廖菊陽(yáng)裴男才劉艷祁承經(jīng)張娟李巧云王玲

生物多樣性與人居健康交互關(guān)系綜述

廖菊陽(yáng)1, 3, 5, 裴男才2, 劉艷3, 5, 祁承經(jīng)4,*, 張娟3, 5, 李巧云3, 5, 王玲3, 5

1. 北京林業(yè)大學(xué), 北京 100083 2. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所, 廣州 510520 3. 湖南省植物園, 長(zhǎng)沙 410116 4. 中南林業(yè)科技大學(xué), 長(zhǎng)沙 410004 5. 湖南長(zhǎng)株潭城市群森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站, 長(zhǎng)沙 410116

生物多樣性對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及維護(hù)人類(lèi)健康產(chǎn)生積極的作用, 保持生物多樣性對(duì)減少社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失、維護(hù)人類(lèi)健康具有重要的意義。本章論述了生物多樣性增加或喪失對(duì)傳染病發(fā)生和傳播的影響、傳染病特點(diǎn)及其危害。重點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)生物多樣性變化及傳染病加劇的原因進(jìn)行分析, 探究了土地利用變化、飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展、野生動(dòng)物貿(mào)易、外來(lái)入侵種、社會(huì)生態(tài)背景對(duì)傳染病傳播的影響。針對(duì)上述問(wèn)題提出對(duì)策和措施, 為進(jìn)一步加強(qiáng)和應(yīng)對(duì)傳染病, 營(yíng)造人居健康環(huán)境提供了科學(xué)的基礎(chǔ)依據(jù)。

生物多樣性; 疾病; 土地利用變化; 野生動(dòng)物貿(mào)易; 外來(lái)物種

0 前言

2010年6月, 政府間生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)科學(xué)政策平臺(tái)(IPBES)參照政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)成立, 旨在評(píng)估地球生物多樣性的變化如何蒂造人類(lèi)福祉, 而人類(lèi)福祉首先是維護(hù)自身健康無(wú)病。地球上三分之二的遺傳多樣性都存在于單細(xì)胞生物中, 微生物多樣性是廣闊而神秘的世界, 雖肉眼不可見(jiàn), 但內(nèi)在的潛力無(wú)窮。人體中約90%的細(xì)胞是微生物。傳染病的病原體大多歸于細(xì)菌和病毒, 如2019年底至今在全球范圍內(nèi)傳播的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19), 以及歷史上人類(lèi)社會(huì)曾出現(xiàn)過(guò)多次重大疫情, 如霍亂、天花、鼠疫。人類(lèi)與細(xì)菌之間相互作用相互聯(lián)系一直被人類(lèi)高度關(guān)注, 自然界生物多樣性與人居健康交互關(guān)系也日趨成為公眾關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。

生物多樣性在人類(lèi)健康方面具有重要意義, 包括為人類(lèi)提供一定的醫(yī)藥資源、通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)維持生物圈生態(tài)平衡來(lái)維護(hù)人類(lèi)健康等。目前對(duì)于生物多樣性對(duì)傳染疾病的影響研究較少, 因此本綜述主要對(duì)生物多樣性變化對(duì)傳染病出現(xiàn)和傳播影響進(jìn)行評(píng)述, 著重論述新發(fā)傳染病、人畜共患病等疾病對(duì)自然生境和生物多樣性的急劇喪失的響應(yīng)。此外還分析了土地利用變化、飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展、野生動(dòng)物貿(mào)易、外來(lái)入侵種、社會(huì)生態(tài)背景下對(duì)新傳染病傳播的影響。最后, 進(jìn)一步針對(duì)傳染病傳播存在的問(wèn)題, 提出未來(lái)研究展望, 為今后預(yù)警、預(yù)告?zhèn)魅静〉陌l(fā)生提供重要的科學(xué)理論依據(jù)和參考。

