极端天气对中国广州登革热的影响：基于零膨胀负二项式空间滞后模型的分析

《GeoHealth》：The Impact of Extreme Weather on Dengue Fever in Guangzhou, China: A Zero-Inflated Negative Binomial Spatial Lag Analysis

登革热在气候变化背景下呈现空间异质性和滞后效应，本研究基于2017-2019年广州的病例与气象数据，采用零膨胀负二项空间滞后模型（ZINB-SAR）分析极端天气（白天热浪、夜间热浪、极端降水）的影响。结果显示：白天热浪频率每增加1次/月，病例数上升10.80%（滞后2个月）；极端降水滞后3个月病例数增加12.05%。空间上，市中心病例密度最高，郊区对夜间热浪更敏感。研究揭示了气候-疾病复杂关联，为制定靶向防控策略提供依据。

　　随着全球气候变化的加剧，极端天气事件的频率和强度显著上升，对人类健康构成了新的挑战。其中，登革热（Dengue Fever, DF）作为一种由登革病毒引起的急性传染病，其传播受到多种环境因素的影响，包括温度、降水等气象条件。近年来，登革热在全球范围内呈现出明显的上升趋势，尤其是在热带和亚热带地区。在中国，登革热的爆发往往与东南亚地区的输入病例有关，而广州作为中国南部的重要城市，因其独特的地理位置和气候条件，成为登革热的高发区域之一。因此，研究极端天气对登革热传播的影响，对于制定有效的防控策略具有重要意义。

本研究以广州为研究对象，聚焦于2017年至2019年期间登革热的时空分布特征，重点分析了白天热浪（DHW）、夜间热浪（NHW）以及极端降水（EP）对登革热传播的影响。通过使用零膨胀负二项空间滞后模型（ZINB-SAR），研究不仅考虑了零值病例的存在，还纳入了空间依赖性因素，以更全面地评估极端天气对登革热的影响。研究发现，登革热病例主要集中在城市中心区域，且其流行季节为每年的5月至11月，尤其是在秋季达到高峰。这种季节性和空间分布的特征表明，登革热的传播受到多种因素的共同作用，包括气象条件、社会经济因素和环境条件。

从气象角度出发，白天热浪和夜间热浪对登革热的影响具有显著差异。白天热浪的频率和强度对登革热的传播起到了重要作用，尤其在2个月的滞后效应中，每增加一次白天热浪事件，登革热病例数可能上升至10.80%（95% CI: 6.22%–15.59%）。相比之下，夜间热浪的影响更多体现在其强度上，当夜间温度升高时，人类与蚊虫的接触频率和蚊虫的活动强度均可能上升，从而增加登革热的传播风险。然而，夜间热浪的强度阈值较高，其影响在不同时间段呈现非线性变化，这可能与蚊虫的生理特征及人类行为模式有关。

极端降水对登革热的影响则表现出不同的动态特征。研究发现，极端降水的频率在3个月的滞后效应中对登革热的传播具有最强的促进作用，每发生一次极端降水事件，登革热病例数可能增加约12.05%（95% CI: 9.03%–15.17%）。然而，降水强度的统计学意义并不显著，这表明极端降水的影响更依赖于其频率而非强度。此外，研究还发现，降水强度在初期可能促进蚊虫繁殖，但随着时间推移，其作用可能逐渐减弱，甚至出现抑制效应，这可能与降水后的积水环境是否能够持续支持蚊虫繁殖有关。

在空间分布方面，广州的登革热病例呈现明显的区域差异。城市中心区域，尤其是历史上的老城区，由于人口密集、建筑密集和人工积水较多，成为登革热传播的热点。相比之下，新城区和郊区则表现出不同的敏感性。新城区由于基础设施较为现代化，人口结构相对年轻，登革热的传播模式更为复杂。而郊区由于植被覆盖率高、湿度较大，为蚊虫提供了更为适宜的繁殖环境，因此对降水事件的响应更为明显。这些发现强调了不同区域在面对极端天气时所表现出的异质性，为制定区域化的防控措施提供了科学依据。

研究还探讨了不同极端天气事件之间的相互作用。例如，白天热浪与夜间热浪对登革热的影响呈现出对抗关系，这可能是因为两者共同作用下，蚊虫和病毒的生存条件发生改变，从而降低了单个事件对登革热传播的促进作用。这种复杂的相互作用进一步凸显了蚊虫、病毒与环境之间的动态关系，也表明在应对气候变化带来的健康风险时，需要综合考虑多种因素的影响。

从时间滞后效应来看，登革热对极端天气的响应并非即时发生，而是具有一定的延迟。这种延迟可能与蚊虫的繁殖周期、病毒的潜伏期以及人类行为模式的变化有关。例如，白天热浪的影响在2个月后达到峰值，而极端降水的影响则在3个月后最为显著。这种时间滞后效应为登革热的预测和预警提供了关键的时间窗口，有助于提前采取防控措施。

本研究的意义在于，它不仅揭示了极端天气对登革热传播的复杂影响，还强调了在不同季节和空间尺度下，这些影响的差异性。例如，在夏季，白天热浪的频率和强度对登革热的影响更为显著，而在秋季，夜间热浪和极端降水的作用则更为突出。此外，研究还发现，登革热的传播受到多种社会经济因素的影响，如人口密度、基础设施条件等，这些因素在不同区域表现出不同的敏感性。

研究的局限性同样值得重视。由于蚊虫密度和人口数据的获取存在困难，研究采用了替代指标，如百度搜索指数，来间接反映登革热的传播风险。此外，尽管ZINB-SAR模型能够有效处理零膨胀和空间效应，但在捕捉局部空间效应或复杂的非线性滞后关系方面仍存在不足。未来研究可以进一步探索这些因素之间的交互作用，并结合更精细的时空数据，以提高模型的准确性。

本研究的结果对广州乃至中国其他城市的登革热防控具有重要的指导意义。首先，建议加强登革热的早期预警系统，尤其是在极端天气事件发生后的3个月内，通过整合高分辨率气象数据和实时监测信息，提高对登革热流行趋势的预测能力。其次，应根据季节和区域特征调整防控策略，例如在夏季重点控制白天热浪的频率和强度，而在秋季则应关注夜间热浪和极端降水的影响。此外，城市中心区域由于其较高的风险水平，需要采取更严格的蚊虫控制措施，而郊区则应加强与降水相关的环境管理，以减少蚊虫繁殖的潜在条件。

总的来说，本研究为理解极端天气与登革热传播之间的复杂关系提供了新的视角。通过结合高分辨率的气象数据、多源的环境和社会经济数据，以及先进的统计模型，研究揭示了不同极端天气事件对登革热的影响机制，并为制定更具针对性的防控策略提供了科学依据。在气候变化背景下，这些发现对于提升公共卫生系统的适应能力、减少登革热对社会的健康威胁具有重要的现实意义。