钉螺适宜孳生地环境与水情变化响应关系研究_马巍

水淹 时间 介 于 5 ~ 6 表征水情变化对 疫区最 适宜钉 螺孳 生 /生
个月的水位区间
存区间的波动变化及可能的变化方向
4 洞庭湖钉螺适宜孳生地环境面积 估算
4. 1 洞庭湖水位-面积关系 洞庭湖钉螺主要分布在湖区垸外洲边滩上, 沿
湖岸线呈带状分布, 其钉螺密度及空间分布趋势性 变化与湖泊水 位及湖泊水面积 关系密切。总体而 言, 当湖泊水位周期性上涨、湖水面积扩大时, 洞庭 湖区钉螺将随上涨的湖水向上、向外移动; 当湖泊水
钉螺喜潮湿、荫蔽、水陆交替的湿地环境, 其生 命全过程与水力联系非常紧密。
( 1) 从钉螺繁殖及发育过程的环境需求来看, 钉螺交配地点多在近水潮湿泥土及草根附近, 并产 卵于半潮湿的小泥洞中, 且螺卵必须在水中或潮湿 的泥面上才能孵化, 幼螺前 3周完全生活在水中, 密 集在水的边缘, 第 6周以后则和成螺一样, 喜居潮湿 的地面上。
表征钉螺适宜孳生地环境变化的水情指标, 不仅
要能反映水情变化与钉螺适宜孳生地环境变化间的 关系, 同时还要能真实反映疫区水情变化规律。根据 钉螺的生态水力学特性分析, 钉螺适宜孳生地环境主 要受大洪水冲淤变化、疫区水位变化、特定高程的淹
没及出露时间等水情因子影响。其中, 水情因子基本 均与水位、流量有关, 且水位与流量之间关系密切, 同 时水位变化可充分反映洲边滩钉螺适宜孳生地环境
Tab le 1 F low regim e ind ex and feature analysis of
oncom elan ia breed in g ground s
水情指标
特征分析
汛期平均水位
总体反映疫区水情对钉螺适宜孳生地环境 变化的影响
淹没时间 < 3 个月的 水位
表征疫区适宜钉螺孳生环境的上边界线
( 4) 钉螺孳生的其他水文需求还包括水温、水 质 2方面。温度是钉螺地域性分布的主要限制性因 素, 在 1月份平均气温低于 0e 及年平均气温低于 14e 的地方均没有钉螺分布。水温对钉螺孳生、繁 衍、开厣及活动能力都有 较大影响, 最适宜温度是 20~ 25e , 低温 ( < 5e ) 和高温 ( > 35e ) 都将对钉 螺的生存构成威胁 (苏德隆, 1963) 。钉螺喜淡水而 非咸水, 喜清水而非污水, 一般钉螺孳生地的水质为 中性或微酸、微碱, pH 值介于 6. 8~ 7. 8之间均适合 钉螺生存。
钉螺适宜孳生地环境与水情变化响应关系研究
马 巍 1, 廖文根1, 匡尚富 1, 刘建军 2, 连友喜3
( 1. 中国水利水电 科学研究院 水环境研究所, 北京 100038; 2. 湖南省南县茅草街血防站, 湖南 南县
3. 湖南省南县疾病预防控制中心, 湖南 南县 413200)
4 132 01;
摘要: 基于钉螺的生态水力学特性和水情变化对疫区钉螺 适宜孳生地环境变化 的趋势性影响, 提出了表征钉螺适 宜
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长江科学院院报
20 10 年
水淹时间介于 5~ 6个月的区间环境最适宜钉螺孳 生与繁衍, 水淹时间少于 3 个月的干燥环境和多于 8 个 月的 湿生或 水生 环境 基本 均为 无螺 地带 。
( 3) 从钉螺生存的水力需求分析, 钉螺喜生活 在水深较浅 ( < 1 m ) 的静水 ( 或缓流 ) 环境, 当水深 超过 1 m 时, 水深压力将对钉螺生存构成威胁 [ 2 ] , 从而迫使钉螺通过其自身爬行或吸附于漂浮物上以 适宜水压力环境; 同时当钉螺孳生地环境水流受水 情变化影响流速显著增大时, 钉螺将无法吸附于固 定物体而被动呈漂移状态并随水流漂移至他处。
区水情变化线性相关性显著。该成果可为洞庭湖疫区疫情预报预防、血防查螺及水利灭螺等提供技术服务。
关 键 词: 钉螺; 生态水力学特 性; 适宜孳生地环境; 水情指标; 血吸虫病; 洞庭湖
中图分类号: R 184. 38; Q 178. 5
文献标识码: A
1概 述
