基于GIS的小地域生態(tài)環(huán)境內(nèi)HFRS病毒與宿主鼠類之間時(shí)空關(guān)系的研究.pdf

1、HFRS疫源地性質(zhì)類型的空間異質(zhì)性具有空間尺度依賴性，空間尺度不同其空間異質(zhì)性特征不同。由于其以往研究所采用的空間尺度不夠細(xì)化，不能搞清微小生態(tài)環(huán)境內(nèi)的HFRS病原體與宿主鼠類間的時(shí)空流行病學(xué)和生態(tài)學(xué)聯(lián)系，因而不能有效的指導(dǎo)HFRS疫點(diǎn)范圍的劃定以及疫點(diǎn)內(nèi)采取以滅鼠與疫苗接種為主的預(yù)防干預(yù)措施。為此，本研究從多學(xué)科交叉入手，將空間流行病學(xué)、群落生態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、空間信息統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科的理論方法有機(jī)結(jié)合，以GIS為空間數(shù)據(jù)管理

2、分析平臺(tái)，在微小尺度上(以戶為空間尺度單位)，圈定山東省莒南縣兩個(gè)試驗(yàn)疫區(qū)(約6×6km)，采用縱向監(jiān)測(cè)方法，于2006年2月-2007年1月在試驗(yàn)疫區(qū)進(jìn)行HFRS宿主動(dòng)物和病原學(xué)監(jiān)測(cè)。深入分析試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)宿主動(dòng)物及其寄生螨類的種群結(jié)構(gòu)和生態(tài)位特征，以闡明試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)HFRs病毒與宿主鼠類之間的時(shí)空動(dòng)態(tài)關(guān)系。 (一)主要研究結(jié)果： 1、HFRS的宿主鼠類生態(tài)特征 宿主動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)因地理生態(tài)環(huán)境的不同具有一定差異，試

3、驗(yàn)疫區(qū)各自然村內(nèi)以褐家鼠和小家鼠為優(yōu)勢(shì)鼠種，二者在生態(tài)位占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)地位。宿主鼠類的生態(tài)學(xué)特征表現(xiàn)為：①不同試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)宿主鼠類的群落存在一定差異；②不同自然村內(nèi)的宿主鼠種群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)分布差異較大；③小家鼠和褐家鼠的空間、時(shí)間生態(tài)位寬度均很高，褐家鼠和小家鼠的空間、時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)最大；④由于自然條件、地理因素的影響，兩試驗(yàn)疫區(qū)的宿主鼠類群落多樣性指數(shù)、生態(tài)位重疊指數(shù)存在一定的差異，宿主鼠生態(tài)狀況存在不同；⑤各鼠種之間的食物生態(tài)位重疊

4、指數(shù)均很高；各鼠種之間的生殖生態(tài)位重疊指數(shù)均很高。 2、小地域生態(tài)環(huán)境內(nèi)宿主鼠類分布特征 從試驗(yàn)疫區(qū)整體看，兩試驗(yàn)疫區(qū)第一優(yōu)勢(shì)鼠種均為小家鼠，第二優(yōu)勢(shì)鼠種均為褐家鼠。 (1)第一試驗(yàn)疫區(qū)，各自然村鼠密度基本相同，但它們的主要鼠種構(gòu)成卻各有特點(diǎn)，西蘭敦、東蘭敦、曲流河和大山前4個(gè)自然村的鼠種構(gòu)成相似，均以褐家鼠為主，小家鼠次之，其中，西蘭敦和東蘭敦鼠種構(gòu)成中黑線姬鼠也占有較大比重；后良店、東良店和尤莊子3個(gè)自然村的

5、鼠種構(gòu)成相似，均以小家鼠為主，褐家鼠次之，且其它鼠種所占比例很小。 (2)第二試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)，各自然村鼠密度也相差不大，但普遍明顯低于第一試驗(yàn)疫區(qū)，各自然村的鼠種構(gòu)成也相似，均以褐家鼠及小家鼠為主，其中，洼子和中店頭的主要鼠種構(gòu)成以小家鼠為主，褐家鼠次之；西店頭以褐家鼠為主，小家鼠次之，其它鼠種所占比例很小。 3、小地域范圍內(nèi)鼠密度的季節(jié)消長(zhǎng) 試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)鼠密度具有明顯的季節(jié)性特征，春(3-5月)、秋初(11月)、冬(

