、熟食等)摊位接近。见表 2

表 2 上海市宝山区宝杨农贸市场德国小蠊、黑胸大蠊在6类摊位的阳性率 Table 2 Positive rates of Blattella germanica and Periplaneta fuliginosa for 6 types of stalls in Baoyang farmers' market in Baoshan district, Shanghai
2.4 捕获德国小蠊与黑胸大蠊的相关性分析

统计12次监测中各个摊位德国小蠊、黑胸大蠊阳性次数及捕获数量,将各个摊位2种蜚蠊的阳性次数进行Spearman相关性分析,各摊位德国小蠊与黑胸大蠊监测阳性的次数呈正相关(r=0.445,P < 0.001);将各个摊位2种蜚蠊的捕获数量进行Spearman相关性分析,各摊位捕获德国小蠊与黑胸大蠊的数量呈正相关(r=0.432,P < 0.001)。

研究共回收有效粘蟑纸4 258张,统计每张粘蟑纸有否捕获德国小蠊或黑胸大蠊。同时捕获2种蜚蠊的有93张,仅捕获德国小蠊的有479张,仅捕获黑胸大蠊的有56张,未捕获任何蜚蠊的有3 630张;经配对χ2检验,德国小蠊监测阳性与黑胸大蠊监测阳性存在关联(χ2=318.566,P < 0.001)。

2.5 蜚蠊的空间分布

12次监测中,各摊位德国小蠊阳性次数最高的达11次,阳性次数7~11次(阳性率50.00%以上)的有16个摊位,阳性次数3~6次(阳性率25.00%~50.00%)的有66个摊位;各摊位累计捕获德国小蠊数量最多的达366只,累计捕获数量43只及以上的有38个摊位,累计19~42只的有41个摊位。德国小蠊阳性次数与捕获数量的空间分布类似,相对较高的摊位均处于食品经营区域,且多数分布在食品经营区域的外围,以冷鲜肉禽类摊位为主。黑胸大蠊监测阳性次数和捕获数量均较少,有10个摊位阳性次数达到3次,主要为蔬菜类摊位;累计捕获数量最多的18只,累计捕获7~18只的有11个摊位,主要为冷鲜肉禽类摊位。见图 3

图 3 上海市宝山区宝杨农贸市场蜚蠊监测阳性次数以及捕获数量的空间分布 Figure 3 Spatial distribution of cockroach-positive frequency and number of catches in Baoyang farmers' market in Baoshan district, Shanghai
2.6 蜚蠊的空间聚集性分析

对各摊位蜚蠊监测阳性次数及捕获数量进行空间热点分析(图 4)。德国小蠊阳性次数在农贸市场的东北区域及中部区域存在高密度聚集,而在西北区域及西南区域发现有低密度聚集;德国小蠊数量在农贸市场的东北区域及中部区域存在高密度聚集。德国小蠊阳性次数与数量的高密度聚集区域基本一致,而阳性次数的低密度聚集区域未发现存在德国小蠊数量的低密度聚集。

图 4 上海市宝山区宝杨农贸市场蜚蠊监测阳性次数及捕获数量空间热点分布 Figure 4 Spatial distribution hotspots of cockroach-positive frequency and number of catches in Baoyang farmers' market in Baoshan district, Shanghai

黑胸大蠊阳性次数在农贸市场的东北区域及中部偏西区域存在高密度聚集,而在农贸市场西北区域及中部偏东区域存在低密度聚集;黑胸大蠊数量仅在农贸市场的东北区域存在高密度聚集。黑胸大蠊阳性次数与数量的高密度聚集区域仅有1处吻合,其余阳性次数聚集区域并未发现数量的聚集。

2.7 德国小蠊与黑胸大蠊的空间相关性分析

双变量全局空间相关分析显示,该农贸市场德国小蠊与黑胸大蠊阳性次数的双变量全局Morans’ I指数为0.178(Z=6.786,P < 0.001),表现两者为空间正相关性分布趋势;捕获数的双变量全局Morans’ I指数为0.127(Z=5.021,P < 0.001),亦表现两者为空间正相关性分布趋势。双变量全局Morans’ I指数的取值范围在-1和1之间,绝对值越接近1则表示相关性越强;上述2个指数的绝对值均不大,2种蜚蠊的阳性率与密度分布均呈弱空间正相关。

