浙江省新冠肺炎疫情县域关联强度及扩散特征研究

2022-03-17宋锋华常欢欢王茹茹

统计理论与实践 2022年1期

宋锋华常欢欢王茹茹

（新疆财经大学经济学院，新疆乌鲁木齐 830012）

一、引言

因新冠肺炎疫情的暴发，中国2020年一季度GDP同比下降了6.8%。但相较于经济发展的暂时停滞，疫情对人民的生活和健康造成影响才是最大威胁，因此习近平总书记强调要抓紧抓实常态化疫情防控工作。各省市自治区对疫情防控采取了不同措施，浙江以高效和务实的态度及时对新冠肺炎疫情防控作出了针对性极强的对策。2020年1月23日在全国率先实行了重大公共事件一级响应，推出了十大最严措施。经过严格防控，在1月29日新增确诊病例达到峰值后，到2月23日，浙江全省已经实现了对疫情的有效控制，复工复产也开始稳步推行。为了总结浙江省在疫情防控上经验和措施，本文希望在评估浙江省疫情动态的基础上进一步分析疫情扩散的特征及其空间上的关联，以期寻求疫情扩散的规律，找出防控的重点，提出阻止疫情扩散的措施，为其他省份的防控和之后经济的恢复给出相应的意见和建议，也为未来可能出现的重大公共事件的应对方案做出经验总结。

二、文献综述

目前新冠肺炎疫情已经蔓延成全球性的公共卫生突发事件，到2020年4月27日，全球确诊人数已经超过了300万，死亡人数超过了20万。疫情给人类带来的巨大冲击使不同学科的科研人员不断关注疫情的各个方面，科研究人员也在不停地找寻减少疫情对人类自身健康和经济社会不利影响的方法。作为新型的冠状病毒，国外不少学者将其与13年前的SARS展开了对比，并使用地理信息系统、人口迁徙数据等讨论了地理信息系统支持抗击传染病和流行病的方式[1][2]。作为全球性的大流行病，从亚洲到欧洲再到美洲和非洲，世界各地都受到新冠肺炎疫情的影响[3][4]，也引发了学者对如何抗击新冠疫情的思考[5]。

目前，国内对新冠肺炎疫情的研究主要集中在医药卫生科技、社会管理、经济研究及信息科技发展等方面。作为公共卫生的突发事件，医药卫生受到了直接关注，从患者的临床特征及病机特点[6][7]，到如何降低医务人员感染风险发生率[8][9]，再到典型药物的治疗分析[10]，学者们从不同角度对新冠病毒产生的影响展开了研究。由于疫情的突发性，经济学者们将更多的分析放在了对疫情的定性分析上，研究集中在居民、企业和政府层面。如疫情对中国居民消费的影响和疫情后消费习惯的养成[11][12]、疫情对我国产业和企业的冲击[13][14]，以及对我国税收和财政的影响[15][16]。相反，学者对疫情给经济造成影响的定量化分析较少，这主要是数据的不足导致了研究缺乏合适的切入角度，但还是有少部分学者，从定量化的角度对疫情展开分析，如尹彦辉和孙祥栋等人（2020）利用新凯恩斯DSGE模型，研究了疫情对宏观经济的冲击，分析了疫情对宏观经济IDE影响[17]。王少华和王璐等人（2020）基于PSR理论模型，运用问卷调查、网络文本分析等方法研究了疫情对河南旅游业的影响[18]。刘勇和杨东阳等人（2020）则以1243例病例报告结合人口的流动分析了河南疫情扩散的特征[19]。此外，由于传统数据的实滞，为更好表征疫情对经济的冲击，部分学者利用互联网数据，使用仿真模型或者大数据展开对疫情影响的研究，分析了大数据与疫情防控和疫情扩散的关系[20]。

通过文献梳理发现，目前对新冠肺炎疫情的研究呈现暴发式增长的趋势，但是一方面这些研究主要还是以宏观政策讨论为主，难以量化病毒的扩散和疫情蔓延的趋势。另一方面，目前的研究也主要集中在国家、省市自治区层面，缺乏更加精细化的分析。2020年初浙江的疫情也较为严重，但是通过科学的防控和全社会的共同努力已经实现了对疫情的有效控制，因而找出病毒扩散的规律，寻求防控的最佳方法，可以为其他省份提供有效借鉴。

