中国媒介生物学及控制杂志  2015, Vol. 26 Issue (2): 159-163

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高强, 曹晖, 周毅彬, 冷培恩, 熊成龙, 姜庆五
GAO Qiang, CAO Hui, ZHOU Yi-bin, LENG Pei-en, XIONG Cheng-long, JIANG Qing-wu
上海市城区不同季节与昼夜时段成蚊种群动态的差异性研究
Seasonal and circadian difference of mosquito population dynamics in downtown Shanghai
中国媒介生物学及控制杂志, 2015, 26(2): 159-163
Chin J Vector Biol & Control, 2015, 26(2): 159-163
10.11853/j.issn.1003.4692.2015.02.013

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收稿日期:2014-12-10
上海市城区不同季节与昼夜时段成蚊种群动态的差异性研究
高强1,2, 曹晖2, 周毅彬3, 冷培恩3, 熊成龙1, 姜庆五1    
1 复旦大学公共卫生学院流行病学教研室, 上海200032;
2 上海市黄浦区疾病预防控制中心病媒生物防治科, 上海200023;
3 上海市疾病预防控制中心
摘要目的 探索和分析同一区域不同季节及不同昼夜监测时段蚊虫种群动态的差异性。方法 选取中心城区蚊虫较容易出现的公园和绿化区域环境类型(上海市人民广场及人民公园区域), 按照地理分布设置5个监测点, 每天分为3个连续时段, 连续224 d采用CO2诱捕法进行成蚊监测。结果 上海市城区中心地带不同蚊种的月份分布差异有统计学意义(χ2=187.923, P<0.01), 淡色库蚊为最优势蚊种[13.35只(/d·台)];季节分布, 淡色库蚊高峰期分布于5-6月[19.93和28.19只(/d·台)], 白纹伊蚊和三带喙库蚊高峰期在7月[10.77和8.79只(/d·台)];昼夜节律方面, 成蚊密度在3个时段的分布由高到低依次为夜晚和清晨时段(20:00至次日08:00)、傍晚时段(16:30-20:00)和白天时段(08:00-16:30);白天时段白纹伊蚊为优势种(构成比为65.70%), 其他2个时段淡色库蚊为优势种(构成比分别为78.14%和66.05%)。结论 不同季节及不同昼夜时段成蚊密度和种群构成差异有统计学意义, 原因主要由不同成蚊的生态习性决定, 研究中还发现较多与文献记载存在明显差异的现象, 认为可能与上海市的城市环境及城市光污染有关, 该影响因素有待进一步验证。
关键词CO2诱捕法     昼夜节律     成蚊种群动态     光污染    
Seasonal and circadian difference of mosquito population dynamics in downtown Shanghai
GAO Qiang1,2, CAO Hui2, ZHOU Yi-bin3, LENG Pei-en3, XIONG Cheng-long1, JIANG Qing-wu1    
1 Department of Epidemiology, School of Public Health, Fudan University, Shanghai 200032, China;
2 Huangpu Center for Disease Control and Prevention, Shanghai 200023, China;
3 Shanghai Center for Disease Control and Prevention
Abstract:Objective To explore the mosquito population dynamics in different seasons and mosquito circadian rhythm in different periods of a day. Methods Conduct more than 224-days'continuous monitoring of adult mosquitoes by CO2 trapping method to get the adult mosquito data in five different monitoring-sites in Shanghai People's Square and People's Park region. Results The monthly-distribution of mosquito species was significantly different in downtown Shanghai. As the most dominant mosquito species, Culex pipiens pallens reached an average density of 13.35 pcs/(day·site), and peaked in May and June (19.93 and 28.19 pcs/day·site, respectively); Aedes albopictus and Cx. tritaeniorhynchus both peaked in July (10.77 and 8.79 pcs/day·site, respectively). The circadian rhythm analysis showed that the largest proportion of mosquito appeared in the evening and early morning hours (20:00-08:00a.m.), followed by the nightfall hours (16:30-20:00), and Cx. pipiens pallens was the dominant species in the 2 period (78.14 and 66.05%, respectively); the daytime hours (08:00a.m.-16:30) had the least proportion, whose dominant species was Ae. albopictus (65.70%). Conclusion The monthly-distribution and circadian rhythm were different in mosquito population species and density, which can be attribute to the ecological difference of different mosquito species, but except that, we surmise the special urban environment and urban light pollution should also account for, and which should be confirmed by further study.
Key words: CO2 trapping method     Circadian rhythm     Mosquito population dynamics     Light pollution    

