关于鼠疫的自然环境论文范文

1自然环境因素与鼠疫的关系

1．1气候因子与鼠疫

气候因子是导致鼠疫从沉寂到激活转变的关键因素，几乎每次鼠疫的爆发和流行都与气候变化密切相关。许多学者主要探讨温度、降水、日照及其衍生指标与鼠疫的关系，研究表明，温度、降水、日照等气候因子影响着鼠疫宿主及媒介蚤的行为、繁殖及其数量。

1．1．1温度

温度对鼠疫宿主特别是鼠类的影响，首先表现在对鼠体温的影响，温度适宜时，发育、繁殖正常，温度不适宜时，发育迟缓，成熟较晚，受孕率较低，且后代可能不育。褐家鼠可在－10～－20℃的冷库中营巢繁殖，但这样的温度条件对板齿鼠的发育及繁殖是不利的。而黄鼠适于在20～30℃活动，气温高于30℃或低于10℃活动强度显著减弱。此外，温度直接影响着媒介(蚤)传播鼠疫的途径，进而影响鼠疫的流行。由于蚤属于冷血性节肢动物，除对环境温度敏感外，与宿主本身的温度也有所差别，因此，鼠疫菌能否在蚤－宿主间传播，主要依赖于菌、蚤对不同环境温度的适应能力，而不单一依赖于蚤菌栓的最适温度。蚤类与菌栓的最适生存温度共同决定着鼠疫菌的繁殖能力。Perry等证实菌栓形成的功能性hms基因座复合物最适温度约是20～26℃，温度升高，蚤形成菌栓的能力降低，当温度达到30℃时，菌栓形成停止。另外，环境温度与蚤的媒介能力关系极大，蚤活动最适温度为23．5℃，研究显示，夏季最高日温与美国西南地区人类鼠疫发病频率相关，即夏季最高日温大于下限阈值的天数与人类鼠疫发病频率呈现正相关，反之，夏季最高日温大于上限阈值的天数与人类鼠疫发病频率呈现负相关，显然高温会影响蚤形成菌栓以及保持传染的能力，高温时间持续的越长，天气也越干燥，蚤类越不容易生存，从而减少对人类的传播。值得注意的是，虽然高温和低湿与蚤生存率负相关，但湿度超过90%可能导致幼蚤感染致病性真菌，正如鼠疫在热带地区的湿热低地局部流行那样，鼠疫仅在某些重要环境因素的特定界值范围内发生。

1．1．2降水

降水是促进鼠疫流行的一个重要环境因素。研究显示，降水量与干旱区啮齿类动物、人类鼠疫传播存在正相关，即降水量增多会导致鼠疫传播的风险加大，例如美国的西部和中亚。Parmenter等分析了三个时空范围近半个世纪发生的211例人间鼠疫与降水的关系，发现新墨西哥州冬季降水与人间鼠疫发生率正相关。Enscore等对亚利桑那和新墨西哥两个毗邻州的研究也支持这一结论。潜在的机制可能涉及“营养级联假说”，即降雨能促进植物生长和昆虫繁殖，增加啮齿类动物的食物利用度，加快啮齿类动物繁殖，进而达到阈值爆发鼠疫。尽管在相对干燥的暖温带，研究多支持“营养级联假说”，但Brown等认为单一的“营养级联假说”解释降水与啮齿类丰度的关系过于片面化，因为他们在沙漠的一项长期研究并未发现降水与啮齿类丰度具有相关性。同样，湿热地区的研究结果也不能用“营养级联假说”解释，中国云南地区降水量的增加与鼠疫的发生呈现负相关，Stenseth等也发现哈萨克斯坦夏季降水增加会导致秋季沙鼠鼠疫的流行，但降水过多则抑制了鼠疫的流行。由此可见，鼠疫的发生不仅与降水有关，而且还可能与疫源地的其他环境特征有关。