三、数据来源与研究方法

（一）数据来源

为细化新冠肺炎疫情对浙江各个县市的影响，增强分级防控的政策可行性，本文采用县一级的病例个体数据，研究时间为浙江2020年1月23日启动防控一级响应到2月23日基本控制疫情的一个月。需要说明的是，浙江目前有89个县级行政区，包括37个市辖区，19个县级市，32个县和1个自治县。在县市的选择上，本文参照《浙江统计年鉴》将部分市辖区合并为市区，因此研究单位数量缩减为74个[21]。各个县市的新冠肺炎确诊病例的数据来源于浙江省各个城市发布的疫情公告，由于统计时段的差异，部分数据会有细微出入。由于浙江省十里丰监狱出现的聚集性疫情的特殊性，不具备县域范围内的时空分析条件，这部分数据予以剔除，最终选择截止到2020年2月23日的1169个确诊病例展开分析。此外，在确诊病例中剔除未确定感染源的病例和缺失具体信息的病例，对1169个病例中的1142个详细病案例做结构、来源等深入分析。本文的所有地图均下载于国家测绘地理信息局标准地图服务网站，根据审图号为GS（2016）2556号的标准地图制作，且底图无修改。

（二）研究方法

对新冠肺炎疫情的病例做归纳处理。首先从病例的数量、性别、年龄等角度做归纳总结，尽可能全面地表征新冠肺炎病例，找出浙江病例的特点、地区分布数量等信息。再通过将扩散及输入病例分类的连续性时间变化，反映出各个县域的防疫成效、拐点来临的时间快慢。最后，对地区风险进行分类划分以及动态调整。

使用探索性空间数据分析将搜集的病例放置到空间视角，利用全局数据分析，对新冠肺炎病例做空间上的趋势探索，为进一步找出新冠肺炎患者在县域上的联系强度和空间上的扩散特征做数据验证的准备。

结合各个地区的地理距离和经济交流的强弱，可以分析出各个县域之间疫情联系的紧密程度。利用修正的引力模型，寻求各个地区新冠肺炎患者的空间联系强度，模型如下：

式（1）中，Iij为i地区与j地区之间的经济联系强度，Mi和Mj分别为地区的人口与GDP的几何平均数，dij为各个地区之间的距离系数，b为距离摩擦系数，G为经验常数，两者通常值分别取2和1[22]。

利用全局自相关和局部自相关的方法对县域病例空间分布上的联系进行分析。全局和局部的相关性相结合，既能够在全局范围表现出所分析对象的空间分布，又可以寻求分析对象在局部范围内的非典型特征，从而更加全面地表现新冠肺炎患者在空间分布上的关联性。全局和局部莫兰指数构建如下[22]：

式（2）中，IQ为全局莫兰值，莫兰值若大于0，则表示经济属性因相关而聚集，且越靠近1，表示集聚程度越高；若小于0表示负相关，且越靠近-1，表示经济属性因相异而聚集的程度越高。

式（3）中，Ij为局部莫兰值，ωij为权重矩阵，i为某地区。当通过检验且局部莫兰值大于0时，表示某区域与邻近位置属性相似，表现为“高—高”或者“低—低”集聚；当局部莫兰值低于0时，表示某区域与邻近位置属性相异，表现为“高—低”或者“低—高”集聚，且取值越大，地区的辐射范围越大。

四、实证结果与分析

（一）浙江省疫情全局分析

通过对浙江省1169个病例数据进行整理，结果如下：

如图1所示，从浙江省2020年1月17日发现第一例新冠肺炎确诊病例开始，全省病例增加呈缓慢上升趋势。而在1月23日开始启动重大公共突发卫生事件一级响应后，新冠肺炎确诊病例并未下降，因为输入性病例的存在，导致新增病例快速上升，在1月29日达到峰值。此后，确诊病例每隔一周会出现一个小的波峰，2月9日为最后一次反弹，在2月20日达到1169例的峰值。到2020年2月23日，浙江全省已实现3日无新增病例，疫情在此时已经得到了有效控制。综上，浙江省新冠肺炎疫情，呈现了“上升—下降”往复循环的波动趋势，但总体增加数量在2月3日后快速下降，病例增加与疫情传播感染的规律基本一致。