蚊虫与人类健康密切相关,其不仅骚扰吸血,还是多种疾病的传播媒介,如登革热、流行性乙型脑炎(乙脑)、疟疾、西尼罗热和基孔肯雅热等[1, 2]。随着全球经济贸易的快速发展,输入性的蚊虫和蚊媒传染病对我国的威胁不断增加,上海市作为中国最大的经济中心和贸易港口,输入的蚊虫传播疾病风险高,须针对性地加强监测[3]。蚊虫的活动不仅与气温等气象因素相关[4, 5, 6],其活动亦受光线因素变化的影响,季节及昼夜转换即是影响气温及光线的主要因素。为探索上海市中心城区同一区域成蚊种群季节分布以及叮刺周环(biting cycle)的昼夜节律,以对不同蚊种侵害采取针对性的防控措施,2012年4-11月在上海市城区中心地带人民广场和人民公园区域开展了持续时间超过220 d的连续性成蚊监测研究,现将结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 研究区域

选取上海市黄浦区人民广场及人民公园作为监测区域。该区域位于上海市中心,人民广场总面积达14万m2,广场两侧各设17 m宽的绿化带,绿化总面积达8万m2,是一个融行政、文化、交通、商业为一体的园林式广场;人民公园南接人民广场,总面积10万m2,园内以植物造景为主,公园内有较大面积的景观水系,包括有近1000 m2的人工湖和荷花池,池中有人工养殖的观赏性鱼类,以及西山瀑布等景观。

该区域范围内除了绿化环境外,还包括上海市政府大楼、上海市博物馆、上海城市展览馆、上海市大剧院等建筑,该区域北侧紧邻南京路步行街,可以代表上海市城区中心地带的特定环境。

1.2 实验器材

CO2捕蚊机,为蝙蝠王捕蚊机(基础型),上海申雷节能设备技术有限公司;MOTIC SMZ-168体式显微镜,麦克奥迪(厦门)医疗诊断系统有限公司提供;解剖灯等。

1.3 成蚊密度监测方法 1.3.1 监测点设置

该区域共设置5个监测点,人民公园按照西、中、东3个区域设置3个监测点;人民广场按照东、西2个区域设置2个监测点。

1.3.2 监测方法

4月下旬至11月下旬,合计224 d,进行连续性、无间断的成蚊密度监测,采用CO2捕蚊机法,24 h开机,每天收集3次,时间分别为08:00、16:30和20:00,为保证效果,机器配置的CO2气体钢瓶(8 L)每5天更换,诱饵每10天更换。

1.4 统计学处理

研究结果采用SPSS 13.0软件进行统计学分析,计数资料以率和百分比表示,分布比较采用频数加权的Kruskal?Wallis H检验;多组间均值采用ANOVA单因素方差分析。 P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结 果 2.1 成蚊种群总体变化趋势

2012年4-11月(224 d)在人民广场和人民公园区域共捕捉蚊虫20 826只,种类包括淡色库蚊(Culex pipiens pallens)〔或致倦库蚊(Cx. pipiens quinquefasciatus)〕、白纹伊蚊(Aedes albopictus)、三带喙库蚊(Cx. tritaeniorhynchus)、中华按蚊(Anopheles sinensis)和常型曼蚊(Mansoniini uniformis)。根据优势度指数(D)计算公式:D=Nmax/N(其中Nmax为优势种的个体数;N为功能团全部物种的个体数),D>10%为优势种[7],结果显示淡色库蚊和白纹伊蚊为优势蚊种,构成比分别为71.8%和19.7%(D均>10%);三带喙库蚊为常见种(1%<D<10%);中华按蚊和常型曼蚊为偶见种(常型曼蚊1只,D<1%);其中,淡色库蚊平均密度达13.35只/(d·台)(表 1)。

