中国公共卫生  2008, Vol. 24 Issue (1): 32-34   PDF    
蚊虫群落与环境因素关系的地理信息系统分析
刘美德1, 王学忠2, 赵彤言1, 杜尊伟2, 董言德1, 李菊昇2, 朱礼华1, 陆宝麟1     
1. 军事医学科学院微生物流行病研究所病原微生物安全国家重点实验室, 北京 100071;
2. 云南寄生虫病防治所
摘要目的 研究云南省南部地区的新移民村建设对蚊虫群落动态的影响。 方法 应用地理信息系统(GIS)分析云南省南部地区2个自然村中蚊虫群落与相关环境因子的关系。 结果 水稻田面积对于样点蚊虫群落最具有影响力, 水稻田面积与蚊虫群落的种类数量、个体数、多样性、优势度均有统计学上的相关关系; 居民点距离水稻田的距离也与居民点中蚊虫群落的均匀度呈正相关, 而居民点距离河流距离与居民点中蚊虫群落的种类数量则呈负相关。 结论 在云南省南部地区进行的新村镇建设过程中, 相关开发措施带来的环境因素的改变, 会引起原来环境中的蚊虫群落的相应变化。
关键词蚊虫     群落     虫媒病     环境因子     地理信息系统(GIS)    
Analysis on relationship between mosquitoes community and environment factors
LIU Mei-de, WANG Xue-zhong, ZHAO Tong-yan, et al     
Beijing Institute of Microbiology of Epidemiology, State Key Laboratory of Pathogen and Biosecurity Beijing 100071, China
Abstract: Objective To study the affection of the migration village building on local mosquito community in sout hern part of Yunnan province. Methods Two village were taken as the research objects, and GIS was adopted to study the relationship between the mosquitoes community environment factors in two villages of sout hern part of Yunnan province. Results Rice field was the most affection factors on mosquitoes community.Among those environment factors, the mosquitoes species number, number of the mosquitoes community, the diversity index, and the dominant index were all related to the rice filed area around the sample sites.The distance of the sample sites to the rice field was positive related to the evenness index of the mosquitoes community and the distance of the sample sites to the river was negative relative to the species number of the mosquito community in sample sites. Conclusion In the process of new migration villages building, the alteration of the environment which was derived from village building would lead to fluctuating of the local mosquito's community.
Key words: mosquito     community     vecton-transmitted diseases     environment factor, GIS    

蚊虫是疟疾、乙脑、登革热等虫媒病的传播媒介,蚊虫群落的变化对于虫媒病流行态势有重要影响。地理信息系统(GIS)具有很强的空间查询、分析和综合处理能力;遥感(RS)技术能实时高效地获取大面积的区域信息;全球卫星定位系统(GPS)能快速地给出目标的位置;而三者有机结合形成一个多功能的综合技术系统,能快速分析某一特定区域生态环境信息,并为生态环境与虫媒传染病发生与环境关系的研究提供技术支持。为了解在西部大开发计划中云南省南部地区的新移民村建设对于蚊虫传播虫媒病的影响,本研究应用GIS对云南省南部地区2个自然村中蚊虫群落与相关环境因子的关系进行分析,并对西部开发计划新村镇建设过程中虫媒病暴发的可能性及预防措施进行探讨。现将结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 卫星图片

美国快鸟(Quickbird)卫星图片由中国科学院中国卫星地面站订购,并由Quickbird卫星编程,于2004年10月30日拍摄完成。

1.1.2 分析应用软件及工具

ERDAS 8.5;遥感分析软件;ArcInfor 8.0地理信息系统软件。MAGELLAN-320定位仪GPS。

1.1.3 观察区概况

观察区位于云南省西双版纳最南端的勐腊县磨憨镇磨龙村公所的2个自然村。2个村均属热带雨林气候,高温多雨,年平均最高/最低气温分别为28.9和17.9℃,气温年平均气温22.0℃,年降雨1894.8mm。年平均相对湿度84%。

1.2 方法 1.2.1 观测地的全球定位系统(GPS)

定位主要是应用MAGELLAN-320GPS定位仪对观测地的2个村庄、相关的地面地形标志物(如对微小按蚊滋生至为关键的河流)、各诱蚊观测点进行卫星定位,达到对观测地区域的卫星图片准确获取,也保证在遥感技术(RS)及GIS分析中对观测地环境因素进行准确提取。

1.2.2 蚊虫采集

蚊虫采集使用诱蚊灯(美国John W.Hock),在2个村居民点内设置总共16个诱蚊观测点,每晚17:00挂灯,次日7:00收灯,诱蚊时间为6~10月,将收集到的蚊虫毒死后带回实验室分类鉴定。

