孫建平， 胡文海， 陳若塵， 徐大永

(1.池州學(xué)院 地理與規(guī)劃學(xué)院，安徽 池州 247100；2.池州學(xué)院 旅游與歷史文化學(xué)院，安徽 池州 247100；3.池州市規(guī)劃勘測設(shè)計總院有限公司，安徽 池州 247100)

2019年12月，湖北省武漢市發(fā)現(xiàn)病毒性肺炎病例，該病毒隨后被證實為是一種新型冠狀病毒[1]。世界衛(wèi)生組織(WHO)將其命名為2019-nCoV，將該病毒感染的肺炎命名為“COVID-19”。截至目前(2020年4月27日)，我國累計報告確診新冠肺炎84341例，全球累計報告確診2964543例，對公眾健康產(chǎn)生了重大影響。

近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者對多種傳染病的分布特征和發(fā)展趨勢進行了豐富細致的研究。Osmani M G、Qiu J、董雯、李會等學(xué)者研究了不同區(qū)域禽流感疫情的時空分布特征[2～5]，宗躍光、韓衛(wèi)國、胡碧松等學(xué)者研究了SARS疫情的時空分布和空間集聚情況[6～12]。但目前關(guān)于新冠肺炎的相關(guān)研究相對較少，武文韜等分析預(yù)測了廣東省新型冠狀病毒肺炎疫情流行趨勢[13]，王英鑒等分析了上海市新型冠狀病毒肺炎發(fā)病趨勢[14]，楊雨琪等分析了重慶市新型冠狀病毒肺炎疫情分布情況[15]，陳一凡等從全國層面分析了新型冠狀病毒肺炎發(fā)病趨勢[16]，王宣焯等對廣東省新型冠狀病毒肺炎早期流行與時空分布情況進行了研究[17],王志心等基于機器學(xué)習(xí)手段對新型冠狀病毒疫情進行分析及預(yù)測[18]，周濤等參考SARS的流行病學(xué)關(guān)鍵參數(shù)，對新型冠狀病毒感染肺炎的基本再生數(shù)進行了估計[19]。研究尺度上主要包括國家級、省級和市級尺度，鮮有縣級尺度的相關(guān)研究，研究內(nèi)容上主要是對新冠疫情分布特點和發(fā)展趨勢的分析和預(yù)測，鮮有對疫情空間聚集模式的探索。

安徽省2020年1月22日首次報告確診新冠肺炎病例，截至4月27日，累計報告確診病例990例，確診病例數(shù)較多，居全國第六位。安徽省與湖北省交界，人流車流往來密集，疫情防控難度較大。鑒于此，文章以安徽省為研究區(qū)域，從縣級尺度分析新冠肺炎疫情的時空格局和空間集聚模式，希望為安徽今后的防疫工作提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

文章所用數(shù)據(jù)均來自安徽省衛(wèi)生健康委員會(以下簡稱“安徽省衛(wèi)健委”)和安徽省各市衛(wèi)生健康委員會網(wǎng)站公開發(fā)布的官方數(shù)據(jù)。2020年2月28日—2020年4月27日安徽省無新增確診病例，因此文章數(shù)據(jù)所選擇的時間范圍為2020年1月22日—2020年2月27日。考慮到1月22日累計確診病例不足10例，2月19日—2月27日期間，共新增確診病例4例，日新增確診病例不超過1例，統(tǒng)計學(xué)意義不明顯，因此進行標準差橢圓和空間自相關(guān)分析的數(shù)據(jù)時間范圍為2020年1月23日—2020年2月18日。需要說明的是，部分病例來自外省，無居住位置信息，或者病例信息未確認行政歸屬，分析時將這些數(shù)據(jù)剔除，最終得到累計報告新冠肺炎確診病例944例。

1.2 研究方法

空間分析方法可以評價分析疫情的空間特征和時空格局，揭示疫情變化的方向和集聚模式。文章主要采用標準差橢圓、Moran’s I指數(shù)和熱點分析等方法進行分析。

1.2.1 標準差橢圓 標準差橢圓是一種定量分析空間整體分布特征和時空格局演變的空間統(tǒng)計方法。主要包括橢圓的長半軸、短半軸、橢圓中心和方位角等參數(shù)。長半軸表示的是數(shù)據(jù)分布的方向，短半軸表示的是數(shù)據(jù)分布的范圍，長短半軸的值差距越大(扁率越大)，表示數(shù)據(jù)的方向性越明顯，反之，二者越接近，表示方向性越不明顯。橢圓中心反映整個數(shù)據(jù)在空間上的相對位置。方位角反映數(shù)據(jù)的主要趨勢方向。標準差橢圓中心的計算公式為

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1.2.2 空間自相關(guān)分析 通過空間自相關(guān)分析，判斷新冠肺炎疫情是否具有空間集聚特征，具體包括全局空間自相關(guān)分析和局部空間自相關(guān)分析。