将5个监测点、3个监测时段的蚊虫连续监测数据按月进行汇总分析。蚊虫数量的月分布资料进行以频数加权的Kruskal?Wallis H检验,结果显示不同蚊种的月份分布差异有统计学意义(χ2=187.923,P<0.01)。不同月份蚊虫种群密度比较,以淡色库蚊为参照,采用Wilcoxon秩和检验分析结果显示,白纹伊蚊密度除8月与淡色库蚊差异无统计学意义外(P>0.05),其余时间均显著低于淡色库蚊(P<0.05);三带喙库蚊和中华按蚊密度在4-11月均显著低于淡色库蚊(P<0.05)。季节分布,淡色库蚊高峰期分布于5-6月,密度分别达到19.93和28.19只/(d·台),白纹伊蚊和三带喙库蚊高峰期均在7月,密度分别为10.77和8.79只/(d·台)(表 1)。

表 1 上海市城区成蚊种群 2012年 4-11 月变化趋势 Table 1 Monthly trend of adult mosquito population dynamics
注:a. 成蚊密度单位:只( / d· 台); 计算公式:成蚊数量(只)(天数/·监测机器数),表示每台监测机器 1d监测到的平均成蚊数量; b. 蚊虫密度采用 Wilcoxon秩和检验,与淡色库蚊比较,P>0.05,与其他蚊虫比较,均 P<0.05; c. 合计中包含 1 只常型曼蚊,表中未列出。
2.2 不同监测时间段成蚊密度变化趋势分析

每天24 h监测分为3个时段,第Ⅰ时段(20:00至次日08:00)代表夜晚和凌晨,第Ⅱ时段(08:00-16:30)代表白天,第Ⅲ时段(16:30-20:00)代表傍晚。3个监测时段的蚊虫按月份汇总后结果显示,第Ⅰ时段成蚊数量远高于其他两个时段,该时段监测成蚊数量共计16 522只,占成蚊监测总量的79.33%。以时间(h)进行校正后,采用密度指标〔只/(h·台)〕进行比较,满足方差齐性基础上采用方差分析,结果显示3个时段成蚊密度差异有统计学意义,Dunnette t检验两两比较,第Ⅱ、 Ⅲ时段成蚊密度均显著低于第Ⅰ时段(P=0.000;P=0.001)。时间趋势方面,成蚊密度高峰出现在6、7月,10月出现一个次高峰,3个时段汇总后,6、7月的成蚊密度分别为1.24和1.44只/(h·台);第Ⅰ时段6、7月均为2.10只/(h·台)(表 2)。

表 2 上海市城区 3 个时间段的成蚊密度月变化趋势 Table 2 Monthly trend of adult mosquito density in 3 different time intervals
注: a. 4月从 21 日开始监测; b. 成蚊密度单位:只( / h·台); 计算公式:成蚊数量(只)(天数/·时段小时数·监测机器数),实际意义为每台监测机器单位小时内监测到的成蚊数量; 黑体数据表示成蚊密度>1.00只( / h·台)。
2.3 不同监测时间段成蚊种群动态分析

3个监测时段监测成蚊按照蚊种汇总,结果显示,第Ⅰ时段(即夜晚和凌晨)优势蚊种是淡色库蚊(构成比为78.14 %,D>10%);第Ⅱ时段(白天)优势蚊种是白纹伊蚊(构成比为65.70%);第Ⅲ时段(傍晚)优势蚊种是淡色库蚊(构成比为66.05%)。蚊种密度方面,白纹伊蚊第Ⅲ时段显著低于其他两个时段,即傍晚时段密度最低,且差异有统计学意义;淡色库蚊在白天、傍晚和晚上分别呈递增趋势,且3个时段差异有统计学意义,白天时段密度最低〔0.071只/(h·台)〕;三带喙库蚊和中华按蚊在3个时段的分布趋势与淡色库蚊相似,同样为白天时段密度最低,夜晚和凌晨时段密度最高(表 3)。