1．1．3日照

日照既有昼夜的变化，又有季节的变化，也对鼠类产生显著的影响。昼夜光线的变化影响到鼠类的活动时间。昼行鼠在天亮活动，天黑时停止，如黄鼠、花鼠等;夜行鼠反之，如子午沙鼠、鼢鼠等。光是外界环境对鼠类刺激的重要信号之一。除了极少穴居地下鼠类外，其余各种鼠都需要某种强度的自然光。光的昼夜和季节性的变化影响到鼠的繁殖、换毛、蛰眠和迁移等，特别是对鼠类生殖腺的发育、怀孕期和繁殖过程等周期性现象更具意义。日照通过眼和脑影响脑下垂体，刺激垂体前叶分泌，促使生殖器官发育，使雌性发情和排卵，完成性周期。若在此过程缺乏光信号，鼠类就不可能实现生殖;假使在繁殖季节给予适量的额外的光照，则能促使鼠类即便在寒冷无光的季节也能快速繁殖。因而，不同鼠疫疫源地内啮齿动物鼠疫流行与季节变动相适应，冬眠鼠类黄鼠、旱獭鼠疫疫源地人间鼠疫流行高峰为7～9月;长爪沙鼠疫源地人间鼠疫一年四季都可发生，但以4～5月为第一高峰，10～11月为第二高峰。南方黄胸鼠疫源地全年均可能有病例发生，但气候不同，流行高峰也不一致。

1．2地理景观因子

地理景观因子对鼠疫的影响主要表现在海拔、纬度、植被、土壤以及地形地势等方面。李海荣等通过聚类分析表明，我国的鼠疫疫源地就形成环境可分为3类:(1)西部高海拔早獭、田鼠鼠疫疫源地，包括喜玛拉雅旱獭鼠疫疫源地等4类鼠疫疫源地。该区疫源地主要分布在海拔3000～5000m的起伏山地，植被类型以高寒草甸、草原为主，土壤类型为高山、亚高山草甸草原土，并形成高Ca的弱淋积的化学地理景观。(2)北部中高海拔沙鼠、田鼠及黄鼠疫源地。包括达乌尔黄鼠疫源地、沙鼠疫源地及布氏田鼠疫源地。该区海拔500～3000m，疫源地分布在低海拔平原和中海拔山地，植被类型以温带草甸、温带丛生禾草草原、温带矮禾草及矮半灌木等为主，土壤类型大多为栗钙土、棕钙土及黑钙上等钙质土壤为主，并形成温带富Ca、Mg的弱淋积典型草原、干草原和荒漠草原化学地理景观。(3)滇西及东南沿海中低海拔黄胸鼠疫源地。包括黄胸鼠疫源地和剑川大绒鼠疫源地。该区疫源地主要分布在海拔500～2000m的山地，植被类型以热带、亚热带常绿、落叶阔叶灌丛、矮林及热带常绿针叶林－灌丛为主，土壤类型主要是赤红壤和红壤，并形成富Fe、Al的亚热带森林强淋积景观。另外，地理景观因子对鼠疫的影响也表现在对宿主、媒介的丰富度以及物种多样性的影响。

1．2．1植被

植物一方面是鼠疫宿主的食物来源，另一方面是其隐蔽场所，宿主中鼠类对植物种类具有很大的选择性。因此，植物生长的好坏，决定着鼠类的数量消长动态。于吕海等的研究指出，植物的生长给鼠疫宿主提供了适宜的生存繁殖条件，促其数量增加，为动物鼠疫流行奠定了基础。Parmenter等的研究也指出，生长的植物带给草食动物较多食物来源。若植物中携带有大量病原菌，再加上啮齿类动物的大量繁殖就可能会导致鼠疫大范围的流行。与鼠疫有关的植被类型主要有干草原、荒漠草原、高山森林草原与高山草甸以及农作物区域等，这些地区中的植被类型与组成决定着鼠疫宿主是否可能迁徙，以及是否能够成为自然疫源地之间的屏障。此外，植物在鼠疫菌的保存和传播中也起到了某些作用，宋志忠等研究认为，某些植物具有充当鼠疫菌自然宿主和传播媒介的可能，鼠疫菌可能通过根而进入植物的茎和叶，啮齿类动物通过取食带菌植物而感染，造成动物间鼠疫流行，资料证实褐家鼠、沙土鼠、猴、鼬类、山猫、犬及藏系绵羊等通过摄食而发生了鼠疫。