1)全局空間自相關(guān)分析——Moran’s I指數(shù)。全局空間自相關(guān)用以揭示某種現(xiàn)象在空間上是否存在集聚性。文章采用Moran’s I指數(shù)為測算指標[20]進行全局空間自相關(guān)分析，對權(quán)重進行了行標準化的前提下，Moran’s I指數(shù)在-1.0 到1.0之間。如果統(tǒng)計顯著性的 Moran’s I 指數(shù)值為正，表示空間正相關(guān)，呈聚類趨勢；為負表示空間負相關(guān)，呈離散趨勢；等于零則表明空間呈隨機性。其計算公式如下：

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圖1 安徽省新冠肺炎病例(新增確診、累計確診)變化趨勢Fig.1 Trends of COVID-19 Pneumonia cases (new cases and cumulative confirmed cases) in Anhui Province

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2 安徽省新冠肺炎縣域時空格局分析

2.1 安徽省新冠肺炎確診病例時間變化

圖2 安徽省新冠肺炎累計確診病例的時空分布Fig.2 Spatiotemporal distribution of cumulative confirmed cases of COVID-19 in Anhui Province

安徽省于1月22日首次報告確診新冠肺炎病例4例，病例均有武漢市居住或旅游史。1月22日至2月27日期間日新增確診病例和累計確診病例變化趨勢如圖1所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，自首例新冠肺炎病例確診以來，日新增病例數(shù)逐漸增加，2月6日新增病例74例，到達高點，2月7日起日新增病例數(shù)呈現(xiàn)波動下降趨勢。

2.2 安徽省縣域新冠肺炎確診病例的時空分布特征

截至2月27日，新冠肺炎疫情已擴散至全省86個區(qū)縣，黃山市黃山區(qū)等19個區(qū)縣尚未報告確診病例?；贏rcGIS10.5軟件繪制1月23日、1月28日、2月6日和2月27日四個時間斷面下各區(qū)縣累計確診病例時空分布圖，如圖2所示，可以發(fā)現(xiàn)安徽省各區(qū)縣新冠肺炎確診病例的時空分布情況和變化趨勢。截至1月23日，13個區(qū)縣報告確診新冠肺炎病例14例；截至1月28日，超過一半?yún)^(qū)縣報告確診病例，其中阜南縣、肥東縣、和縣確診病例數(shù)較高，超過8例，說明新冠肺炎疫情在全省迅速擴散蔓延；截至2月6日，85個縣域報告確診病例，其中蚌埠市龍子湖區(qū)確診病例數(shù)為31例，居確診病例數(shù)首位，阜南縣、臨泉縣、瑤海區(qū)、蚌山區(qū)、和縣和利辛縣確診病例超過20例，渦陽縣等16個縣域匯報確診病例超過10例，說明新冠肺炎疫情防控形勢嚴峻，疫情防控工作到了最關(guān)鍵的階段；截至2月27日，報告確診新冠肺炎病例的區(qū)縣為86個，較2月6日增加1個，說明疫情防控顯現(xiàn)初步成效，疫情傳播范圍得到了控制，蚌山區(qū)(包括經(jīng)開區(qū))確診病例51例，居確診病例數(shù)首位，瑤海區(qū)、龍子湖區(qū)、臨泉縣、利辛縣報告確診病例數(shù)超過40例，阜南縣、禹會區(qū)確診病例數(shù)超過30例，確診病例數(shù)較高的區(qū)縣主要集中在蚌埠、合肥、阜陽、亳州等市。

2.3 安徽省縣域新冠肺炎發(fā)病率的時空分布特征

圖3 安徽省新冠肺炎發(fā)病率的時空分布Fig.3 Spatiotemporal distribution of cumulative incidence of COVID-19 in Anhui Province

考慮到人口規(guī)模差異對各區(qū)縣新冠肺炎疫情防控工作難度有一定影響，基于《2019安徽統(tǒng)計年鑒》中的各區(qū)縣2018年常住人口計算各區(qū)縣新冠肺炎發(fā)病率，基于ArcGIS10.5軟件繪制1月23日、1月28日、2月6日和2月27日四個時間斷面下各區(qū)縣發(fā)病率時空分布圖，如圖3所示。截至2月16日，發(fā)病率最高的是蚌埠市的龍子湖區(qū)、蚌山區(qū)和禹會區(qū)，分別為20.54/10萬，12.53/10萬和9.52/10萬，其次是霍山縣、和縣、瑤海區(qū)和淮上區(qū)，超過0.45/10萬。蕭縣、宣州區(qū)、貴池區(qū)和定遠縣發(fā)病例較低，其中定遠縣和貴池區(qū)較早匯報確診病例，但疫情控制效果較好，沒有擴散，發(fā)病率分別為0.12/10萬和0.15/10萬。

