东洞庭湖区水位和气候因素对日本血吸虫中间宿主钉螺分布的影响及其孳生地探测

论文摘要

血吸虫病是严重威胁我国南方居民健康和生活状况的寄生虫病之一,目前主要在以湖沼型流行区为主的安徽、湖北、湖南、江西和江苏五省和以山区型流行区为主的云南和四川两省流行。近年来,由于气候变化、三峡建坝和退耕还湖等因素及洪涝和干旱等自然灾害的影响,长江中下游的水位、气候及环境因素等都发生了相应的变化,直接影响着湖沼地区钉螺的孳生与分布。本文选择东洞庭湖区的典型钉螺孳生地为现场,探索水位和气候因素变化对血吸虫中间宿主钉螺种群分布的影响,借助卫星遥感影像,结合气象、水文及现场调查资料建立地理信息系统数据库,进而探测东洞庭湖区的潜在钉螺孳生地,为钉螺控制措施的制定和实施,血吸虫病传播阻断及人群健康促进提供理论依据。整个研究分为3部分：第一部分东洞庭湖区水位变化对钉螺消长的影响目的探索东洞庭湖区水位变化对钉螺消长的影响及其规律,为钉螺的有效控制和预测提供指导依据。方法选择湖南省岳阳市长江村垸外的一块典型钉螺孳生地为现场,收集2001年至2009年间的水位资料和螺情资料,包括平均水位、最高水位和最低水位及活螺密度、阳性螺密度、有螺框出现率和阳性螺框出现率等。描述水位指标和螺情指标的时间分布变化,分别用简单模型和广义相加模型（GAM）对水位指标与螺情指标之间的关系进行单变量拟合。结果当年的平均水位和现场水淹天数对活螺密度的影响均有统计学意义（p<0.01）,表现为二次曲线关系,活螺密度在平均水位为25.0m,水淹天数为120天时最低。当年的平均水位和上一年的现场水淹天数对阳性螺密度和阳性螺框出现率的影响均有统计学意义（p<0.001）,表现为二次曲线或三次及更复杂分段样曲线关系；对有螺框出现率的影响均有统计学意义（p≈0.05）,表现为二次曲线关系。阳性螺密度和阳性螺框出现率在平均水位为25.0m,上一年水淹天数为110天时最低,而有螺框出现率在平均水位为25.0m,上一年水淹天数为160天时最低。结论水位高低和水淹天数长短直接影响着钉螺的消长。水位变化对钉螺消长的影响主要表现为非线性的光滑函数关系。水淹天数很可能对有螺框出现率、阳性螺密度和阳性螺框出现率的影响存在滞后效应。可以推测,平均水位在24.0m,洲滩水淹天数为3个月时,活螺密度保持较高水平。相对于简单回归模型,用GAM拟合水位变化对钉螺消长的影响可能更贴近实际而便于解释,也更容易发现两者之间的潜在关系和规律。第二部分东洞庭湖区气候因素对钉螺分布的影响目的探索东洞庭湖区水位及气候因素对钉螺分布的影响,为钉螺控制和人群健康保护提供理论支持。方法选取东洞庭湖区的一块典型钉螺孳生地,收集相应的水位及气候因素变量：温度、湿度、降雨量及日照时数和螺情指标资料,结合因子分析法和广义相加模型（GAM）拟合来研究各气候因素的综合作用（当前效应或滞后效应）对钉螺分布的影响。结果温度、降雨量、湿度、日照时数与水位变量彼此之间存在不同程度的联系,水位与水淹天数同钉螺密度之间均表现出较强的相关性及明显的滞后效应。钉螺密度存在明显的季节效应,表现出双峰值,在春末和初秋阶段呈现高密度值,在冬季处于低密度水平。利用因子分析法从水位和各气候因素中提取了两个公因子：一般环境适宜指数和环境湿度指数。GAM拟合的光滑样条效应图表明环境适宜指数对钉螺密度存在正向的线性效应和三次曲线样非参数效应,当指数值绝对值处于较高（>1）或较低（0值附近）水平时,钉螺密度减低,当指数值绝对值处于适中水平（0-1）时,钉螺密度升高；环境湿度指数对钉螺密度仅表现为二次曲线样非参数效应,当指数值绝对值处于0-1之间时,钉螺密度升高,当指数值绝对值大于1时,钉螺密度下降。但是,湿度指数相对于适宜指数而言,具有更加明显的影响。结论水位和气候因素的综合效应可以分解为一般环境适宜指数和环境湿度指数,前者决定大环境是否适合钉螺的孳生,后者决定钉螺的繁殖和生存状态。在整体大环境适宜的东洞庭湖区钉螺孳生地,环境适宜指数对钉螺密度仅仅表现出微弱的季节效应,引起钉螺密度的平缓变化,其变异主要是由湿度和降雨量决定的湿度指数影响。本次研究结果可为湖区钉螺控制和血吸虫病传播阻断的措施制定提供支持,但尚需后续研究从理论和实际上进行证实。第三部分东洞庭湖区洲滩潜在钉螺孳生地的探测目的利用中巴资源卫星02B（China-Brazil Earth Resources Satellite-02B, CBERS-02B）卫星CCD影像,结合遥感（RS）与地理信息系统（GIS）相关技术,快速确定东洞庭湖区洲滩的潜在钉螺孳生地。方法结合湖区钉螺适宜孳生地的两个典型特征：“冬陆夏水”的季节性淹水和“无草不见螺”,利用东洞庭湖区典型丰水期和枯水期的遥感图像,采用遥感影像处理技术分别计算出“冬陆夏水”区域和有植被覆盖区域,再将两区域叠加确定钉螺孳生地。最后与有螺洲滩地理信息点资料进行空间叠加对比验证确定预测方法的准确性和可靠性。结果在东洞庭湖区,以NDWI>0.01确定“冬陆夏水”区域,以NDVI>0.36确定有植被覆盖区域,两区域叠加即为潜在的钉螺孳生地区域。该区域与有螺点空间资料的叠加对比验证显示符合率高达93.55%,提示预测结果良好。结论CBERS-02B卫星影像对于东洞庭湖区洲滩钉螺孳生地的探测具有很好的实用性,可以发现有螺区域的分布特征和变化趋势。钉螺指数法（判别式1和2）适合用于所有湖沼地区洲滩钉螺孳生地的探测,能够为钉螺控制工作提供指导。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 1.研究背景
• 2.研究目的和意义
• 3.研究内容及技术路线
• 第一部分 东洞庭湖区水位变化对钉螺消长的影响
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 第二部分 东洞庭湖区气候因素对钉螺分布的影响
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 第三部分 东洞庭湖区洲滩潜在钉螺孳生地的探测
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 研究总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 综述
• 参考文献
• 附录二 东洞庭湖区典型丰水期和枯水期遥感图片
• 附录三 硕士研究生期间发表的论文