6、12-2月)季密度高，夏(6-8月)、秋(9-10月)季密度低。反映了鼠類遷徙的季節(jié)分布特征：6-10月份室內(nèi)密度最低，此期間內(nèi)鼠類由室內(nèi)向野外遷移，自11月份隨著氣候變冷，野外食物短缺，鼠類向室內(nèi)回遷，因此11月份至次年5月份室內(nèi)鼠密度較高。 4、影響宿主鼠類滋生的生態(tài)因子 本研究采用負(fù)二項(xiàng)回歸方法探討以戶為單位宿主鼠類的聚集性以及影響聚集性的生態(tài)因子。發(fā)現(xiàn)造成宿主鼠類聚集分布的主要影響因素有以戶為單位實(shí)施經(jīng)常性滅鼠、

7、水泥防鼠地板、庭院內(nèi)禽畜放養(yǎng)、糧倉防鼠措施、雜物衣物食物混放等。其中，居民戶自家實(shí)施經(jīng)常性滅鼠、設(shè)水泥防鼠地板和實(shí)施糧倉防鼠措施是降低鼠密度的有效因素，而庭院內(nèi)禽畜放養(yǎng)和雜物衣物食物混放是增加鼠類滋生的主要因素。 5、宿主鼠類的寄生螨類分布特征 從整個(gè)試驗(yàn)疫區(qū)看，褐家鼠雖然在捕獲數(shù)量上低于小家鼠，但感染螨類的褐家鼠數(shù)量上卻明顯高于小家鼠；寄生革螨數(shù)量明顯高于其他螨類。對(duì)各自然村螨類寄生情況逐一進(jìn)行研究表明，雖然各自然村情

8、況略有不同，但得出的結(jié)果與試驗(yàn)疫區(qū)整體情況相似：革螨是試驗(yàn)疫區(qū)宿主動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)寄生螨類，褐家鼠是螨類主要寄宿鼠類。 6、宿主鼠類帶毒、感染特征 試驗(yàn)疫區(qū)室內(nèi)主要宿主為褐家鼠、小家鼠，雖然小家鼠在數(shù)量上多于褐家鼠、但褐家鼠帶毒率明顯高于小家鼠。 (1)在一、二試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)所捕獲鼠類中均存在少量黑線姬鼠帶毒的情況。 (2)在第一試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)雖然鼠密度不高，但是鼠帶毒率高，所以試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)仍存在HFRS爆發(fā)的條件。

9、 (3)試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)宿主鼠類帶毒率也呈明顯的季節(jié)性波動(dòng)，2月、5月、9～10月、12月的帶毒率較高。 (4)褐家鼠和小家鼠不同性別、年齡間的帶毒率、感染率均不存在差異。 7、宿主動(dòng)物的空間流行病學(xué)特征 在GIS框架內(nèi)，采用點(diǎn)格局分析方法，對(duì)全部捕獲的宿主鼠類進(jìn)行空間自相關(guān)聚集分析和空間“熱點(diǎn)”分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)： (1)在第一試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)：①宿主鼠類的第一聚集區(qū)的平均半徑為4.29米；最強(qiáng)聚集區(qū)的平均半徑為1

10、4.43米；最大聚集區(qū)的平均半徑為86.26米。各村聚集“熱點(diǎn)”數(shù)差別較大，其一階波動(dòng)范圍為3-8個(gè)，二階波動(dòng)范圍為0-1個(gè)。②小家鼠的第一聚集區(qū)的平均半徑為4.86米；最強(qiáng)聚集區(qū)的平均半徑為21.14米；最大聚集區(qū)的平均半徑為92.57米。各村聚集“熱點(diǎn)”數(shù)差別較大，其一階波動(dòng)范圍為1-12個(gè)，二階波動(dòng)范圍為0-2個(gè)。③褐家鼠的第一聚集區(qū)的平均半徑為5.00米；最強(qiáng)聚集區(qū)的平均半徑為32.71米；最大聚集區(qū)的平均半徑為93.86米。各

11、村聚集“熱點(diǎn)"數(shù)差別較大，其一階波動(dòng)范圍為3-11個(gè)，無二階聚集“熱點(diǎn)”。 (2)在第二試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)：①宿主鼠類的第一聚集區(qū)的平均半徑為3.30米；最強(qiáng)聚集區(qū)的平均半徑為13.67米；最大聚集區(qū)的平均半徑為83.00米。各村聚集“熱點(diǎn)”數(shù)差別較大，其一階波動(dòng)范圍為3-7個(gè)，二階波動(dòng)范圍為0-1個(gè)。②小家鼠的第一聚集區(qū)的平均半徑為3.67米；最強(qiáng)聚集區(qū)的平均半徑為21.00米；最大聚集區(qū)的平均半徑為79.67米。各村聚集“熱點(diǎn)"數(shù)差