1 疾病發(fā)生和傳播概述

傳染病對(duì)人類(lèi)健康和生物多樣性都具有重要影響, 其病原體攜帶的細(xì)菌或病毒對(duì)人類(lèi)造成重大傷害, 但也對(duì)某些物種及其生態(tài)系統(tǒng)功能的生物多樣性有所增益。微生物的多樣性和其它生物的相互作用可能是相克相成的, 同一種微生物對(duì)某些寄主可能是具有致病性, 但對(duì)其他寄主可能是有益的。例如植物物種和微生物之間有著良好的相互依賴(lài)關(guān)系; 共生生物在對(duì)抗病原體方面發(fā)揮著重要作用, 共生生物和生物多樣性的目標(biāo)不一致時(shí)可進(jìn)行調(diào)協(xié)。至于人為造成的全球變化, 如森林砍伐、采礦的采掘業(yè)、偷獵、入侵物種的引進(jìn)和城市發(fā)展應(yīng)都屬于生物多樣性喪失和傳染病發(fā)生的驅(qū)動(dòng)因素, 這也是導(dǎo)致傳染病發(fā)生的重要因素, 應(yīng)引起警惕和重視。

隨著疾病在全球范圍迅速傳播, 人為活動(dòng)使得患病的風(fēng)險(xiǎn)增加, 導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)空前增長(zhǎng), 如2003年的非典肺炎(SARS)造成人身直接醫(yī)療缺失達(dá)300—500億美元, 1998年的尼帕病毒超過(guò)5億美元。此外, 埃博拉疫情始于2013年12月, 但直到2014年3月才被衛(wèi)生當(dāng)局發(fā)現(xiàn)。據(jù)估計(jì), 在哺乳動(dòng)物中檢測(cè)85%的病毒多樣性的花費(fèi)為14億美元, 或10年以上每年1.4億美元。在過(guò)去的20年里, 僅僅是在人類(lèi)身上新出現(xiàn)的疾病的花費(fèi)就已經(jīng)達(dá)到了數(shù)千億美元, 中等發(fā)達(dá)地區(qū)財(cái)政開(kāi)支已捉襟見(jiàn)肘。

1.1 生物多樣性變化影響傳染病的消長(zhǎng)

1.1.1 生物多樣性增加導(dǎo)致傳染病減少

生物多樣性增加, 包括功能多樣性、遺傳多樣性和群落豐富性的增加, 能有效改善病原體的傳播, 并為傳染病調(diào)控提供一種新穎的低成本途徑。Raymundo等證明了珊瑚的營(yíng)養(yǎng)功能多樣性和疾病之間的聯(lián)系。一項(xiàng)對(duì)菲律賓中部14個(gè)島礁調(diào)查顯示, 礁魚(yú)的分類(lèi)學(xué)多樣性越豐富則珊瑚疾病的流行度越低。同樣, Johnson等證明, 隨著兩棲類(lèi)物種豐富度的增加, 有毒兩棲類(lèi)病原體寄生蟲(chóng)()的傳播減少了約50%。

生物體中充滿了微生物, 微生物群落組成的變化常與感染疾病有關(guān)。Chang等的研究發(fā)現(xiàn)反復(fù)感染難辨梭菌()的患者, 研究表明, 增加微生物多樣性可以預(yù)防感染。此外有研究表明小麥根系周?chē)奈⑸锶涸蕉鄻踊? 對(duì)抗病原菌銅綠桿菌()的侵襲能力越強(qiáng)。Laporta等基于一項(xiàng)模型研究提出, 溫血哺乳動(dòng)物數(shù)量增多, 熱帶森林中瘧疾的發(fā)生率可能減少。生態(tài)系統(tǒng)中大型食草動(dòng)物多樣性的喪失可能會(huì)導(dǎo)致巴爾通氏桿菌() 傳播風(fēng)險(xiǎn)增高, 這種效應(yīng)是由于嚙齒類(lèi)動(dòng)物數(shù)量的增加導(dǎo)致跳蚤載體攜帶的巴爾通氏桿菌感染增加。Derne等研究了以鼠作為潛在寄主的19個(gè)島嶼國(guó)家后指出, 隨著陸地哺乳動(dòng)物物種豐富度的增加, 鉤端螺旋體病發(fā)病率下降。