图1 2020年1月23日—2月23日浙江省新冠肺炎新增病例及总数情况汇总

据统计，1142个详细确诊病例中，男性占50.44%，女性占49.56%，说明男女感染的风险基本一致。从确诊病例的年龄构成看，14岁以下的少年儿童占2.1%，65岁以上占到确诊病例的14.4%，青壮年的确诊病例占总数的83.5%，一方面说明了新冠肺炎的全年龄段易感性，另一方面也说明人们并不会因为体质的强弱和抵抗力的高低而影响新冠肺炎感染率。由于全力治疗，超千名确诊病例中，死亡病例只有1例，为79岁的女性患者。对1142例确诊数据，做病源分析，得出浙江省新冠肺炎患者的来源如下：

如图2所示，其中输入性病例占总病例的43.3%，扩散性病例占总病例的56.7%，感染比为0.765，可以看出输入性病例传染性较大。另外，输入性病例和扩散性病例变动趋势不同，两者不同时段增加的数量有较大差异，前期输入性病例的增加大于扩散性病例的增加，1月31日后，扩散性病例的增加数量开始大于输入性病例的增加数量。值得关注的是，1月31日为浙江实施一级响应的一周后，这说明强力的防控政策取得了成效，输入性病例逐步被控制。输入性和扩散性病例的数量变化在一级防控响应提出的两周内变动仍比较剧烈，两周后开始有明显的下降趋势。对比图1，输入性患者的增加使省内确诊数量出现小的波峰，有力的防控措施对疫情的阻断效果明显，但是效果一般在两周以上显现，因而需要地方政府有持续防控的决心。

图2 2020年1月23日—2月23日浙江省新冠肺炎输入及扩散性病例情况汇总

如图3，各个城市输入性病例与扩散性病例占比各有不同，杭州市、宁波市、温州市以扩散性病例为主，分别占所有病例的57%、72%和66%，这主要是由于其输入性病例较多，导致后期防止扩散性病例进入的难度加大。其余城市，确诊病例以输入性病例为主，且占比与确诊总人数基本属于正相关的关系，舟山市、丽水市、绍兴市和湖州市的扩散性病例占比均在25%以下，本地疫情的防控效果较好。

图3 2020年1月23日—2月23日浙江省各个城市新冠肺炎确诊病例的输入型与扩散型病例占比

（二）城市疫情联系强度

除了整体分析，为进一步表征浙江各城市之间的疫情联系强度，需要通过引力模型找出各城市之间疫情的空间关系，以此找到各城市之间的防疫重点，对强联系城市重点布控，在疫情后期可以从弱联系城市之间的经济交流正常化开始，逐步开放强联系城市之间的交流，合理优化各个城市防疫力量的分配，具体联系如图4所示：

图4 浙江省各城市疫情关联强度（左a：2020年1月23日右b：2020年2月23日）

如图4（a）所示，在2020年1月23日浙江省开始一级防控响应时，杭州市、温州市、宁波市和台州市之间的联系强度已经比较高，且这四个城市分属于浙北、浙南、浙东，除了浙江中部和西部外，其余地区都将较大程度地受到这四个城市的影响。由于这四个城市在浙江省内经济发展较好，对外人员流动以及经济交流频繁，给疫情防控带来了较大挑战，这一点从浙江有较多确诊病例是省内流动带来的就可以看出。经过一个月的重点防控，到2020年2月23日（图4b），除嘉兴市、金华市与其他城市的联系强度加强以外，其余地区基本处于一个月前的状态，仍以弱联系为主。加之此时浙江省每日新增确诊病例数量连续多日为0，复工复产应同步进行，省内弱联系之间的城市经贸交流可以适当放开，为最终全面复工复产做好相应准备。

图 5 浙江省各县域疫情风险变化分析（左a：2020年1月23日右b：2020年2月23日）

（三）各个县域疫情风险变化分析

为更深入分析浙江疫情在各个地区的扩散以及空间联系，因地制宜，精细化防控，以浙江省所有县域的疫情发展情况为例，做空间上的探索性分析。依据自然断裂法，结合已有的划分标准，将5例以下定义为低度疫情区，5—10例定义为中度疫情区，11—20例定义为高度疫情区，20例以上定义为重度疫情区，从而可以看到浙江省各个县域疫情程度。通过分析得出以下结论：

如图（5a），武汉于2020年1月23日宣布“封城”，此时浙江只有温岭市超过10例确诊病例。浙江随后在全国范围内率先启动重大公共突发卫生事件一级响应，即便如此，到了2月23日，如图（5b）所示，全省仅安吉、淳安等13个县市没有确诊病例，占浙江省县域总数的17.6%，其余县市均出现了新冠肺炎确诊病例。低疫情区集中在湖州市、衢州市、丽水市和嘉兴市，主要为浙北和浙西地区，嘉兴与湖州城市人口较少且人员流动慢，衢州市和丽水市多山多水，地形复杂，对外交流相对较少，使确诊病例相对于其他城市较少，以上四个城市的自然和经济条件使病毒的扩散传播缺乏有利环境。