1．2．2土壤

土壤类型是决定各种植物、动物及生态分布的基础条件，不同的土壤类型直接影响鼠疫宿主的生存和分布，也因影响植物的生长而间接作用于鼠疫宿主，还通过影响鼠疫传播媒介的生存而影响鼠疫的流行。高巨真等发现鼠疫的传播媒介蚤游离后均潜藏在不到1cm深的含水量较高的疏松表土中，表土小气候最佳的情况下，游离蚤的最长存活期可超过恒温条件下平均寿命的35%。此外，蚤类的幼虫是在尘土中发育和羽化的，因而土壤的温度、湿度和化学成分对蚤的生长繁殖起到了关键的作用。另外，土质也是影响鼠疫流行的一个关键因素。在长期的进化过程中，鼠疫宿主形成了自己特有的分布区，只有在特定的栖息地内、特定的土质中才能进行正常的筑洞和生存。例如草原黄鼠大都栖息在地势平坦，植被低矮的沙质土壤地带;子午沙鼠和长爪沙鼠主要栖息于松软的土质地带;内蒙古锡盟东苏旗地区的布氏田鼠喜栖息于土质坚硬地带或岗地;旱獭生活的洞穴必须具备干燥、厚实的土质层，潮湿不利于旱獭生存，土层薄不利于旱獭挖洞穴;除鼠类外，蒙古兔喜欢栖息于靠近水缘的具有一定湿度的土质地带如林地、灌木丛。王五一等在发现世界鼠疫疫源地分布于热带和温带的半干旱荒漠草原与半湿润草原和湿热沿海森林的基础上，又发现了鼠疫发源地分布在富钙、富铁地区。我国著名鼠疫学者刘云鹏也曾多次指出:“鼠疫好发于红土地带”。在我国南方的部分疫源地中也确实观察到了这种规律，研究显示可能与红壤中的铁元素关系密切。

1．2．3地形、地势与海拔、纬度

世界上所有鼠疫疫源地的总和统称为鼠疫自然疫源地带，界于北纬47°和南纬40°之间的地带，并受到全球性长周期气候变化的影响。我国地势西高东低，地形复杂多样，高原山地面积广，呈三级阶梯分布，复杂的地形地貌孕育了鼠疫宿主、媒介和病原体的生物多样性。从生态学角度观察，鼠疫自然疫源地是在相应地理景观条件下，宿主、媒介和病原体经过长期的进化，通过自然选择形成相对稳定的生态系统。因此，根据方喜业等鼠疫疫源地分型方法的研究，以生态学为指导，采用3项指征(即疫源地景观、宿主、鼠疫菌亚种下生物型)、两级分型法，将我国鼠疫自然疫源地区划成12块疫源地，几乎遍布蒙新区和青藏区以及部分西南区和中南区。过去一直认为由于地理景观屏障而造成鼠疫疫源地独立存在，随着一些不明地区疫源地调查的开展，推测“三江并流”区域可能是鼠疫由青藏高原向横断山谷地以至云贵高原传播的“走廊”。另外，龚正达等的研究指出家鼠鼠疫流行区主要处于西南部小兽多样性相对较低的区域内，并随着小兽多样性沿纬度或海拔梯度向的不断增高，鼠疫的发病率呈减少和消失的趋势，说明鼠疫的发生和分布与宿主动物多样性及空间分布格局有一定的关系。反之，野鼠鼠疫疫源地位于横断山中部北纬26～27°，海拔2300～3200m，正好地处小兽及其寄生蚤类多样性最高的区域间。但在这里，野鼠鼠疫疫源地能够长期存在而多年未发生人间鼠疫，提示在山地自然环境条件下，环境异质性较高、森林植被保护较好、宿主及其寄生蚤多样性较高的地区，对鼠疫的长期保存、降低疾病流行成因的条件和机制可能有利。