生物多樣性變化影響傳染病的消長(zhǎng), 主要是通過(guò)改變寄主和載體的組成和豐度, 從而影響寄生蟲(chóng)或病原體的行為, 并影響疾病的傳播。主要可能由于: (1) 寄主多樣性增加, 某些病原體傳播率會(huì)下降。(2) 捕食者消失, 導(dǎo)致草食寄主或載菌體的數(shù)量增加, 即病原體增加和傳播的風(fēng)險(xiǎn)增加。

1.1.2 生物多樣性喪失致使病原體傳播增加

生物多樣性的喪失會(huì)增加病原體的傳播和疾病的發(fā)病率, 這種模式在不同類(lèi)型的病原體、寄主的生態(tài)系統(tǒng)和傳播模式中均被發(fā)現(xiàn)(表1)。3項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn), 在美國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)多樣性減低與人類(lèi)患西尼羅腦炎的風(fēng)險(xiǎn)或發(fā)病率的增加有很強(qiáng)的相關(guān)性。鳥(niǎo)類(lèi)多樣性低的群落往往被強(qiáng)能力病毒寄主物種所主導(dǎo), 從而導(dǎo)致蚊子和人的感染率升高, 而鳥(niǎo)類(lèi)多樣性高的群落則包含許多弱能力寄主物種(稀釋效應(yīng)), 其感染率減少。生物多樣性對(duì)植物病害也有類(lèi)似的影響, 物種減少會(huì)增加多年生黑麥草感染和其他植物物種的兩種真菌銹病病原體的傳播。

多樣性喪失導(dǎo)致病原體傳播增加, 理論上寄主數(shù)量的減少會(huì)降低載體的感染率, 如果在變化過(guò)程中消失的物種是強(qiáng)傳播能力寄主, 而其他條件保持不變, 那么疾病傳播就會(huì)減少。反之, 如果消失的物種是弱傳播能力寄主, 那么疾病傳播就會(huì)增加。

盡管有上述例子, 但Keesing等仍認(rèn)為, 關(guān)于生物多樣性是否能增加或減少人類(lèi)感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題, 難以給予簡(jiǎn)單明確的答案, 因?yàn)槎鄻有耘c疾病風(fēng)險(xiǎn)成反比關(guān)系的稀釋效應(yīng)確實(shí)存在, 但個(gè)別情況之間存在很大的差異。與上述例證相反, Salkeld等在對(duì)16種生物多樣性與疾病關(guān)系分析中, 結(jié)果表明幾乎沒(méi)有證據(jù)支持生物多樣性可降低人畜共患病風(fēng)險(xiǎn)的普遍結(jié)論, 結(jié)論認(rèn)為特定的疾病動(dòng)態(tài)與特定的地理環(huán)境和特定的生態(tài)因素相關(guān)聯(lián), 因生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系、因時(shí)因地而異。

表1 生物多樣性喪失增加的疾病傳播

注: A=寄主/載體的豐度; B=寄主/載體/寄生蟲(chóng)習(xí)性。星號(hào)表示作者所設(shè)的一種機(jī)制)。

1.2 新發(fā)傳染病、人畜共患病及抗生素

1.2.1 新發(fā)傳染病、人畜共患病

新發(fā)傳染病()事件正在增多, 不僅影響到人類(lèi), 而且涉及其它生命體及其生態(tài)系統(tǒng)功能。據(jù)統(tǒng)計(jì), 1940—2004年共發(fā)生335起新興傳染病事件, 且隨著時(shí)間的推移顯著增加。在1980年為發(fā)病高峰率期且與艾滋病毒大流行同時(shí)出現(xiàn)。主要特征為人畜共患病(占EID的60.3 %), 其中大多數(shù)(71.8 %)起源于野生動(dòng)物, 如嚴(yán)重急性呼吸道病毒、埃博拉病毒等。Jones等人指出, 54.3 %的EID事件是由細(xì)菌或立克次體()引起, 這反映了大量耐藥微生物的出現(xiàn)。新發(fā)傳染病可分別出現(xiàn)在野生動(dòng)物、家養(yǎng)動(dòng)物、農(nóng)作物和野生植物中, 新出現(xiàn)病原體可在同一寄主種內(nèi)進(jìn)化成傳染病的新毒株。對(duì)于已經(jīng)在生態(tài)群落中建立的病原體, 生物多樣性的喪失常常會(huì)增加它們的傳播速度。在新物種中建立的病原體, 其出現(xiàn)過(guò)程包括多個(gè)步驟, 首先是入侵新寄主, 進(jìn)而在新寄主內(nèi)進(jìn)行傳播階段即在新寄主種群中建立整體病原體。新發(fā)生病大多數(shù)是人畜共患病, 從其他脊椎動(dòng)物傳染給人類(lèi)。Jone等人還指出, 從野生動(dòng)物溢出到人類(lèi)的可能性與野生哺乳動(dòng)物物種多樣性呈正相關(guān)。一旦病原體擴(kuò)散到新的寄主, 該寄主物種的個(gè)體豐度可能會(huì)加速病原體在新寄主內(nèi)的建立和傳播。