相较于1月23日，到了2月23日，浙江省的中度疫情地区、高度疫情地区和重度疫情地区的数量大幅增加。嘉善、上虞、余姚、浦江、青田、庆阳、文成、天台、临海、苍南等20个县市为中度疫情地区，占浙江省县域总数的27.03%。萧山区、东阳市、义乌市、宁海县、仙居县、泰顺县等9个县市区为高度疫情地区，占浙江省县域总数的12.2%。嘉兴市区、杭州主城区、宁波市区、台州市区、温州市区、绍兴市区以及永嘉县、乐清市、平阳县等14个县市为重度疫情地区，占浙江省县域总数的18.9%。从各个县域疫情严重程度来看，浙江省中度疫情以上的县域占比达到58.13%，占比最大，但分县域看，重度及高度疫情区主要集中在浙江省的东南沿海地区，以温州市和台州市的疫情最为严重，其余宁波、嘉兴、杭州等城市的城区也较为严重。综上所述，浙江省县域的疫情由东南向西北递减，由沿海向内陆递减，总体呈现由东向西的“重度—高度—中度—低度”的推进模式。

随着时间推移，浙江省各个县域的防疫重点和疫情风险的高低随之发生变化，确诊病例总量波动下降，各个县域每日新增量稳步下降，2月16日，全省确诊病例首次降到5例以下。通过对比1月23日开始实施一级响应时的各县确诊病例人数与2月23日的确诊人数可以看出浙江一个月来各县新冠肺炎确诊病例的数量增加值，但是难以深入分析各个地区病例数量增减的波动情况，以及确诊病例分布的离散程度。因此，通过分析各个县域无新增病例的天数并结合每日新增病例的标准差可以较好地弥补之前分析的不足，更好地分析出各个县域疫情风险的变化情况。具体分析结果如图6所示：

图6 左a：浙江无新增病例天数县域情况图右b：浙江县域疫情波动情况图

如图6（左a），各个县域无新增病例的天数与其确诊病例数在空间的分布上基本一致，与想象中的严重程度不同，所有县区中，只有温州市区无新增病例天数在10天以内，无新增病例在22天以上的县区一共有59个，占到浙江省总县域数量的79.73%，说明大部分地区病例增加只集中在小段时间内，疫情防控及时，且效果较为良好。再看图6（右b），日新增病例波动较大的区域也是确诊病例数量较多的区域，确诊病例数量越多，波动幅度越大，波动幅度大的区域集中在温州市、台州市、杭州市以及宁波市，处于波动区以及剧烈波动区的县区只占到浙江省所有县区的15%。

对比图（5a）、图（5b）的分析结果，从各个县区的无新增病例天数和新增病例的标准差这两个角度分析可以看出，浙江省整体的疫情防控效果并不差，最终显示的确诊情况较为严重主要是由于各个县区在小段时间内增加的确诊病例过快导致，因而通过图6（左a）、图6（右b）可以较为全面地了解浙江各个县区的防疫效果。综上所述，2020年初浙江省的大部分县区都受到了新冠疫情影响，但具体看来，由于防控措施的及时性以及防控力度的持续加强，使疫情没有在浙江失去控制。

（四）县域疫情扩散特征与空间联系

最后对县域疫情做全局上的趋势分析，通过全局莫兰分析方法，观察确诊病例空间上的动态变化，具体结果如下：

如表1所示，患者在县域上的分布具有空间上的正相关性，确诊病例在空间上存在显著的集聚特征。在 1月 23日莫兰值为 0.1045，1月 26日达到了0.2497，但是可以明显看出，随着时间推移，这种空间上相关性的程度不断降低，2月13日以后，确诊病例的分布空间特征已不明显。作为流行性传染病，前期明显的集聚性特征说明新冠肺炎传染能力较强，对周边地区的影响大。这主要是第一代病毒携带者在省内又经过了二次传染，使确诊人数随人口流动而快速增加。浙江实施了积极的防控政策之后，输入性病例的源头被切断，能够有效阻断新冠肺炎的传播，且此时的确诊病例以扩散性病例为主，防控重点由对外向对内转变。确诊病例在空间上的联系大大减弱，证明了防控的及时性和必要性。从输入性和扩散性的病例峰值来到的时间也可以看出，扩散性病例增加的峰值在输入性病例增加峰值的一周后来到，因而更加说明防控政策必须持续较长一段时间，达到效果需要一周甚至更长时间。