钉螺 ( Oncom elan ia H upensis Gred ler) 是我国流 行的日本 血吸虫 ( schistosom a japonicum ) 的唯一中 间宿主, 属水陆两栖动物, 喜潮湿、荫蔽、水陆交替的 湿地环境, 适宜孳生地环境的水淹天数一般均介于 3~ 8个月之间, 其中水淹时间介于 5~ 6 个月时最 适 宜 钉 螺 孳 生 与 繁 衍。 目 前 我 国 钉 螺 面 积 的 95. 77% 均分布在湖南、湖北、安徽、江西、江苏湖区 5省 [ 1 ] , 而湖南省钉螺总面积约占全国的 47. 5% [ 1 ] , 其绝大部分均分布在洞庭湖区。洞庭湖是目前我国 湖沼型疫区适宜钉螺孳生地环境分布最广、现存钉 螺面积最大、血吸虫病疫情最严重且极易反复的地 区。
峻局面。本文基于钉螺的生态水力学特性, 通过预测 分析洞庭湖区近年来适宜钉螺孳生地环境与疫区水 情变化, 揭示了疫区水情变化与洞庭湖区适宜钉螺孳 生地环境间的响应关系, 为洞庭湖区疫情预防、血防 查螺及水利灭螺等提供技术服务。
2 钉螺的生态水力学特征
钉螺分布于东亚和东南亚国家, 在中国大陆主要 分布在长江流域及其以南的 12个省 (市、区 ), 海拔最 高为 2 400 m ( 云南省丽江县 ) , 最低为 0 m ( 上海 )。 我国钉螺孳生地大致分为平原水网、山丘沟渠及湖沼 洲滩 3类。平原水网型钉螺主要沿河道和灌溉系统 呈线状分布, 山丘沟渠型钉螺往往随山谷和水系呈点 状分布, 而湖沼洲滩型钉螺多呈带状分布。
3 表征钉螺适宜孳生地环境变化的 水情指标
3. 1 洞庭湖水情变化特征 受洞庭湖湘、资、沅、澧等入湖来水及江湖关系
持续调整变化影响, 洞庭湖水情呈现了一些趋势性 变化特征 [ 3, 4] : ¹ 受长江与洞庭 湖水沙关系调整变 化影响, 经荆江三口分流入湖的水沙量逐渐减少, 尤 其是入湖泥沙量减少幅度较大, 从而导致洞庭湖汛 期入湖径流量、泥沙量及其湖泊泥沙淤积量均呈减 少趋势; º 受洞庭湖泥沙淤积、围垦及湖泊环境系统 功能变化的综合影响, 洞庭湖区主汛期水位普遍抬 高; » 长江与洞庭湖水沙关系的持续调整变化改变 了洞庭湖七里山出流与荆江出流的顶托关系, 且随 着江湖关系的进一步调整变化, 荆江出流对洞庭湖 出流的顶托作用逐渐加强, 对洞庭湖七里山出流、出 口洪道泥沙淤积及湖泊水位抬高均带来不利影响。 洞庭湖区出现这一新的水情, 正是近些年来洪涝灾 害频繁发生和疫区钉螺面积逐年增加的根本所在, 不仅使湖区人民在较长时间内承受巨大的防洪抢险 压力和血吸虫病感染风险, 同时也造成了湖区疫情 回升、疫区扩大的局面。 3. 2 表征钉螺适宜孳生地环境变化的水情指标
第 10期
马 巍 等 钉螺适宜孳生地环境与水情变化响应关系研究
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位持续下降、湖水面积缩小时, 钉螺也将向相对较为 潮湿的低位洲边滩移动, 其迁移范围一般均局限在 适宜的孳生地环境 (水淹时间介于 3~ 8个月 ) 内。 因此, 可根据洞庭湖水位-面积关系, 推求不同水位 条件下的湖泊水面积, 从而可获得不同水情条件下 洞庭湖外洲钉螺适宜孳生地面积及其变化趋势。
图 1 洞庭湖水位-面积曲 线 ( 2002 年 ) Fig. 1 Curve of water leve l vs. area cu rve in
Don ting Lak e ( 2002)
( 2) 从钉螺栖息地环境特征分析, 钉螺适宜孳 生在半干半湿、水陆交替频繁的湿生环境, 其适宜孳 生地环境水淹时间一般均介于 3~ 8个月之间, 其中
收稿日期: 2010-08-27 作者简介: 马 巍 ( 1976-) , 男, 四川平昌人, 高级工程师, 主要从事环境水力学和血吸虫病防 治研究, ( 电话 ) 010-68781792 ( 电子信箱 ) m a-
淹没时间 < 5 个月的 水位
表征疫区最适宜钉螺孳生环境的上边界线
淹没时间 > 6 个月的 水位
表征疫区最适宜钉螺孳生环境的下边界线
淹没时间 > 8 个月的 水位