2.4 安徽省縣域新冠肺炎方向分布特征

圖4 安徽省新冠肺炎疫情標準差橢圓和中心空間分布Fig.4 Standard deviation ellipse and center distribution of COVID-19 in Anhui Province

為了定量分析安徽省新冠肺炎疫情分布的方向特征和變化趨勢，計算2020年1月23日—2月18日疫情標準差橢圓，結(jié)果如表1所示?；贏rcGIS10.5軟件繪制1月23日、1月28日、2月3日、2月8日和2月18日5個時間斷面下的標準差橢圓和橢圓中心分布圖，如圖3所示?？梢钥闯?，標準差橢圓旋轉(zhuǎn)角在132.50°～155.18°之間波動，扁率在0.3954～0.4522之間波動，保持較高的值，說明新冠肺炎疫情在空間分布上存在較強的方向性，整體呈西北-東南方向分布。1月23日至1月28日，疫情嚴重區(qū)縣主要分布在位于中部的合肥市和西北部的阜陽市，標準差橢圓旋轉(zhuǎn)角波動性變化， 1月28日至2月8日旋轉(zhuǎn)角逐漸順時針偏移，可能與蚌埠市部分區(qū)縣確診病例數(shù)逐漸增多有關(guān)，導(dǎo)致合肥-阜陽方向出現(xiàn)分散效果，2月8日后趨于平穩(wěn)，集中在155°左右。標準差橢圓面積呈先擴張后收縮態(tài)勢，1月24日至1月28日，標準差橢圓范圍快速增加，說明疫情在迅速擴散，影響范圍不斷擴大，1月28日至2月4日橢圓面積高于6萬平方千米，覆蓋皖北、皖中大部分和皖南部分區(qū)縣，之后橢圓面積開始收縮，說明雖然日新增確診病例數(shù)還在增高，但疫情覆蓋范圍沒有隨之?dāng)U大，部分區(qū)縣疫情得到控制，橢圓面積收縮的過程中，橢圓中心迅速向西北方向移動，共移動45.89千米由皖中的肥西縣移動至皖北的壽縣，皖南區(qū)縣逐漸退出標準差橢圓范圍，皖北地區(qū)橢圓邊界變化不明顯，說明皖南大部分區(qū)縣疫情得到了控制，皖北和皖中地區(qū)部分區(qū)縣依然是疫情高發(fā)區(qū)。需要注意的是位于皖北、皖中東部和東北部的烈山區(qū)，來安縣、蕭縣、南譙區(qū)、明光市、五河縣和天長市等區(qū)縣，與標準差橢圓方向不一致，疫情相對較輕。2月8日后橢圓變化較小，說明疫情得到控制，達到一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，橢圓內(nèi)部的部分區(qū)縣成為疫情高發(fā)區(qū)域，橢圓外面大部分區(qū)縣風(fēng)險降低。

表1 安徽省新冠肺炎疫情標準差橢圓參數(shù)Table 1 Standard deviation ellipse parameters of COVID-19 in Anhui Province

3 安徽省縣域新冠肺炎空間集聚模式及演化態(tài)勢

3.1 全局自相關(guān)分析

計算2020年1月23日至2月18日新冠肺炎確診病例的Moran’s I指數(shù)，并進行|Z|>1.96且P<0.05，置信度為 95%的顯著性水平檢驗，1月23日至1月29日Moran’s I指數(shù)沒有通過顯著性檢驗，呈隨機分布，1月30日起表現(xiàn)出空間集聚性，1月30至2月18日Moran’s I指數(shù)計算結(jié)果如表2所示，Moran’s I統(tǒng)計值全部大于0，介于0.1365～0.4884之間，呈遞增趨勢。說明安徽省縣域疫情分布情況為空間正相關(guān)，表現(xiàn)出明顯的空間集聚性。2月8日Moran’s I指數(shù)迅速增加后一直保持較高的值，說明2月8日之后空間集聚態(tài)勢較強且保持相對平穩(wěn)的態(tài)勢，這與標準差橢圓于2月8日起面積趨于穩(wěn)定的分析結(jié)果相吻合。

表2 安徽省新冠肺炎疫情 Moran’s I指數(shù)Table 2 Moran’s I index of COVID-19 in Anhui Province

