不同放置天数诱蚊诱卵器监测蚊虫密度的比较研究*

夏斯伟 张柳颖 徐 宏 周毅彬

(1.上海市普陀区疾病预防控制中心，上海 200333；2.上海市疾病预防控制中心传染病防治所，上海 200336)

近年来登革热、黄热病及基孔肯雅热等急性蚊媒传染病在国外暴发流行，我国多地也有登革热暴发(程锦泉等，2016；牟笛等，2017)。白纹伊蚊Aedesalbopictus是登革热的主要传播媒介，也是黄热病和基孔肯雅热的可能传播媒介(刘起勇，2016)。白纹伊蚊为上海市的重要媒介蚊种(朱江等，2018)，也是上海市优势蚊种之一(刘亚梅等，2019)。

目前，伊蚊幼虫的监测方法主要为诱蚊诱卵器指数法与布雷图指数法，布雷图指数主要以户为单位调查媒介伊蚊幼虫，诱蚊诱卵器指数法则以户外放置诱蚊诱卵器调查为单位。诱蚊诱卵器监测方法(中华人民共和国卫生部，2010)选择不同生境,每隔20～25 m在遮阴处放置1个诱蚊诱卵器，4 d后回收记录阳性情况。现有诱蚊诱卵器的相关研究主要是针对不同加水量(任志华等，2018)、诱蚊诱卵器不同颜色(孙春卫等，2018)和不同放置天数对结果的影响(张杰等，2020)，缺少研究不同生境或不同环境类型对诱蚊诱卵器监测效果的影响。

在监测中工作我们发现，不同区域的诱蚊诱卵器监测4、7 d结果有较大差异，部分地区7 d阳性率和4 d接近，而有些地区7 d阳性率为4 d的数倍。本研究采用不同放置天数、不同地点和K-means聚类算法分析不同监测区域间不同天数诱蚊诱卵器监测的结果，同时在诱蚊诱卵器中单周使用脱氯1 d自来水，双周使用脱氯4 d自来水，以分析是否是由于诱蚊诱卵器中的加入监测用水在7 d监测中，自然脱氯效果好于4 d而引起的结果差异(何林等，2013)。

1 材料与方法

1.1 材料

本研究采用上海南汇天敌牌诱蚊诱卵器，瓶体为圆柱型透明塑料瓶，直径70 mm，高 100 mm，瓶底向上突出一个椭圆圆锥型，其高为20 mm，用于放置白色滤纸供伊蚊产卵，滤纸通过椭圆型下部凹槽的水保持湿润；瓶盖为圆型黑色塑料，直径75 mm，高23 mm，瓶盖刚好与瓶身拧紧，瓶盖上开有 3 个向内突出的倒圆锥管，孔上口径12 mm，下口径7 mm，管长21 mm。

1.2 方法

1.2.1研究区域：在上海市普陀区选择4个区域(图1)，其中区域甲为一家事业单位，面积约12 600 m2，绿化率31%，以灌木、竹林为主；区域乙为居民区，面积约49 000 m2，绿化率45%，以灌木、乔木和竹林为主；区域丙为居民区，面积约64 000 m2，绿化率17%，以灌木和乔木为主；区域丁为居民区，面积约75 000 m2，绿化率38%，以灌木和乔木为主。区域甲每次放置20个诱蚊诱卵器，区域乙、丙、丁各放置30个诱蚊诱卵器。

图1 研究区域和诱蚊诱卵器位置Fig.1 Map of study area and distribution of ovitrap

1.2.2放置时间：2020年7月20日至2020年10月12日，每周监测1次，并于第4、7 d分别观察和记录诱蚊诱卵器结果。

1.2.3脱氯水选择：自来水放入20 L水桶中不加盖静置脱氯，单周选择脱氯1 d自来水，双周选择脱氯4 d自来水。

1.2.4监测方法：2020年7月20日至2020年10月12日，每周一上午每隔20～25 m在背阴处(灌木、草丛、乔木等)放置一个诱蚊诱卵器，放置点做好标记，周四查看监测结果后不回收，不更换滤纸，继续放置在原位置上，记录结果。次周周一，回收上周的诱卵器，记录监测结果。同时在同一位置再放置一个新诱蚊诱卵器开始下一次监测。

