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鼠疫作为一种烈性传染病,在我国列为甲类传染病管理。自20世纪90年代以来,我国的鼠疫疫情呈现上升趋势,部分鼠疫静息疫源地重新活跃,鼠疫防控形势严峻,现有的鼠疫监测技术水平和疫源地区划远不能满足对疫源地的监测与管理,而遥感和地理信息系统等空间信息技术具有快速获取大范围地表参数信息和进行复杂地理要素空间分析的能力,可以应用于鼠疫疫源地的监测指导与预测分析。青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地是我国面积最大的鼠疫疫源地,也是目前最为活跃的疫源地之一。因此论文以该疫源地为研究区,基于地理信息系统的空间分析功能和遥感参数反演等技术手段对该鼠疫疫源地的时空变化规律、疫源地生态环境参数遥感提取以及疫源地空间分布预测等方面进行了研究与分析。本文主要研究内容和结论如下:
(1)基于时间序列和GIS空间分析功能的喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地时空变化分析。基于2006-2008年间喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地的阳性点数据,发现自喜马拉雅旱獭出蛰后不久即有阳性点检出,表明动物间鼠疫开始流行,在6-7月时达到高峰,以后则逐渐减弱并一直持续到旱獭冬眠前,鼠疫疫情呈现一种单峰型发病趋势。在地理信息系统的支持下,进行不同鼠疫疫源县的空间变化分析,发现2006-2008三年间甘肃省的阿克塞、肃北、肃南和玉门4个县,以及青海省的乌兰县均有阳性点检出,表明了这些地区鼠疫疫情的持续活跃性。
(2)利用遥感定量反演算法和环境变量参数提取技术,进行喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地宿主动物生境参数的遥感提取。针对疫源地内主要宿主动物喜马拉雅早獭的生态特征,研究了DEM地形参数的提取以及利用MODIS等数据产品的参数提取技术,并以青海省为例,进行了高程、坡度、坡向、地表温度等环境参量的制图:最后利用HJ星进行遥感定量反演算法设计,并以甘肃省阿克塞县为研究区反演得到全局植被湿度指数等环境参数。
(3)基于喜马拉雅旱獭适宜生境分析的疫源地评价。以野外调查获取的青海省喜马拉雅旱獭发现点数据为基础,进行地形地貌、气温、降水等因素与喜马拉雅旱獭适宜生境的相关性研究;基于对喜马拉雅旱獭适宜生境的分析,沿“疫源地-鼠疫菌-宿主及蚤类-生态环境-遥感生境参数”这一线路体系,构建喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地评价指标体系,并对各指标的获取方法进行了分析。
(4)基于GARP和Maxent建模的喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地预测方法对比。以甘肃省阿克塞县作为典型研究区,通过GARP建模和GIS的空间分析功能,得到喜马拉雅旱獭适宜生境的潜在分布预测,预测概率在80-100%的区域是喜马拉雅旱獭最可能的潜在分布区。利用GARP和Maxent两种建模方法对青海省鼠疫疫源地进行预测与分析,并将研究结果对比刘云鹏等的研究结果,进一步检验模型方法的可行性,并对两种不同建模方法进行了比较分析。
(5)基于GARP生态位模型和GIS空间分析功能进行喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地空间分布预测与分析。选用GARP建模实现了整个青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地的预测,对比刘云鹏的研究结果进行分析,并利用甘肃省的野外实地调查数据进行结果评价验证和修正,最终得到潜在疫源地的空间分布结果,并将潜在疫源地分为高可能性、中可能性和低可能性地区。
论文研究工作的主要创新点如下:
1)利用遥感定量反演算法和环境变量参数提取技术对鼠疫疫源地生态环境特征进行定量研究,全面刻画了喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地的环境特征;
2)结合野外调查和文献梳理,基于疫源地主要宿主动物喜马拉雅旱獭适宜生境的分析,构建了喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地评价的指标体系;
3)基于GARP生态位模型和GIS空间分析功能进行喜马拉雅早獭适宜生境的地理分布预测,突破以往研究以县为单位的疫源地划分,实现了按区域自然特征进行的喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地空间分布预测。