3.2 熱點分析

對1月23日至2月18日安徽省各區(qū)縣日新增確診病例數(shù)據(jù)進行熱點分析，在95%置信度下，熱點區(qū)縣數(shù)量由1月23日至2月5呈增加態(tài)勢，2月5日熱點縣域數(shù)量達到峰值后波動性下降?；贏rcGIS10.5軟件對1月23日、1月30日、2月5日和2月18日四個時間斷面下各個縣域的G指數(shù)分析結(jié)果進行可視化處理，如圖5所示?？梢园l(fā)現(xiàn)1月23日，合肥大部分區(qū)縣和六安市的裕安區(qū)、金安區(qū)報告了確診病例，為初期新冠肺炎集中爆發(fā)區(qū)，即熱點區(qū)域，需要說明的是肥西縣當(dāng)時雖然沒有確診病例，但是被蜀山區(qū)、包河區(qū)和金安區(qū)等確診新冠肺炎區(qū)縣包圍，爆發(fā)疫情可能性較大，也屬于熱點區(qū)域。隨著疫情的發(fā)展，熱點區(qū)縣的數(shù)量呈上升態(tài)勢，空間位置也在不斷變化，1月30日熱點區(qū)縣由合肥、六安部分區(qū)縣逐漸轉(zhuǎn)為合肥、蚌埠、阜陽和亳州的部分區(qū)縣，2月5日熱點區(qū)縣數(shù)量達到峰值23個，說明此時高風(fēng)險區(qū)縣數(shù)量最多，這與2月6日新增確診病例達到峰值相吻合，2月5日后熱點區(qū)縣數(shù)量波動性下降，說明高風(fēng)險區(qū)縣數(shù)量不斷減少， 2月18日熱點區(qū)縣數(shù)量降至3個，主要分布在六安市和阜陽市，說明此時大部分區(qū)縣疫情得到了控制，但高風(fēng)險區(qū)縣仍然存在，需要有關(guān)部門重視。

圖5 安徽縣域新冠肺炎熱點分析結(jié)果Fig.5 Results of hot spot analysis of COVID-19 in Anhui Province

4 結(jié)論

從時間和空間兩個維度分析安徽省各區(qū)縣新型冠狀病毒肺炎疫情分布特征和集聚模式，揭示安徽省疫情發(fā)展態(tài)勢。結(jié)果表明：

(1)截至2020年2月27日，安徽省新冠肺炎確診病例990例，分布于86個區(qū)縣，黃山市黃山區(qū)等19個區(qū)縣尚無新冠肺炎確診病例。自1月22日安徽省報告首例確診病例以來，日新增確診病例數(shù)波動性增加，2月6日到達高點，2月7日起呈下降趨勢。

(2)蚌山區(qū)報告確診病例51例，居確診病例數(shù)首位，瑤海區(qū)、龍子湖區(qū)、臨泉縣、利辛縣等區(qū)縣累計確診病例較高，超過40人。龍子湖區(qū)、蚌山區(qū)和禹會區(qū)，新冠肺炎發(fā)病率最高，分別為20.54/10萬，12.53/10萬和9.52/10萬，其次是霍山縣、和縣、瑤海區(qū)和淮上區(qū)，超過0.45/10萬。蕭縣、宣州區(qū)、貴池區(qū)和定遠縣發(fā)病率較低。

(3)疫情標準差橢圓呈西北-東南分布，逐漸順時針偏移，存在較強的方向性，橢圓面積呈先增加后降低趨勢，1月28日至2月4日橢圓面積高于6萬平方千米，受疫情影響范圍最大，覆蓋皖北、皖中大部分和皖南部分區(qū)縣，之后橢圓面積開始衰減，橢圓中心迅速向西北方向移動，共移動45.89千米，皖南地區(qū)部分區(qū)縣逐漸退出標準差橢圓范圍，說明皖南大部分地區(qū)疫情得到了控制，皖北和皖中地區(qū)部分區(qū)縣依然是疫情高發(fā)區(qū)。位于皖北、皖中東部和東北部的烈山區(qū)，來安縣、蕭縣、南譙區(qū)、明光市、五河縣和天長市等區(qū)縣，與標準差橢圓方向不一致，疫情相對較輕。2月8日后橢圓變化趨于平穩(wěn)，說明疫情已經(jīng)達到一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，橢圓內(nèi)部的部分區(qū)縣仍為疫情高風(fēng)險區(qū)域，橢圓外部大部分區(qū)縣風(fēng)險降低。

(4)Moran’s I指數(shù)分析顯示，疫情分布自1月30日起呈現(xiàn)明顯的空間集聚性，集聚效果波動性增強，2月8日后趨于穩(wěn)定。熱點分析發(fā)現(xiàn)高風(fēng)險區(qū)縣數(shù)量呈先增加后波動性降低趨勢，2月5日達到峰值，2月18日降至3個，說明大部分區(qū)縣疫情得到了控制。

隨著日后返鄉(xiāng)人員返程、學(xué)校開學(xué)、企業(yè)復(fù)工，生產(chǎn)經(jīng)營和物流運輸活動增多，疫情防控工作即將面臨著新的挑戰(zhàn)，疫情防控形勢依然復(fù)雜和嚴峻。希望此分析能為安徽省相關(guān)部門進行區(qū)域風(fēng)險評估和疫情防控提供參考和依據(jù)。