圈养野生动物的疾病与气象因子相关研究

随着现代科学技术的发展，气象学科中产生了卫星气象学、农业气象学、航空气象学、生物气象学等一系列的边缘学科，医疗气象是气象学在疾病领域的应用学科。国外在医疗气象方面研究较多，国内近年刚刚展开，研究的内容仅限于气象因子对某一种疾病影响。伴随天气预报技术的发展和医疗气象研究的深入，又产生出医疗气象预报。医疗气象预报是生物气象学与天气预报相结合出现的一门预报新领域，涉及到天气预报分析学、气象学、解剖学、生理学、病理学、传染病学及临床医学等。如何利用气象预报为野生动物疾病预报服务，目前还没有人进行研究。为此，我们进行了这方面的尝试性研究，以寄寻找出两者相关性和规律，为野生动物疾病预防工作增添新的预报方式。这对野生动物的保护将是十分有意义的。1 资料统计 1．1 动物发病资料 统计北京动物园1975—1998年间的所有动物发病资料，共整理出疾病资料13 277例次。动物的发病的资料是按每例次动物的实际发生疾病的情况进行记录；动物的存栏数分兽类动物和禽类动物两大类。1．2 气象资料 相对应动物资料的时间，统计1975—1998年间每日北京地区的气象资料，其中包括：日平均气温、日最低气温、日最高气温、蒸发量、降雨量、平均气压、平均风速、相对湿度、日照时数等。 2 资料整理与分析 2．1 资料整理 在统计的基础上，根据分析的要求，将发病动物分为兽类和禽类两部分，将疾病划分为消化系统、呼吸系统、运动系统（包括皮肤、骨骼、肌肉）和其他系统（包括设有明确症象的病例）四大系统（见表1），并按月、季（春季；3、4、5月，夏季：6、7、8月，秋季：9、10、11月，冬季：12、1、2月）、年进行整理。 表1 各系统疾病年发病数占总发病数的比例（）动物 疾病分类 合计 消化系统 呼吸系统 运动系统 其他系统 所有动物 发病数 6 115 2 231 2 626 2 305 13 277占总发病数的比例(％) 46.1 16.8 19.8 17.4 100.0禽类 发病数 2 836 990 927 805 5 558占总发病数的比例(％) 51.0 17.8 16.7 14.5 100.0兽类 发病数 3 279 1 241 1 699 1 500 7 719占总发病数的比例(％) 42.5 16.1 22.0 19.4 100.0 对应的气象资料划分为月平均气温、月最低气温、月最高气温、月蒸发量、月降雨量、月平均气压、月平均风速、月平均相对湿度、月日照时数、月降水日数、月极端最低气温、月极端最高气温、月气温较差等。 2.2 资料分析 把发病资料和气象资料进行结合，找出相关性好的因子。由于每年饲养动物的数量不一样，各年之间的发病数没法直接进行比较，因而进行动物发病月份、季度、年变化的统计分析均采用发病率来讨论。发病率(%)＝发病数／圈养动物的数量×100 本课题研究内容涉及多种气象因子，分析不同气象因子对疾病综合作用。因而，采用多元逐步回归分析法，既在众多因子中挑选变量，使对疾病有显著作用的因子不能有所遗漏，而作用小或没有什么作用的因子不包括在内。为了便于进行预报，我们把动物发病率与同期和前期的气象因子进行。在利用表2中的气象因子进行统计之前，为使不同单位的变量在同一水平上进行比较，及消除这些变量自身的季节变化，有必要将这些因子变换成标准化变量。 表2 气象因子逐月值一览表（略） 3 动物发病率的特征分布 3．1 月份间动物发病率分布特征3.1.1 按动物分类月发病率分布特征 动物发病在一年中各月份内的发病率变化也十分明显。 （1）所有动物的发病率变化基本呈单峰型分布，其中以7月份发病率最高为2．04％，11月份最低为0．95％，最多月为最少月的1．15倍。总发病趋势与禽类相似。 （2）禽类发病率月份变化呈双峰型分布，发病最高峰在7月份，次高峰在4月份；发病最少的月份为11月；发病率月较差为1．12％，发病率最多月是最少月的4．7倍。 （3）兽类动物发病率各月差异不大，发病率最多月仅是最少月的0．55倍，但各月总发病率均高于禽类。各月平均发病率兽类高于禽类6.3倍。 3.1.2 按发病系统分类月发病率分布特征 消化系统疾病发病率最高，各月发病率变化较明显，7月份发病率最高，2月份最低。呼吸系统发病比较平稳，仅9月份和12月份发病率出现小的增大。运动系统的发病也较平稳，但5月份稍高，11、12、1月份较低。其他系统疾病各月的发病率趋势类似消化系统疾病，但是发病率明显低。 3．2 季节间动物发病率分布特征（见表3）。 