表1 全局莫兰指数分析结果

除了全局上的分布，通过局部的莫兰指数可以观察到确诊病例在局部范围的空间特征。

如图7所示，空间上局部的集聚与病例的整体分布呈现总体相异、局部相似的特点。疫情初期，热点区域主要集中在台州市，台州市北接宁波，南临温州，临海、温岭和黄岩三县市是浙江省初始的疫情“高—高”集聚区。随着时间的推移，高值热点区逐渐转移到了温州市。作为浙江省内疫情最严重的地区，温州市的永嘉县、玉环市、乐清市、瑞安市等出现了疫情“高—高”集聚，值得注意的是，台州的温岭市同样是疫情的“高—高”集聚区，说明台州和温州两市已经出现新冠肺炎疫情的跨市集聚，这两个城市以及相应的县区应当成为防控重点。同样，由百度地图的迁移大数据可知，仅在1月23日，武汉市进入台州市和温州市的人员分别占到这两个市进入总人口的0.54%和0.9%。且武汉市为台州市第20位迁入地城市，为温州市第18位迁入地城市，前期的输入性病例使台州市、温州市成为浙江省“高—高”集聚的热点城市。综上，高值热点区主要在浙江的东南部沿海地区形成了集聚，并向南部蔓延，范围随时间扩大。

图7 局部空间相关性分析结果

在其他县域如桐庐县、慈溪市以及部分城市的城区呈现高值的态势，分布较分散，局部范围内并未出现明显的集聚现象，这些县域的防控措施有力得当，疫情被有效阻隔。温州市的玉环市和瓯海区为冷点区，虽然这两个地区距离疫情高值区较近，但其仍为冷点聚集，有效的防控措施及时阻断了疫情在更大范围的传播，避免了周边高值地区对本地区的影响，取得了较好的防控效果。其余县区没有呈现明显的疫情集聚态势，说明全省范围的严格防控措施对疫情的阻断起到了关键作用，分县防控政策的实施也是浙江新冠肺炎疫情被有效控制的关键原因。

五、结论与建议

（一）结论

通过对浙江省截止到2020年2月23日的1169例新冠肺炎确诊病例的数据分析，利用空间探索性数据方法，从确诊病例的总量、结构（年龄结构和性别结构）、来源（输入性病例和扩散性病例）等多角度表征浙江省疫情的总体情况。通过引力模型分析各个城市之间疫情的联系强度，以全局和局部莫兰指数分析浙江省县域之间疫情的扩散和空间联系，得出结论如下：

第一，浙江省的新冠肺炎确诊病例数量呈现发生到快速增长再到稳定的“S”形增长趋势，在浙江实施重大公共事件一级响应两周后，疫情趋于稳定，每日新增确诊病例数量直线下降。性别对是否感染新冠肺炎的影响较小，且新冠肺炎属于全年龄段易感，但由于外出工作和学习的需要，导致感染人群主要集中在青壮年，输入性病例以青壮年为主，儿童与老年病例主要为扩散性病例。

第二，输入性和扩散性病例各个城市占比不同，杭州市、温州市、宁波市以扩散性病例为主，其余城市均以输入性病例为主。作为浙江省确诊病例最多的城市，温州市防控有力，扩散性病例没有进一步增加，整个城市的疫情得以较快控制。在城市间的联系层面上，要切断强联系城市与其他地区的联系，因此要将防控力量和重点放在杭州市、宁波市、温州市和台州市这四个城市上。

第三，深入浙江省县域层面可以发现，大部分的县域防疫效果较好，疫情的蔓延时段较为集中，且持续时间不长，并没有出现特别严重的暴发，疫情得到及时且有效的控制，疫情较为稳定，疫情风险的分布趋势主要为由东向西递减、由东南向西北递减。

第四，疫情在全局存在正的相关关系，但是随着防控力度的加强，空间的相关关系强度不断降低，并在2月13日后确诊病例的全局相关性不再显著，这和防控力度不断加强、防控效果逐步显现有关。从局部看，疫情的热点区集中在浙江省的东南沿海，大部属于温州市和台州市，其余区县未形成明显的冷热点区域，这也反映了浙江省的疫情只在局部出现了扩散，而整体上并未存在明显的集聚效应。