人畜共患病的寄主可能以其他方式加速傳播, 如2009年新甲型H1N1流感病毒中加入了3種不熟悉的流感病毒株, 導(dǎo)致全球范圍內(nèi)約28萬(wàn)人死亡, 1/5的人患病。這種病毒突變體來(lái)自?xún)纱笾薜呢i流感基因, 以及來(lái)自人類(lèi)和禽流感病毒株的基因。流感病毒株之間的基因片段交換重組可能產(chǎn)生大流行性流感病毒株。部分證據(jù)表明, 人類(lèi)活動(dòng)促使流感生態(tài)系統(tǒng)的物種種群間發(fā)生基因交流, 從而加劇了流感病毒的猖獗傳播。一個(gè)世紀(jì)以來(lái), 產(chǎn)業(yè)化家畜群居飼養(yǎng)(圈養(yǎng))加劇了傳染病的傳播。以豬為例, 自1950年以來(lái), 豬場(chǎng)集體飼養(yǎng)變得越來(lái)越普遍, 進(jìn)而促進(jìn)了流感病毒之間的基因重組。近幾十年來(lái), 世界各地的養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展迅速, 1992年, 美國(guó)24萬(wàn)個(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)平均每個(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)飼養(yǎng)945頭豬。到2004年, 養(yǎng)豬場(chǎng)的數(shù)量下降到約7萬(wàn)個(gè), 平均每個(gè)農(nóng)場(chǎng)飼養(yǎng)的生豬數(shù)量達(dá)到原來(lái)的5倍, 每個(gè)農(nóng)場(chǎng)飼養(yǎng)4646頭豬。隨著豬數(shù)量的增多且基因相同時(shí), 可能會(huì)增加被流感病毒感染的可能性。

有證據(jù)表明, 生物多樣性下降或滅絕正一直推動(dòng)病原體外溢和新發(fā)傳染病的增加, 因此, 已有專(zhuān)家開(kāi)始著眼研究此類(lèi)事件可能發(fā)生的發(fā)源地。人畜共患病病原體最常見(jiàn)于熱帶地區(qū), 其分布主要局限于其動(dòng)物寄主范圍, 其發(fā)病原因可能與貿(mào)易路線和旅游樞紐有關(guān)。由美國(guó)國(guó)際開(kāi)發(fā)署(US Agency for International Development)資助的“新興傳染病威脅計(jì)劃”(Emerging epidemic threat program)是一項(xiàng)有希望的新舉措, 目標(biāo)是預(yù)防人畜共患疾病的出現(xiàn)。到目前為止, 已經(jīng)從20個(gè)發(fā)展中國(guó)家的2萬(wàn)只動(dòng)物身上獲得了20多萬(wàn)份樣本, 并從已知致病的病毒家族中鑒定出150種新病毒。目前正在分析從這項(xiàng)研究中獲得的數(shù)據(jù), 以進(jìn)一步闡明疾病最可能發(fā)生的情況, 以便采取預(yù)防措施。