表3 各季节动物发病率 所有病 消化系统病 呼吸系统病 运动系统病 其他系统病所有 禽类 兽类 所有 禽类 兽类 所有 禽类 兽类 所有 禽类 兽类 所有 禽类 兽类冬季 3．2 1.4 11.0 1．0 0.4 4．1 0．7 0.4 2.0 0．6 0.3 2．3 0．7 0.3 2.5春季 4.4 2.2 14．4 2.1 1．2 6．2 0．6 0．2 2.2 1.0 0．5 3.4 0.7 0．3 2．6夏季 5.3 3.2 14．7 2．9 2．1 6．7 0．6 0.3 2.0 0．9 0.3 3.2 0．9 0.5 2．8秋季 3.7 1.6 12.6 1.5 0.6 5.5 0.8 0.5 2.0 0.8 0.3 2.7 0.6 0.2 2.3 表3表明，动物发病率在一年内存在季节性差异，动物总体发病率一般以夏季最高，冬季最低；禽类夏季发病率比冬季发病率高一倍以上，兽类相差较小。按发病系统分类的季节发病差异更明显，同一类动物不同系统疾病的多发季节不完全相同： 消化系统疾病多发季节为夏季和春季，冬季和秋季发病较少。禽类动物消化性疾病最多季节与最少季节的发病率相差5.8倍；兽类动物消化性疾病发病率差异较小。呼吸系统疾病发病率季节差异与消化性疾病不同，禽类秋、冬季高于春、夏季，而兽类则是春、秋季高于冬、夏季。运动系统疾病春、夏季节发病率较高，但其季节差异较小。其他系统疾病发病率几乎没有季节性差异。 3.3 年际动物发病率分布特征 总的发病率呈下降趋势的，但是1987年出现小高潮，其次是1983年，自1990年以后发病率平稳、下降。禽类动物发病率年际变化总体上也是呈下降的趋势，1975年至1982年比较明显，1975年高达28．4％，1982年只有1．8％；自80年代后的1983、1988、1995三年起伏比较大。 兽类动物发病率自1978年出现高达85．6％后，总体呈下降趋势，1987年出现小的波动，1995年最低只有32．2％。按发病系统分类年发病率分布特征： 消化系统疾病的发病率总体处于明显的下降趋势。其中1983、1988、1995年的3年中出现波动，但是远没有达到1975年的水平。呼吸系统总体比较平稳，仅1987年出现小的高潮，其他年份没有明显的变化。运动系统发病率总体变化小，没有明显的上升或下降。其他系统类同于运动系统发病率。 4 动物疾病发生与气象因子的相关性 4．1 季节不同对疾病影响的因子不同 不同类动物、不同系统疾病的发病率，在不同的季节与气象因子的关系有很大差异。在秋季最多（11个因子），其次是夏季和冬季（各5个因子），春季最少（3个因子）。4．1．1 秋季 诸多气象因子的变化都可引起动物疾病发生，平均气温、最高平均气温、最低平均气温、极端最低气温、蒸发量、降水日数等因子与疾病的发生成负相关，降水量、平均相对湿度、平均气压、气温季较差等与疾病的发生成正相关。在秋季气象因子对禽类疾病的影响比较明显，尤其对禽类呼吸系统疾病的影响。而且秋季的气象因子中湿度的影响又是最大的，与相对湿度的正相关和蒸发量负相关，说明秋季空气中保持一定的湿度对减少疾病的发生是非常重要的。另外，温度也是一个十分重要的因子，所有温度因子均是负相关的，既极端温度过高或过低或平均温度过低对于机体都是不利的。4．1．2 春季 气温变化是影响动物发病的主要因子，气温过高或过低或温差大都将引起动物疾病发生。其中，最高气温与禽类呼吸系统疾病呈负相关，这说明春季最高气温偏低时，禽类更易发生呼吸系统疾病。而气温变化幅度增大易引起兽类消化系统发生疾病。4．1．3 冬季 降水量、气压、风速、相对湿度等气象因子与兽类动物的发病率呈正相关，其中降水量和相对湿度对兽类动物的呼吸系统发病的影响较大。气压高消化系统的发病率高，平均湿度大则其他系统的疾病发生多。4．1．4 夏季 平均风速是引起动物发生疾病的主要因子，并且风速与发病率呈负相关，即风速低时动物容易发病，主要是引起运动系统疾病和症状不明的疾病。另外，相对湿度与兽类消化系统疾病发生呈正相关。 4.2 对动物疾病影响的主要气象因子4．2．1 气温 气温因子对动物发病率的影响主要是在秋季和春季，其影响绝大多数呈负相关，且对兽类疾病的影响较对禽类的大。在秋季时平均气温、最高平均气温、最低平均气温、气温季较差等影响大，尤其是平均气温和最低平均气温降低使兽类发生症状不明的疾病增多。春季时极低气温、极高气温、气温季较差的影响明显，主要是气温过高或过低的影响，对兽类消化系统的影响大于禽类的呼吸系统疾病，且呈正相关，即温差越大发病率越高。