1.2.3 观测地的遥感技术分析

依照GPS分析结果,根据Quickbird卫星图片,利用ERDAS(8.5)生成观测地的高分辨率符合人眼观察习惯的自然色高分辨率卫星图片;在GIS(Arclnfor8.0)中把ERDAS遥感分析生成的观测地自然色高分辨率卫星图片作为底图,在此底图上利用GPS数据把各诱蚊观测点、重要河流、及相关地面标志物进行标识。

1.2.4 观测地滋生环境因素的GIS研究

利用GIS数据库结合诱蚊结果建立各观测点数据库,以在以后工作中对蚊虫发生情况进行直观的显示,并对发生情况分析。结合2种按蚊滋生的生态生理习性,通过GIS软件获取以下地理环境因素数据:灯点平方公里缓冲区内水稻田面积(KFA)、灯点离河流最近空间水平距离(DTR)、灯点离水稻田最近空间水平距离(DTF)、挂灯点平方公里内河流长度(KRL)。

1.2.5 灯下蚊虫群落组成及多样性分析

多样性Shannon-Wiener指数:H'=- PilnPi;均匀度Pielou指数:J=H'/lns;群落优势度Simpson指数:C=(ni/N)2。公式中:H'为物种多样性指数,Pi=ni/N,ni为每一物种的个体数,N为总的个体数。

1.2.6 地理环境因素与诱蚊灯下2种媒介蚊虫种群的相关分析

运用SPSS 13.0统计软件,结合蚊虫群落与环境因素数据库,对蚊虫群落与相关地理环境因素进行相关分析及线性模型回归。

2 结果 2.1 观测点地理环境因素与蚊虫群落调查(表 1表 2)
表 1 观测点相关环境因素

表 2 观测点全年蚊虫群落特征

2.2 样点环境因子与蚊虫群落相关分析(表 3)
表 3 观测点环境因子与蚊虫群落相关分析

2.2.1 与样点蚊虫群落蚊虫种类数相关的环境因素

影响样点蚊虫群落蚊虫种类数量相关的环境因素主要是KFA与DTR,其中KFA与之与正相关;而DTR与之呈负相关,三者可建立如下线性模型:蚊虫种类数量=9.72+5.14×10-5×KFA-0.032×DTR。

2.2.2 与样点蚊虫群落蚊虫数量相关的环境因素

只有KFA,KFA与样点群落蚊虫数量呈正相关二者有如下线性关系:蚊虫数量=0.3×10-3×KFA-1631.85。

2.2.3 与样点蚊虫群落蚊虫多样性指数相关的环境因素

只有KFA,KFA与样点群落蚊虫多样性指数呈正相关。二者有如下线性关系。多样性指数=2.71×10-6×KFA+0.12。

2.2.4 与样点蚊虫群落蚊虫均匀度指数相关的环境因素

将3种环境因子与样点蚊虫群落的均匀度指数进行多元逐步变量筛选回归分析,发现影响样点蚊虫群落均匀度环境因素主要是DTF,KFA与群落蚊虫均匀度指数呈正相关,二者有如下线性关系:均匀度指数=7.11×10-4×DTF+0.66。

2.2.5 与样点蚊虫群落蚊虫优势度指数相关的环境因素

只有KFA,KFA与样点群落蚊虫优势度指数负相关,二者有如下线性关系:优势度指数=0.801-1.97×10-4×KFA。

3 讨论

虫媒传染病的流行是在特定的环境条件下由媒介传播病原体而引起的,媒介作为生态环境的组成部分,其发生的时空分布及发生程度与其生存的生态环境紧密相联。研究该环境与媒介发生的关系,可以为制定虫媒传染病的防控措施提供科学依据。GIS技术由于其对地物可以连续地、大范围地、准确清晰实施监测,并有强大的空间分析功能,所以被广泛地应用于生态环境与虫媒病发生关系研究中[1, 2]

在云南省南部边境地区开展的西部大开发计划中新移民村镇建设中,农业开发与水利建设都有可能造成蚊虫群落变化,引起相关虫媒病流行的波动[3-7]。提示在云南省南部地区的新村镇开发过程中,应密切监测相关环境因素的变化,并对环境开发造成的蚊虫群落变化情况进行调查,对开发中可能的虫媒病暴发和流行的危险进行分析,及时采取干预措施,保证开发行动的顺利进行[8-11]。本研究通过GPS准确定位及选择适当的卫星遥感资料,经过适当的计算机处理以后可以达到对有关地理环境因素准确分辨及定量,并对采样地蚊虫群落与相关因素的关系进行分析,克服了在以往生态研究中对大范围的生态环境分析时的费时、费力、分析结果不直观等缺点。而且高分辨率卫星资料的使用也使对社区、小城镇、村庄等小范围内的蚊虫群落与环境关系的分析提供了便捷。

参考文献
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