1.2.5无效诱蚊诱卵器：诱蚊诱卵器被打翻或丢失判定为无效诱蚊诱卵器，同一次监测的同一个诱蚊诱卵器，4或7 d为无效诱蚊诱卵器的，则本次4和7 d均判定为无效诱蚊诱卵器不纳入数据分析。

1.2.6阳性诱蚊诱卵器：诱蚊诱卵器中发现成蚊或滤纸上有卵粒的判定为阳性诱蚊诱卵器。

1.2.7阳性率计算：阳性率=阳性诱卵器数/(总诱蚊诱卵器-无效诱卵器数)×100%。

1.3 统计学分析

采用Excel2016软件进行数据的录入及整理，用SPSS 22.0软件进行卡方检验比较率的差异；Spearman相关性分析两个变量间的相关性；K-means聚类法进行聚类分析。P<0.05为差异有统计学意义。

表1 不同天数脱氯水和放置不同天数诱蚊诱卵器结果Tab.1 Positive results of ovitrap using dechlorination and observing for different days

1.3.1K-means聚类算法：(K-means clustering algorithm)：K均值聚类算法(陈秋伍等，2020)(K-means clustering algorithm)是一种迭代求解的聚类算法，属于非监督机器学习方法。其步骤主要是选取K个对象作为初始聚类中心，然后计算每个对象与各个种子聚类中心的距离，把每个对象分配给距离它最近的聚类中心。聚类中心以及分配给他们的对象就代表一个聚类。每分配一个样本，聚类的聚类中心就会根据聚类中现有的对象被重新计算。这个过程不断地重复直到满足某一个结束条件。结束条件可以是没有对象被重新分配给不同的聚类，没有聚类中心再发生变化，或误差平方和局部最小。用K-means聚类分析不同4 d与7d的诱蚊诱卵器监测结果间关系的监测点，分为不同的类别。

1.3.2肘法确定最佳群集数：根据不同聚类数k，计算并绘制总集群内平方和(WSS)曲线。曲线中拐点的位置视为最佳群集数(聚类数k)。

2 结果

2.1 不同天数脱氯水的比较

实验期间，使用脱氯1 d自来水诱蚊诱卵器共放置700个，回收658个，第4、7 d阳性个数分别为105和144个，诱蚊诱卵器阳性率分别为15.96%和21.88%；使用脱氯4 d的共放置诱蚊诱卵器700个，回收659个，第4、7 d阳性个数分别为104和144个，诱蚊诱卵器阳性率分别为15.78%和21.85%(表1)。使用脱氯1 d水和脱氯4 d水的诱蚊诱卵器第4 d监测结果比较χ2=0.008，P>0.05，经检验差异无统计学意义；第7 d监测的结果比较χ2=0.001，P>0.05，经检验差异也无统计学意义。使用脱氯1 d水的诱蚊诱卵器第4、7 d的监测结果比较χ2=7.534，P<0.05，经检验差异有统计学意义；使用脱氯4 d水的诱蚊诱卵器第4、7 d的监测结果比较χ2=7.947,P<0.05，经检验差异有统计学意义。

2.2 放置4和7 d的诱蚊诱卵器阳性率的时间变化

从上述结果可知，脱氯1 d和脱氯4 d水的诱蚊诱卵器的阳性率无显著差异，将两者数据进行合并，结果2020年7月20日至2020年10月11日，使用脱氯1 d和脱氯4 d水的诱蚊诱卵器放置4 d监测阳性率均低于放置7 d阳性率(图2)，对4、7 d的诱蚊诱卵器阳性率使用Spearman法进行相关性分析，相关系数0.963，P<0.001，提示4和7 d 监测结果呈正相关，两者的监测结果有差异(7 d高于4 d的阳性率)，但体现的密度变化趋势是比较一致的。

图2 不同放置时间4和7 d阳性率比较Fig.2 Positive results of ovitrap between observing 4 days and 7 days

2.3 不同监测地点的位置效应

7月20日至10月5日共调查12周，放置诱蚊诱卵器1 320个，回收1 317个。其中第4 d阳性数为209个，诱蚊诱卵器阳性率为15.87%；第7 d阳性数为288个，诱蚊诱卵器阳性率为21.87%(表2)。4个监测区域中放置4和7 d结果阳性率比值均不同，其中区域丙比值最大。