4．2．2 湿度 湿度因子包括蒸发量、降水量、降水日数、平均相对湿度等。在秋季湿度因子的影响明显。空气的湿度越大或蒸发量越低时，动物的发病率越高，尤其禽类疾病（蒸发量-61％、平均相对湿度67％）中的呼吸系统发病（蒸发量-59％、平均相对湿度57％）影响严重。同时，降雨量（45％）和平均相对湿度（44％）与禽类的消化系统疾病呈正相关。在冬季时，降雨量（53％）和平均相对湿度（47％）对兽类疾病影响较大。4．2．3 风速和气压 风速的影响主要是在夏天，容易造成所有动物运动系统（相关系数-61％）和其他系统（相关系数-60％）的疾病。风速和疾病发生呈负相关。气压的影响则是在秋季，对禽类疾病的影响大于兽类，主要导致禽类消化系统（相关系数48％）、呼吸系统疾病（相关系数43％）、兽类的其他系统疾病（相关系数45％）发生。 5 相关性分析 5．1 24年来，动物整体发病率趋于降低，通过对24年的发病资料分析得知，动物总体发病率由327‰（1975年）降到120‰（1998年），其中禽类由285‰（1975年）降为57‰（1998年），兽类由856‰（1978年最高）降为450‰（1998年）。疾病的发生是机体内部因素和外界因子极其复杂的综合作用的结果表现。对于一个个体而言，一次疾病的发生往往是由于外界因子“偶然”作用的结果。但是，相对于整个群体和环境等综合因子而言又是一个必然的结果。增强机体体质是减少疾病发生的主要因素，但是外部因子作用的加强又可使疾病发生的机会增多。因而，一方面在机体体质相对稳定的情况下，外部因子作用的强弱决定了机体发生疾病机会的多少，另一方面，环境因素“不变”时，增加机体体质可减少疾病发生。换句话说，通过人工作用减弱外部有害因子的强度，可以达到预防和减少疾病发生的目的。本次研究也可以证明这一点。经过几十年的发展，北京动物园的兽舍和运动场面积由1975年29 550 m2的增加到1998年的87 273 m2，增加2．95倍，而拥有的动物数量最高1．67倍（1995年）；同时兽舍内的防寒防暑和地面处理、兽舍丰富度的增加、绿化等基础措施使动物的生存环境有了大大改善；饲养管理技术、预防疾病能力越来越高。所以，动物疾病发生率下降是必然的结果。当然，发病率并不是持续降低，在有的年份仍稍有升高。这也进一步提醒我们，单纯的在小范围内做预防是不够的。由于动物园是一个对外开放性的公园，每年要接受国内外的游客达几百万人次，尤其节假日日游客量达十几万，甚至几十万。虽然我们对动物进行了相应的预防，可是要对游客进行控制还是做不到，比如带病参观。另外，不可避免要受到外界大环境的影响，如大的气象因素的变化或强毒力流行病的暴发等，因而要从多方面加强工作，要时刻注意并做好相应的预防工作。 5．2 气温因子与动物疾病的相关分析 气温因子对动物疾病有很大的影响，最低平均气温对兽类其他系统疾病的作用系数达到-61％，主要是在春秋季节。主要原因一是气温变化幅度大，春季由冷到暖、秋季由暖转冷，周夜温差增大。禽类动物常年在室外饲养，除了气温的变化，其他因素没有大的变化，同时冷热空气首先是影响呼吸系统。二是这个季节管理变化大，兽类动物中有很大一部分是怕冷的，由于温度的变化及温差加大，饲养管理要做相应的调整，春季是动物由室内到室外，相反秋季是由室外进室内过冬。在室内外进出频率加大，不仅生活规律发生变化，且受室内外温度的差异、室内空气相对流动小等不利因素影响，使动物在适应过程中出现不适应的表现。 5．3 湿度因子与动物疾病的相关分析 湿度因子在秋季的影响明显。平均湿度对禽类发病影响系数高达67％，是气象因子中引起疾病发生的最明显因子，且呈正相关。在冬季时对兽类呼吸系统和其他系统疾病影响较大。在秋冬季节气温较低，如果同时出现湿度大，动物的毛发潮湿，必然导致动物机体散失热量的速度加快，消耗的热量增加，进而使动物自身消耗的营养增多。如果由于年龄偏大或小或体质较弱，即诱发疾病甚至死亡。 5.4 风速与动物疾病的相关分析 风速的影响主要是在夏天，对运动系统和其他系统疾病的影响系数达-61％、-60％，是气象因子中影响明显的因子，且呈负相关。说明夏季无风更容易引起动物发病。夏天最主要的特点是气温高，因而散去热量是保持机体平衡的第一需要。在生活环境和设施不变的条件下，风是动物散热的最有利的工具，所以说夏季如果没有风对动物健康极为不利。 表4 动物各季发病率与同季气象因子的相关系数(略)（ 佚名）