表 3 上海市城区 3 个时间段的成蚊种群分布 Table 3 Distribution of adult mosquito population in 3 different time intervals
注: a. 成蚊密度单位:只( / h· 台); 计算公式:成蚊数量(只)(天数 / · 时段小时数· 监测机器数),实际意义为每台监测机器单位小时内监测到的成蚊数量; b. 合计中包含 1 只常型曼蚊,表中未列出。
3 讨 论

本研究采用的成蚊监测方法为CO2机器诱捕法,通过模拟人工肺呼吸的原理,利用蚊虫对CO2的趋向习性对成蚊进行诱捕,科学、安全、高效[7, 8];通过连续性监测(224 d每天连续24 h监测)、分时段成蚊采样(3个不同时段),避免了时间上的空白期对监测结果的影响,结果可真实地反映上海市中心城区特定区域的成蚊侵害强度与种群活动规律。

3.1 成蚊种群季节变化特点及原因分析

本研究显示,上海市城区中心地带不同蚊种的月份分布差异有统计学意义,该现象与蚊虫的生态学习性以及上海地区的气候及环境有关,不同蚊种的季节分布因温度、降雨量和蚊虫的孳生习性不同而会产生差异。淡色库蚊为上海市城区的最优势蚊种,密度高峰出现在5-7月,最高峰出现在6月,曹晖等[7]在上海世博园区采用黑箱法和CO2诱捕法开展的研究也显示淡色库蚊最高峰均位于6月下旬,该高峰时间与部分文献记载有明显差异,徐承龙和姜志宽[9]记录淡色库蚊高峰分布于7-8月,也有文献记载淡色库蚊在长江流域一带8-9月达高峰[10]。原因分析,该差异可能与上海市城区的气候有关,陆宝麟[11]记载,淡色库蚊(或致倦库蚊)是典型的“洼地或地面污水孳生型”蚊虫,季节高峰往往在早夏和秋季,而最热的夏季密度反而降低,这种现象或/和孳生场所的迅速晒干有关;上海地区6月处于梅雨季节,连续的降雨非常有利于淡色库蚊的孳生和繁殖,梅雨季节后气温迅速上升,对淡色库蚊的孳生和繁殖造成不利影响;除气候因素外,笔者认为另外一个重要原因则与上海市的特有城市环境有关,上海市中心城区冬季空调房和大型地下车库较多,该类场所冬季气温较高,非常适合越冬蚊的生存,而且大型地下车库集水井在冬季依然会有蚊幼孳生,因此淡色库蚊在经过一个冬季后存活下来的数量较多,经过短暂的过渡,即可在数量上形成规模,因此造成5-6月淡色库蚊的高峰提前到来。

上海城区白纹伊蚊高峰集中于7-8月,甚至在8月超过了淡色库蚊成为最优势蚊种。白纹伊蚊是典型的“容器积水孳生型”蚊种,1962年王乾章[12]在上海、福州等地观察显示该蚊种季节高峰通常出现在雨季之中或其后期(7-9月),近年来在上海城区开展研究也显示白纹伊蚊密度峰值在7-8月[7],说明白纹伊蚊在上海地区的季节分布未发生显著变化。白纹伊蚊是我国登革热媒介之一,因此要在其高峰7-9月加强侵害监测、积极采取灭蚊措施,确保市民健康。

上海城区除上述两种优势蚊虫种群外,本研究中较明显的一个现象是三带喙库蚊比重的明显升高,整体构成比达到8.40%,相比2009年黑箱法和CO2诱捕法两种方法中三带喙库蚊0.5%和2.2%的构成比明显升高;该现象可能与环境变化所引起的三带喙库蚊环境适应性提高有关,在环境变化的压力下,三带喙库蚊逐渐在适应新的城市化环境,李春晓等[13]和高强等[14]先后在北京和上海中心城区发现三带喙库蚊幼虫的孳生。该现象提示伴随着近年来环境及气候变化所引起的三带喙库蚊在城区的大量增加,乙脑很可能成为危害城市居民安全的一大隐患,因此,除淡色库蚊和白纹伊蚊外,三带喙库蚊也应成为上海市城区的重点防治蚊种。