表2 诱蚊诱卵器的位置效应观察结果Tab.2 Positive ovitraps in four sites during different settlement periods

表3 不同放置天数的K-means聚类分析结果Tab.3 K-means cluster analysis results of different record period

2.4 K-means聚类分析结果

以每个诱蚊诱卵器从7月20日至10月5日12次调查放置4和7 d结果的阳性率为变量，使用肘法确定K-means聚类分析的最佳群集数，图3中曲线拐点在群集数为4的位置，所以最佳群集数为4。以4和7 d阳性率进行分组数为4组的K-means聚类算法结果见表3。其中第1组4 d的阳性率较低，7 d的阳性率较高；第2组4 d的阳性率较高，7 d的阳性率较低；第3组4、7 d的阳性率都较低；第4组4、7 d的阳性率都最高。4个研究区域中，K-means聚类分析第3组36.67%分布于区域丙，为4组中最高(表4)。

图3 聚类数k与 WSS曲线Fig.3 Clustering number K and WSS curve

表4 不同监测区域在各K-means聚类分组中占比Tab.4 The proportion of different study areas in each K-means clustering group

3 讨论

目前预防与控制登革热发生与流行的主要措施是监测和控制伊蚊密度。科学、合理的选择白纹伊蚊密度监测方法显得尤为重要。近年来诱蚊诱卵器法成为上海市登革热媒介伊蚊幼虫的主要监测方法之一，该方法具有操作简单，数量固定，受影响因素较小的特点。

本次研究分别使用脱氯1 d和脱氯4 d自来水，结果显示脱氯1 d和脱氯4 d自来水的监测结果无差异。结果表明，诱蚊诱卵器监测4和7 d的结果差异不是因为放置天数增加诱蚊诱卵器内添加的自来水自然脱氯时间增加而引起的。在诱蚊诱卵器实际监测中采用脱氯1 d自来水即可达到效果。

放置7 d的诱蚊诱卵器阳性率高于放置4 d，且放置4、7 d的结果呈正相关，这一结果与2016和2017年上海市青浦区诱蚊诱卵器监测结果一致(潘引君等，2016)。本次研究还发现不同监测区域间，放置4、7 d结果阳性率比值存在差异，其中区域丙放置4、7 d诱蚊诱卵器阳性率均低于其他3个监测区域。使用每个诱蚊诱卵器放置4、7 d结果的阳性率为变量，群集数为4组的K-means聚类分析结果中，聚类结果第3组的4、7 d的平均阳性率都较低，且36.67%分布于区域丙，为4个研究区域中最高，提示诱卵器放置后4 d与7 d的差异与放置的地点有关。

聚类分析的目的是根据某种相似度度量对数据集进行划分，是一种非监督机器学习方法。本研究依据4、7 d结果的不同关联聚类分析诱蚊诱卵器监测数据。聚类分析结果说明，区域丙放置7、4 d阳性率比值最大，为1.57(表2)。相较于白纹伊蚊密度较高的区域，在相对较低的区域，使用7 d诱蚊诱卵器监测方法比4 d的监测更敏感，更有利于监测工作的开展。因此根据本研究结果建议，4、7 d的诱蚊诱卵器监测都可用于白纹伊蚊密度监测，在密度较低时更应开展7 d的监测工作。

本次研究结果显示，不同研究区域间放置4、7 d的诱蚊诱卵器阳性率比值存在差异，分析原因可能是与区域绿化率和植被种类有关，绿化率高且高大乔木多区域阳性率高一是因为高大乔木具有遮风挡雨作用，尤其是7～9月份为上海市台风季节，高大树木可减少台风对低矮灌木的影响；二是高大乔木具有遮阳作用，白纹伊蚊栖息环境喜欢潮湿阴暗处。这些结果为今后的研究提供了参考，进一步的研究应集中在寻找不同微环境对诱卵器放置结果的影响。

综上，诱蚊诱卵器放置4、7 d监测结果差异显著，且不同监测区域间这种差异存在不同。