1.2.2 抗生素助長(zhǎng)疾病流行

使用抗生素是通過(guò)犧牲大量弱耐藥力菌株, 來(lái)選擇出耐藥菌株。在大量使用抗生素的壓力下, 某些病原體細(xì)菌進(jìn)化出耐藥性菌株。1940-2004年間20 %的突發(fā)事件是通過(guò)耐藥性的演變而出現(xiàn)的。例如, 通過(guò)耐藥性的進(jìn)化, 耐甲氧西林金黃色葡萄球菌()可轉(zhuǎn)移到新的寄主物種; 抗生素對(duì)人類(lèi)免疫缺陷病毒或艾滋病毒、嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome)或非典肺炎及新型冠狀病毒肺炎均束手無(wú)策。在某些情況下, 中東和南歐的西尼羅病毒伴隨著地理范圍的擴(kuò)張, 向新寄主物種的轉(zhuǎn)移, 發(fā)展為美洲的西尼羅病毒。

Keesing提出, 生物多樣性的喪失有利于疾病的傳播, 外溢效應(yīng)也有助于耐抗生素病原體的傳播。病原體從動(dòng)物轉(zhuǎn)移到人類(lèi), 通常被稱(chēng)為病原體溢出, 在近幾十年變得越來(lái)越普遍。它們作為飼養(yǎng)的成員接受抗生素, 又分別通過(guò)雞和豬傳染給人類(lèi)。在美國(guó), 估計(jì)每年有80 %的抗生素用于牲畜, 其余的大部分用于人類(lèi)。大多數(shù)抗生素耐藥性來(lái)自于人類(lèi)對(duì)抗生素的使用, 而且細(xì)菌和其他病原體中的抗生素耐藥性在全球每年的傷殘校正生命年(Disability Adjusted of Life Years, DALYs)總量中占有很大比重。例如, 在抗生素壓力下肺炎鏈球菌()和流感嗜血桿菌()中的抗生素耐藥力, 還有結(jié)核桿菌()的耐藥力都有所增加,這是導(dǎo)致下呼吸道感染最常見(jiàn)的原因。在1200萬(wàn)新病例的肺結(jié)核中, 每年大約4 %屬多耐藥性(multidrug resistant, MDR)。對(duì)于那些感染了肺結(jié)核并且曾經(jīng)接受過(guò)治療的人, MDR上升到20 %。因此, 抗生素濫用會(huì)導(dǎo)致病毒的廣范圍的擴(kuò)散與傳播。

2 生物多樣性變化及傳染病影響因素分析

2.1 土地利用變化對(duì)傳染病影響

土地利用變化對(duì)傳染病影響顯著。在過(guò)去半個(gè)世紀(jì), 地球上多種自然生態(tài)系統(tǒng)的人為轉(zhuǎn)化大大增加。目前, 土地利用正在發(fā)生重大變化, 主要發(fā)生熱帶發(fā)展中國(guó)家的毀林墾殖中。據(jù)估計(jì), 2000—2012年, 熱帶地區(qū)每年的森林損失平均為2101 km2·a-1, 且在全球范圍繼續(xù)增加。土地利用變化包括農(nóng)業(yè)發(fā)展、城市化、森林砍伐、森林和生境破碎化, 已被確定為人類(lèi)新發(fā)傳染病的主要驅(qū)動(dòng)因素。

如此同時(shí), 大面積熱帶森林或種植園被開(kāi)發(fā)為采礦、石油和天然氣等工業(yè)用地, 加劇了傳染病的影響, 且與馬爾堡病毒()、恰加斯病()、黃熱病、利什曼病()和其他疾病的暴發(fā)有關(guān)。這些新建居民區(qū)不斷向偏遠(yuǎn)地區(qū)延伸, 由于缺乏家畜食品供應(yīng), 導(dǎo)致了狩獵、野生動(dòng)物消費(fèi)和野生動(dòng)物貿(mào)易的增加。此外, 新居民區(qū)的低質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施造成了居住過(guò)度擁擠、衛(wèi)生條件差、廢物處理不當(dāng)和缺乏飲用水等后果。所有這些變化都會(huì)增加病原體跨物種傳播的風(fēng)險(xiǎn), 從而導(dǎo)致人畜共患病。此外, 新居民可能對(duì)該地區(qū)特有的人畜共患病缺乏免疫力, 更易受到感染。