表征疫区适宜钉螺孳生环境的下边界线
水淹 时间 介 于 3 ~ 8 表征水情变化对 疫区适 宜钉螺 孳生 /生存
个月的水位区间
区间的波动变化及可能的变化方向
孳生地环境变化的水情指标, 并以我国目前钉螺分布范围 最广且血吸虫病疫情 最难防治的洞庭湖 为例, 分析了湖 区
水情变化特征, 推求了近年来洞庭湖区钉螺适宜孳生地环 境面积大小, 揭 示了洞庭湖区钉螺适 宜孳生地环境面积 与
以城陵矶站汛期平均水位为指示性指标的疫区水情变化间的响应关系, 结果表明洞庭湖区钉螺适宜孳生地 环境与疫
值 ) , 推求不同特征水位条件下的湖泊水面积大小, 从而可获得近年来不同水情条件下洞庭湖区水淹时 间介于 3~ 8个月 ( 5 ~ 6个月 ) 的洲边滩面积大小, 即为洞庭湖区外洲滩适宜钉螺孳生的面积范围和大 小。
通过对城陵矶站 1995 - 2006年逐日 8时水位 进行统计频率分析, 得到近年来汛期平均水位、水淹 天数等于 3个月、5 个月、6个月及 8 个月的多年平 均水位值, 并以此为基准, 统计得到近年来洞庭湖区 水淹时间介于 3~ 8个月、5~ 6个月的水位区间 ( 见 图 2[ 3] ), 并结合彭定志等人最新测算的洞庭湖水位 面积曲线 A 2 ( z ), 可计算得到近年来洞庭湖区外洲 滩适宜钉螺孳生繁衍的面积及其年际变化过程分别 见表 2及图 3所示。
的干湿变化, 故选取汛期及其它特征时段水位的各种 变化特征作为水情表征指标来研究钉螺适宜孳生地
环境与疫区水情变化响应关系。
从水文学角度分析汛期水位变化特征主要从汛
期平均水位、汛期最高水位及出现时间、汛期高水位 持续时间 ( 如超过警戒水位 ) 等指标进行分析; 但从 洪水对钉螺适宜孳生地环境淹没影响考虑, 表征钉 螺适宜孳生地环境变化的水情指标主要包括汛期平
均水位、淹没时间 < 3个月的水位、淹没时间 < 5个 月的水位、淹没时间 > 6个月的水位、淹没时间 > 8 个月的水位、水淹时间介于 3~ 8个月的水位波动区 间及水淹时间介于 5~ 6个月的水位波动区间这 7 个指标, 水情指标中各指标对钉螺适宜孳生地环境 变化的影响见表 1。
表 1 表征钉 螺适宜孳生地环境影响的 水情指标特征分析
洞庭湖属典型的洪道型湖泊, 是 1个由 9大入湖 水系 ( 松滋、虎渡、藕池三口, 湘、资、沅、澧四水以及汨 罗江、新墙河 ) ; 3 个天然湖盆 ( 东、南、西 ); 228 个堤 垸; 1个出湖口 ( 七里山 )所构成的复杂而庞大的湖泊 系统, 并通过荆江三口及七里山出口与长江构成复杂 的江湖关系。受荆江三口分流分沙及洞庭湖入湖洪 道来水来沙影响, 湖区水情变化复杂, 泥沙淤积严重, 湖洲及边滩持续淤涨, 致使洞庭湖区钉螺适宜孳生地 环境不断扩展, 这不仅加重了湖区洪涝灾害频度, 而 且还为随洪水扩散而至的钉螺提供了适宜孳生地环 境, 从而造成洞庭湖区钉螺灭而不死、死后复现的严
第 2 7卷 第 1 0期 2 0 1 0年 1 0 月
长江科 学院院报 Journal o f Yang tze R iver Scientific Research Institute
文章编号: 1001- 5485( 2010) 10- 0065- 05
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彭定志等 ( 2004) [ 5] 结合传统的湖区面积测算, 利用 MOD IS 遥感数据免费、较高时间分辨率 ( 同一 地区每天至少 2张影像 ) 等特点计算不同时间洞庭 湖的面积, 同时对应相应时间的湖泊水位 ( 以城陵 矶水位为代表 ) , 即可得出较新的洞庭湖水位面积 曲线。通过对 2002年 4月至 2003年 4月洞庭湖面 积变化进行监测, 并考虑到汛期水位变化大, 对汛期 多取几幅影像, 共 13个时相的 MOD IS 影像进行分 析, 以此建立了洞庭湖水位-面积关系 ( 见图 1), 并 运用 2阶 多项式 进行曲 线拟 合, 得到 洞庭湖 最新 ( 2002年 )水位-面积曲线 A 2 ( z )。