3 讨论

农贸市场是人群密集、活动频繁的场所,内部环境复杂、温暖湿润、食物充足[6],是极其适宜蜚蠊活动的场所;多地蜚蠊监测数据显示[47-11],农贸市场往往是城市蜚蠊侵害最严重的一类场所。本研究在选定的农贸市场开展长期、连续的监测,发现该区域内蜚蠊种群包含德国小蠊、黑胸大蠊2种,且2种蜚蠊在该区域全年均有分布;其中德国小蠊为该区域的优势种群,数量占比为94.57%,黑胸大蠊数量仅占5.43%,这一现象与上海市近年来的监测结果基本一致[4]

2020年6月-2021年5月,该农贸市场内2种蜚蠊的密度均呈单峰分布,德国小蠊的密度高峰出现在9-10月,黑胸大蠊的密度高峰出现在10月;此外,2种蜚蠊逐月的阳性率、捕获数、密度指数均呈正相关。由此推测,尽管德国小蠊与黑胸大蠊数量悬殊,但2种蜚蠊对温度、湿度的适应情况可能较为相似,活跃度随季节变化的趋势基本一致。

生伟伟[12]研究认为德国小蠊与黑胸大蠊存在资源利用型竞争关系,且德国小蠊为该竞争系统中的优势种群。本研究通过观察德国小蠊与黑胸大蠊在不同类别摊位的阳性率,发现2种蜚蠊的食物范围存在一定的相似性,2种蜚蠊阳性率最高的摊位类别均为冷鲜肉禽类,表明2种蜚蠊虽为杂食性动物但可能更偏好肉食,与魏中华等[13]的研究一致。分析德国小蠊、黑胸大蠊在各个摊位的捕获情况,发现阳性次数和捕获数量均有正相关性,表明该农贸市场2种蜚蠊对栖息地的选择在一定程度上趋同;此外,还发现德国小蠊与黑胸大蠊在农贸市场内的空间分布具有相似性,2种蜚蠊阳性次数、捕获数量相对较高的摊位均处于食品经营区域,主要是食品经营区域的外围。由此,认为该农贸市场内德国小蠊与黑胸大蠊分布的特征可能为共存并竞争,2种蜚蠊选择类似的生存环境栖息,但德国小蠊在种群竞争中占据优势地位。

分析不同地区蜚蠊分布的特征,因地制宜的制定蜚蠊防制策略,对控制区域内蜚蠊侵害将大有裨益。霍新北[14]曾提出可以运用现代昆虫种群生态学的理论来指导蜚蠊防制,通过分析局域种群在密度、时间和空间上的动态规律,采取特定的蜚蠊控制技术方法,有效治理重点区域种群的密度,进而达到控制集合种群的目的。德国小蠊被认为是蜚蠊目中分布最广泛、最难治理的卫生害虫[15],而目前上海市内蜚蠊分布特征为德国小蠊为主导、并与大蠊共存;因此认为上海市蜚蠊防制应当以控制德国小蠊的密度为主要目标,重点研究德国小蠊的防制策略,通过监测及时掌握德国小蠊密度的季节变化和空间分布,采取环境治理、投放胶饵等方法,针对性地治理重点侵害区域的德国小蠊,从而达到控制全域德国小蠊种群密度的目的。