2.2 飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展與疾病蔓延

飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展與疾病蔓延存在一定的關(guān)聯(lián)。為滿足全球人口日益增長(zhǎng)的對(duì)蛋白質(zhì)的需求, 肉禽飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展越來(lái)越迅速, 牲畜放牧和飼料作物種植約占土地面積的30 %, 這也就增加了家畜、野生動(dòng)物和人類(lèi)之間和病原體接觸傳播的機(jī)會(huì), 由此產(chǎn)生的傳染病具有與生物多樣性動(dòng)態(tài)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn), 特別是靠近森林或濕地的新建放牧地風(fēng)險(xiǎn)更大。此外, 畜牧業(yè)生產(chǎn)的集約化, 通常涉及高動(dòng)物密度、狹窄飼養(yǎng)區(qū)和抗菌藥物的使用, 可能使病原體快速傳播和進(jìn)化。野生動(dòng)物可能是家畜飼養(yǎng)業(yè)中重要疾病的庫(kù)存或寄主, 包括世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)列出的大多數(shù)疾病, 如口蹄疫和牛結(jié)核病的病原體。除了牲畜死亡對(duì)生計(jì)和糧食安全造成的威脅外, 人類(lèi)健康也受到了影響。并且, 家畜可作為人畜共患病從野生動(dòng)物傳播給人類(lèi)的中間寄主, 在某些情況下可起到放大作用。例如, 果蝠是尼帕病毒的天然寄主, 馬來(lái)西亞將森林改造成集約養(yǎng)豬設(shè)施, 在果蝠與豬接觸后, 從豬傳播給人類(lèi), 在人類(lèi)中出現(xiàn)了尼帕病毒。

2.3 野生動(dòng)物貿(mào)易和疾病傳播

野生動(dòng)物貿(mào)易涉及全球數(shù)億動(dòng)植物種群的地理遷移, 包括合法和非法貿(mào)易產(chǎn)品, 估計(jì)每年經(jīng)濟(jì)價(jià)值超過(guò)3000億美元。這些產(chǎn)品包括傳統(tǒng)藥物、野味、戰(zhàn)利品、異國(guó)寵物和食品。在每一大類(lèi)中都存在著各種各樣的專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)價(jià)值鏈。野生動(dòng)物貿(mào)易違反《瀕危動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》(CITES)即屬非法, 盡管有這些保護(hù)措施, 但因非法野生動(dòng)物貿(mào)易而導(dǎo)致的目標(biāo)物種的平均種群數(shù)量仍然下降了60 %至70 %。另一個(gè)令人擔(dān)憂的事實(shí)是, 只有被列入瀕危野生動(dòng)植物種名錄的物種才會(huì)被監(jiān)管, 而未被列入瀕危野生動(dòng)植物種名錄的動(dòng)物的交易產(chǎn)生的生態(tài)后果基本上沒(méi)有被評(píng)估。同樣, 一些重大的人畜共患病的出現(xiàn), 如艾滋病病毒HIV(通過(guò)叢林狩獵靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物)、猴天花病毒(外來(lái)寵物貿(mào)易)以及禽流感病毒(H5N1,H7N9)等, 均出在野生動(dòng)物貿(mào)易鏈上, 非典肺炎、新型冠狀病毒肺炎也被高度懷疑在人類(lèi)與動(dòng)物的接觸過(guò)程中, 從捕獲到市場(chǎng)(餐桌)或養(yǎng)育, 人類(lèi)與動(dòng)物之間發(fā)生了大量接觸。全球野生動(dòng)物貿(mào)易提供的疾病傳播機(jī)制不僅對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物健康造成威脅, 而且對(duì)國(guó)際貿(mào)易、居民生計(jì)和全球糧食安全造成巨大損害。

2.4 外來(lái)入侵種帶來(lái)嚴(yán)重的疾病傳染

外來(lái)入侵種是通過(guò)人類(lèi)活動(dòng)引入的某種生物類(lèi)群進(jìn)入它未曾分布的新領(lǐng)域, 并對(duì)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有曰蛏鷳B(tài)系統(tǒng)的完整性構(gòu)成威脅。140個(gè)連接全球優(yōu)先項(xiàng)目(Connecting Global Priorities) 有關(guān)的案例表明, 隨著全球化的貿(mào)易和旅行活動(dòng), 生物多樣性和人類(lèi)健康問(wèn)題日益顯現(xiàn), 威脅到健康、基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、糧食供應(yīng)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。