3.2 不同监测时段成蚊种群分布特点及原因分析

本研究发现,上海市中心城区蚊虫活动高峰集中于夜晚和清晨时段(20:00至次日08:00),该时间段内成蚊密度显著高于傍晚时间段(16:30-20:00),白天时间段(08:00-16:30)成蚊密度最低,该现象与蚊虫自身的叮刺活动节律有关,此外,该现象还受淡色库蚊优势蚊种的数量主导影响,本研究中淡色库蚊是最优势蚊种,其成蚊密度在夜晚及清晨、傍晚、白天时段分别呈递减趋势,且3个时段差异有统计学意义。

陆宝麟[11]记载,淡色库蚊(或致倦库蚊)夜晚活动,属黄昏型,即在黎明和黄昏有两个活动高峰,或仅出现一个黄昏高峰;白纹伊蚊叮刺活动在白昼和黄昏进行,根据多数室外的观察,通常在日出前后和日没前后各有一个叮刺高峰,并以后者为主。本研究中上海市城区的淡色库蚊成蚊活动的昼夜节律与上述记载有较大的偏离,高峰并未出现在黄昏,而是集中在夜晚和清晨;白纹伊蚊活动高峰时间分布由高到低为夜晚及清晨时段、白天时段和傍晚时段,但3个时间段成蚊密度差别不大,该现象同样与文献报道存在明显差异。分析原因,该差异可能为上海地区的城市环境等因素对成蚊活动周期造成影响;成蚊叮刺活动的昼夜节律除受内在因素控制外,同时受外界条件影响,主要是光的变化所激发,叮刺周环的出现与形式,不受温湿度变化的影响[11]。上海市中心城区夜间景观照明的设施与场所密集,包括建筑立面照明、道路照明、绿化照明、广告照明和标志照明等,该类照明不可避免会产生干扰性或过量的光辐射等城市光污染,该类光污染已被证实会对昆虫的行为模式造成影响,甚至会影响种群的生存[15]。璀璨多姿的“夜上海”是上海市繁华城市生活的一个缩影,人民广场区域作为上海市的“绿肺”,每到夜间就会出现大量的绿化照明,几乎随处可见绿色光源对树木照明产生的严重眩光和彩光污染;该区域同时紧邻中华商业第一街“南京东路”,南京东路东起外滩,西至人民广场,夜间霓虹闪烁、灯火辉煌;笔者认为上海市中心城区夜间的功能及景观照明可能对包括淡色库蚊在内的成蚊活动周期及叮刺周环造成了较大影响。

本研究中,上海市城区中心地带三带喙库蚊活动高峰与淡色库蚊相近,集中于夜晚和清晨时段,其次是傍晚时段,白天最低。该现象与陆宝麟[11]记载相似,三带喙库蚊全夜维持一定的活动水平,通常在午夜前(21:00-22:00)有一活动高峰,但其活动可随日落时间的提早而前移;另外,在黎明(04:00)也可有一个次高峰,或除有午夜高峰外,还发现有黄昏和黎明前两个次高峰;但也有与本研究不同的报道,张金桐等于1985年进行的通宵观察表明,三带喙库蚊是典型的黄昏型活动蚊种,一般只在日落后1 h有一个叮刺高峰[11]。分析原因为研究中所处的不同区域和环境类型可能造成三带喙库蚊活动的不同昼夜节律特点。

本研究中,共捕捉33只中华按蚊,其中29只集中于夜晚和清晨时段,中华按蚊成蚊偏吸畜血,兼吸人血,吸血活动属黄昏型,高峰见于日没后1.0~2.5 h之间[11]

黄浦区作为上海市的政治、经济、旅游、商贸、文化中心,输入型的蚊媒传染病对该区域的威胁正在逐步上升;同时,黄浦区由于其位置和功能的特殊性导致了其人口学特征的复杂性,人口数量多、流动大、构成复杂、密度高的特点使得该区一旦出现输入型蚊媒传染病,在蚊虫密度较高的情况下将会迅速造成大范围的流行传播,因此,中心城区蚊虫侵害防控工作依然任重而道远。

参考文献
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