利益冲突  无

参考文献
[1]
贺盼, 马强. 我国蜚蠊的分布及防制概况[J]. 医学动物防制, 2018, 34(9): 868-872.
He P, Ma Q. Distribution and control of cockroaches in China[J]. J Med Pest Control, 2018, 34(9): 868-872.
[2]
吴海霞, 鲁亮, 孟凤霞, 等. 2006-2015年我国蜚蠊监测报告[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2018, 29(2): 113-119.
Wu HX, Lu L, Meng FX, et al. Reports on national surveillance of cockroaches in China, 2006-2015[J]. Chin J Vector Biol Control, 2018, 29(2): 113-119. DOI:10.11853/j.issn.1003.8280.2018.02.001
[3]
翟菁, 范德林, 陆志勋, 等. 上海地区蜚蠊监测[J]. 医学动物防制, 1991, 7(1): 40-41.
Zhai J, Fan DL, Lu ZX, et al. Surveillance of cockroaches in Shanghai[J]. J Med Pest Control, 1991, 7(1): 40-41.
[4]
朱江, 周毅彬, 范明秋, 等. 2009-2018年上海市蟑螂种群密度时空变化分析[J]. 中华卫生杀虫药械, 2020, 26(3): 232-235.
Zhu J, Zhou YB, Fan MQ, et al. Analysis on spatiotemporal patterns of the population density of cockroaches in Shanghai[J]. Chin J Hyg Insect Equip, 2020, 26(3): 232-235. DOI:10.19821/j.1671-2781.2020.03.012
[5]
Lee SI. Developing a bivariate spatial association measure: An integration of Pearson's r and Moran's I[J]. J Geo Sys, 2001, 3(4): 369-385. DOI:10.1007/s101090100064
[6]
沈培谊. 食品行业有害生物综合防治(一): 食品行业生产环境特征与常见有害生物[J]. 中华卫生杀虫药械, 2012, 18(3): 252-256.
Shen PY. Integrated pest control in food industry (1): Environment feature of production in food industry and commonly seen pests[J]. Chin J Hyg Insect Equip, 2012, 18(3): 252-256.
[7]
王韶华, 武峥嵘, 董腾飞, 等. 2013-2016年上海市嘉定区蟑螂监测分析[J]. 中华卫生杀虫药械, 2021, 27(4): 347-350.
Wang SH, Wu ZR, Dong TF, et al. Analysis on cockroach monitoring in Jiading district of Shanghai from 2013 to 2016[J]. Chin J Hyg Insect Equip, 2021, 27(4): 347-350. DOI:10.19821/j.1671-2781.2021.04.015
[8]
何涛, 李晓宁, 陈宗遒, 等. 2017-2019年广州市病媒生物监测报告[J]. 中华疾病控制杂志, 2021, 25(8): 912-917.
He T, Li XN, Chen ZQ, et al. A report on vector surveillance in Guangzhou from 2017 to 2019[J]. Chin J Dis Control Prev, 2021, 25(8): 912-917. DOI:10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.08.008
[9]
于雪岚, 曾佳芮, 刘鹃, 等. 2017-2019年内江市蟑螂种群密度及侵害现状调查[J]. 中华卫生杀虫药械, 2021, 27(4): 340-342.
Yu XL, Zeng JR, Liu J, et al. Investigation on the cockroach density and invasion situation in Neijiang from 2017 to 2019[J]. Chin J Hyg Insect Equip, 2021, 27(4): 340-342. DOI:10.19821/j.1671-2781.2021.04.013
[10]
余技钢, 胡雅劼, 李观翠, 等. 2019年四川省城市蟑螂密度与侵害情况监测[J]. 中华卫生杀虫药械, 2021, 27(5): 429-431.
Yu JG, Hu YJ, Li GC, et al. Investigation on the density and infestation of cockroaches in cities of Sichuan province in 2019[J]. Chin J Hyg Insect Equip, 2021, 27(5): 429-431. DOI:10.19821/j.1671-2781.2021.05.011
[11]
岳玉娟, 任东升, 吴海霞, 等. 2019年全国蜚蠊监测报告[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2020, 31(4): 412-416.
Yue YJ, Ren DS, Wu HX, et al. National surveillance report on cockroaches in China, 2019[J]. Chin J Vector Biol Control, 2020, 31(4): 412-416. DOI:10.11853/j.issn.1003.8280.2020.04.006
[12]
生伟伟. 德国小蠊和黑胸大蠊生物生态学特性的初步比较[D]. 重庆: 西南大学, 2009. DOI: 10.7666/d.y1459227.
Sheng WW. Preliminary comparison on the biology and ecology of Blattella germanica and Periplaneta fuliginosa[D]. Chongqing: Southwest University, 2009. DOI: 10.7666/d.y1459227.(in Chinese)
[13]
魏中华, 郭明霞, 徐娟, 等. 居室黑胸大蠊食性和食物范围研究[J]. 安徽农业科学, 2015, 43(2): 72-73, 76.
Wei ZH, Guo MX, Xu J, et al. Research on the feeding habits and food range of Periplaneta fuliginosa in room[J]. J Anhui Agri Sci, 2015, 43(2): 72-73, 76. DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2015.02.029
[14]
霍新北. 我国城市德国小蠊的入侵及预防控制[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2015, 26(2): 114-116.
Huo XB. Invasion of Blattella germanica and its infestation management in urban environment in China[J]. Chin J Vector Biol Control, 2015, 26(2): 114-116. DOI:10.11853/j.issn.1003.4692.2015.02.002
[15]
齐欣, 孙耘芹. 德国小蠊生物学特性及综合治理[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2004, 15(1): 73-75.
Qi X, Sun YQ. Biological characteristics of Blattella germanica and its comprehensive governance[J]. Chin J Vector Biol Control, 2004, 15(1): 73-75. DOI:10.3969/j.issn.1003-4692.2004.01.031