入侵物種是已知傳染病加劇和生態(tài)系統(tǒng)變化的驅(qū)動(dòng)因素。貉和紅狐正成為狂犬病的新庫(kù)存, 因?yàn)樗鼈儚钠っQ(mào)易中的意外釋放的動(dòng)物中擴(kuò)散到東歐新的棲息地。馬櫻丹()入侵東非為采采蠅()提供了庇護(hù)所, 提高了昏睡病的發(fā)生率。斑馬貽貝()入侵北美五大湖, 促使有毒的藍(lán)藻細(xì)菌的大量繁殖, 如銅綠微囊藻()導(dǎo)致微囊藻素()的積累。從而導(dǎo)致了微囊藻毒素、肝毒素和可能的腫瘤促進(jìn)劑在魚(yú)類(lèi)可食用組織中積累, 并沿著食物鏈向最終消費(fèi)者轉(zhuǎn)移和放大。并且, 一些報(bào)告將伊利湖E型肉毒桿菌病的興起歸因于斑馬貽貝的生態(tài)影響, 斑馬貽貝和霍亂都是通過(guò)船舶排放的壓載水傳播的。1991年, 秘魯有1萬(wàn)多人死于霍亂, 在北美港口的南美壓載艙中也發(fā)現(xiàn)了霍亂。

人類(lèi)食用植物與觀賞植物均可能與疾病的傳播有關(guān)。水葫蘆是一種南美淡水觀賞植物, 如雙臍螺屬(和), 目前已被引進(jìn)世界各地, 尤其在撒哈拉以南的非洲地區(qū), 它是蚊子和蝸牛的寄主, 而蚊子和蝸牛反過(guò)來(lái)又是瘧疾和血吸蟲(chóng)病的傳播載體。對(duì)植物中的新傳染病(EIDs)的分析表明, 馬鈴薯枯萎病和澳大利亞香蕉病的引入導(dǎo)致人類(lèi)疾病的傳染。在過(guò)去的幾十年里, 全球大部分的植物類(lèi)植物病原都來(lái)自于以前未知的病原體。

外來(lái)物種入侵帶來(lái)的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和對(duì)生命健康的損失較大。例如, 美國(guó)因引入5萬(wàn)多種入侵物種每年損失約1200億美元。外來(lái)入侵物種除了對(duì)環(huán)境造成直接影響之外, 同時(shí), 這些寄主傳播的病原體對(duì)環(huán)境也造成污染, 如授粉蜜蜂的瓦螨()、小龍蝦瘟疫()等。隨著氣候變化的推進(jìn), 大多數(shù)案例表明, 與IAS相關(guān)的傳染病將進(jìn)一步激增。Perkins認(rèn)為帶有寄生蟲(chóng)的入侵寄主的引入是全球疾病出現(xiàn)的最重要驅(qū)動(dòng)因素。

2.5 社會(huì)生態(tài)背景驅(qū)使傳染病加劇

隨著全球變化加劇, 生態(tài)因素越來(lái)越多地與社會(huì)經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)相互作用, 并且影響著疾病的傳播。隨著全球人口的增長(zhǎng), 到2030年預(yù)計(jì)將有超過(guò)50億人生活在城市地區(qū), 城市用地將在2000年的基礎(chǔ)上增加兩倍, 這將帶來(lái)日益增長(zhǎng)的資源需求。全球有大量人口(大于等于8億人)居住在城市貧民窟, 獲得可持續(xù)資源和衛(wèi)生設(shè)施的機(jī)遇將日益窘迫。地方性傳染病每年造成10億多人患病, 每年導(dǎo)致數(shù)百萬(wàn)人死亡。已知的人類(lèi)傳染性病原體中有三分之二來(lái)自動(dòng)物, 其中大多數(shù)出自新近出現(xiàn)的病原體。這種從其他物種向人類(lèi)的傳播的病原體, 其生態(tài)學(xué)和進(jìn)化潛勢(shì), 即微生物進(jìn)化生態(tài)位的開(kāi)發(fā), 將隨著人類(lèi)與環(huán)境的互動(dòng)將呈現(xiàn)新局面, 人類(lèi)應(yīng)對(duì)新局面的壓力將與日俱增。