2环境因素与鼠疫关系的研究

2．1经典方法对环境因素与鼠疫关系的研究

影响动物鼠疫的因素很多，其中包括气象因素、地理因素、生物因素以及社会环境因素等，所以传统研究方法基于鼠疫监测数据，多采用数学模型拟合分析其与鼠疫的关联性，常用相关性分析、因子分析、主成分分析以及聚类分析等方法对这些因子进行筛选。相关性分析表明，鼠疫宿主丰富度与海拔、相对湿度、年均气温、年降雨量、蚤类物种数、鼠疫菌有无分布呈显著正相关，与年辐射总量、年日照时数、年干燥度、地貌类型数、土壤类型数呈显著负相关，与植被类型数有一定相关性，但不显著。鼠间鼠疫发生与蚤类物种数、植被类型、土壤类型、干燥度、年日照时数呈显著正相关，与年均气温、年均降雨量、年均相对湿度呈显著负相关。因子分析表明，影响鼠间鼠疫发生的主要环境因子包括年均气温、年日照时数、年降雨量及年均相对湿度等气候因子，高度差、地貌类型数、植被类型数、土壤类型数和年均干燥度代表的景观因子，以及鼠间鼠疫发生区的地形地势、宿主因子以及媒介蚤类物种数。如因子分析能解决因子间的自相关问题，以主成分分析法提取公因子的因子分析方法在研究环境影响因子方面有很好的应用前景。

2．2新技术对环境因素与鼠疫关系的研究

目前，景观流行病学、生物地理统计学、3S技术(GIS地理信息系统、RS卫星遥感遥测技术、GPS全球定位系统)等理论和方法在疾病研究中的广泛应用和实践，为研究鼠疫自然疫源性疾病提供了新的思路和方法。近年，基于景观生态学理论对疾病空间异质性、生态学过程和尺度关系的研究和实践备受国内外学者的关注。结合3S技术和空间统计分析方法，有关非生物地理环境因素与鼠疫关系的研究已取得一些进展。如美国疾病控制与预防中心(CDC)用3S技术和鼠疫监测数据构建了美国西南部鼠疫风险空间模型，依据海拔、植被类型等因素对高风险区域进行了划分。Eisen等在新墨西哥州利用基于包含3种地理景观的GIS模型，确定出人类暴露于鼠疫的危险区域。Girard等对美国亚利桑那州草原上鼠疫主动监测分离的鼠疫菌生态型进行空间聚类分析，发现鼠疫生态型可分为迅速扩张型和缓慢存留型，而易感啮齿动物密度升高，有利于感染扩张型鼠疫菌造成鼠疫的爆发。Adjemian等采用趋势面分析及多元线性回归分析，阐述了美国西部鼠疫扩散传播的机制。Neerinckx对坦桑尼亚卢绍托地区1986～2003年鼠疫疫情资料进行分析发现，海拔和植被指数景观环境因子与鼠疫发病率有直接关系。Kausrud等采用高分辨率气候指标重建既往气候的气候模型，对人间鼠疫及动物间鼠疫进行预测，发现气候同鼠疫疫情存在高度一致性。并提示随着气候变暖，在未来的几十年中亚的鼠疫活动可能更加频繁。杨林生等利用GIS对1840年以来我国鼠疫的时空分布规律进行了系统分析，从整体上分析了我国鼠疫疫源地空间分布特点。

3结语

随着经济的发展、土地利用、生产生活方式和媒介控制的改变，加剧了景观的破碎化过程，对当地的生物多样性、气候以及水资源平衡等自然环境带来巨大的影响;对鼠疫疫源地的结构也有影响，导致疫源地不同景观生态系统的稳定性受到破坏，改变宿主动物的栖息环境，可能造成鼠疫流行，因此，开展鼠疫与重要环境因素关系的研究，对探索不同景观类型鼠疫流行特征和时空分布规律，重要地理环境因素与不同类型鼠疫疫源地长期保存、发生机制之间的相互关系，完善鼠疫监测指标体系，建立鼠疫监测预警信息系统，指导我国鼠疫防制工作具有重要的科学价值和现实意义。

作者：刘霖高子厚单位：大理学院公共卫生学院云南省地方病防治所