12、別較大，其一階波動(dòng)范圍為2-5個(gè)，二階波動(dòng)范圍為0-1個(gè)。③褐家鼠的第一聚集區(qū)的平均半徑為3.67米；最強(qiáng)聚集區(qū)的平均半徑為14.00米；最大聚集區(qū)的平均半徑為68.33米。各村聚集“熱點(diǎn)"數(shù)差別較小，其一階波動(dòng)范圍為2-4個(gè)，無二階聚集“熱點(diǎn)”。 (3)最近鄰空間系統(tǒng)聚類“熱點(diǎn)”分析發(fā)現(xiàn)，各自然村中的宿主鼠類均存在明顯的空間聚集“熱點(diǎn)”。 8、病毒序列的分析揭示了宿主動(dòng)物的活動(dòng)軌跡 用系統(tǒng)進(jìn)化樹和最小生成樹的方

13、法描述分析了不同宿主鼠類所攜帶的SEO病毒株之間的空間關(guān)系，發(fā)現(xiàn)： (1)各自然村之間的SEO病毒具有相對(duì)獨(dú)立性。 (2)各自然村間周邊接壤地區(qū)宿主鼠類所攜帶的SEO病毒具有一定同質(zhì)性。 (3)HFRS病毒在試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)出一定的空間結(jié)構(gòu)性。 (4)同一自然村內(nèi)的宿主鼠類所攜帶的病毒也呈現(xiàn)出一定的空間結(jié)構(gòu)性和空間異質(zhì)性。例如，在第一試驗(yàn)區(qū)大山前村內(nèi)，部分宿主鼠類所攜帶病毒，構(gòu)成明顯的傳播軌跡。 二

14、、主要研究結(jié)論: 1、試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)的宿主鼠類的生態(tài)位特征 (1)宿主動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)因各自然村內(nèi)的地理生態(tài)環(huán)境的不同而具有一定差異，但褐家鼠和小家鼠始終為各自然村內(nèi)的優(yōu)勢(shì)鼠種。 (2)不同微生態(tài)環(huán)境內(nèi)宿主鼠類的時(shí)間生態(tài)位、空間生態(tài)位、食物生態(tài)位、生殖生態(tài)位各有特點(diǎn)，提示在微小空間尺度上HFRS宿主動(dòng)物的生態(tài)學(xué)種群結(jié)構(gòu)仍十分復(fù)雜。 2、試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)的宿主鼠類的分布特征及其影響因素 在微小生態(tài)環(huán)境內(nèi)，宿主鼠

15、類的鼠密度具有明顯的季節(jié)變動(dòng)性，空間分布呈現(xiàn)聚集特征，居民戶自家實(shí)施經(jīng)常性滅鼠、設(shè)水泥防鼠地板和實(shí)施糧倉防鼠措施是降低鼠密度的主要因素，而庭院內(nèi)禽畜放養(yǎng)和雜物衣物食物混放是增加鼠類滋生的主要因素。 3、試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)的宿主鼠類寄生螨類感染特征 革螨是試驗(yàn)疫區(qū)宿主動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)寄生螨類，褐家鼠是螨類主要寄生鼠類。 4、試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)的宿主鼠類HFRS病毒感染特征 在試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)，宿主鼠類的密度雖然很低，但其帶毒率卻很高，

16、且褐家鼠帶毒率明顯高于小家鼠。雖然各自然村內(nèi)的宿主鼠類的構(gòu)成差別很大，但各自然村各鼠種之間帶毒率的性別、年齡、季節(jié)分布特征基本一致。 5、試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)的宿主鼠類空間流行病學(xué)特征 在微小的地域環(huán)境內(nèi)，宿主鼠類最初聚集范圍均與居民居室范圍相當(dāng)，最強(qiáng)的聚集區(qū)集中在1-2戶居民的范圍，最大聚集區(qū)在約80m的范圍。試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)各自然村的聚集“熱點(diǎn)”數(shù)差別較大。 6、帶病毒宿主動(dòng)物的空間生態(tài)學(xué)和空間流行病學(xué)特征 (1)各

17、自然村之間的SEO病毒間流行病學(xué)聯(lián)系不明顯。 (2)各自然村間周邊接壤地區(qū)宿主鼠類所攜帶的SEO病毒具有一定同質(zhì)性，提示鼠類可能由于在遷徙到野外的過程中相互接觸感染了病毒，在向室內(nèi)回遷的過程中又把病毒帶回村內(nèi)。 (3)HFRS病毒在試驗(yàn)疫區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)出一定的空間結(jié)構(gòu)性，說明在自然村之間可能存在某些生態(tài)學(xué)屏障。 (4)同一自然村內(nèi)的宿主鼠類所攜帶的病毒也呈現(xiàn)出一定的空間結(jié)構(gòu)性和空間異質(zhì)性。例如，在第一試驗(yàn)區(qū)大山前村內(nèi)，