在人口密集的城市環(huán)境中傳染病表現(xiàn)出較大的傳播潛力, 造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。例如, 2003年非典肺炎的爆發(fā)估計(jì)給全球經(jīng)濟(jì)造成的損失超過(guò)300億美元。每年為治療有蹄動(dòng)物作為中間寄主傳播的疾病如治療犬絳蟲(chóng)()傳播的棘球蚴()花費(fèi)的費(fèi)用超過(guò)40億美元, 而預(yù)測(cè)病媒傳播和寄生蟲(chóng)病治療的費(fèi)用將隨著生物多樣性下降而增加, 沉重的財(cái)政開(kāi)支使某些地區(qū)已陷入貧病交加的惡性循環(huán)之中。

3 挑戰(zhàn)與對(duì)策

綜上所述, 傳染病不僅危害人類(lèi)健康, 而且造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在過(guò)去的20年里, 僅僅是新出現(xiàn)的疾病在人類(lèi)身上的花費(fèi)就已達(dá)數(shù)千億美元。而精神上的上的壓力更加巨大, 傳染病危機(jī)來(lái)自四面八方, 一條線來(lái)自自然: 動(dòng)物, 植物, 細(xì)菌, 氣候變化, 土地利用變化, 外來(lái)物種入侵, 生物多樣性喪失等; 另一條線來(lái)自社會(huì): 人口增長(zhǎng), 人口流動(dòng), 城市擴(kuò)張, 居住擁擠, 人與家畜、野生動(dòng)物接觸頻繁等。一旦傳染病爆發(fā)如禍從天降, 不知所措。如2003年非典肺炎和2019新型冠狀病毒肺炎襲擊時(shí), 中國(guó)城市空空, 人心惶恐, 如大敵當(dāng)前。今后對(duì)待傳染病主要是對(duì)疫情能預(yù)警預(yù)報(bào), 使之防范有序, 應(yīng)對(duì)有策, 列舉如下:

(1)避免高密度單一栽培或飼養(yǎng)業(yè)和人類(lèi)活動(dòng)定居毗鄰高生物多樣性系統(tǒng), 特別是城市中心、工礦區(qū)和密集飼養(yǎng)系統(tǒng)。超大城市規(guī)劃對(duì)于公共衛(wèi)生預(yù)防應(yīng)加大投資, 加強(qiáng)生物多樣性與人居健康交互關(guān)系的探索與研究。

(2)對(duì)現(xiàn)代的傳染病防疫系統(tǒng)需要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整, 在上述自然和社會(huì)兩條線交織網(wǎng)中找到關(guān)鍵點(diǎn), 提出具體解決措施及執(zhí)行方案。同時(shí)要重視生物安全, 更謹(jǐn)慎使用抗生藥, 以減輕抗性品系演化的壓力。

(3)重視艾滋病病毒(HIV病毒)傳播的教訓(xùn), 嚴(yán)密監(jiān)視與非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的接觸或殺食。對(duì)病原體之間的關(guān)系、它們所接觸的許多生命體以及它們發(fā)生的地方進(jìn)行細(xì)致的探索, 加強(qiáng)監(jiān)測(cè), 以便早期發(fā)現(xiàn)并杜絕疾病溢出事件。

(4)人畜共患疾病是在動(dòng)物和人類(lèi)之間傳播的傳染病, 保持生物多樣性, 能有助于人類(lèi)免受或者減少大流行病的侵襲。在某種程度上, 宿主物種的多樣性越豐富, 越可以降低大傳染病的風(fēng)險(xiǎn), 反之, 則疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)則增加。發(fā)展和支持將監(jiān)測(cè)野生動(dòng)物病原體納入衛(wèi)生、林業(yè)和物種保育方面的國(guó)家監(jiān)測(cè)方案。重視防止野生動(dòng)物貿(mào)易交易和嚴(yán)格遵守疾病控制條例, 保護(hù)自然及其生物多樣性日趨重要。

(5)更積極主動(dòng)進(jìn)行綜合的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和分析, 既要考慮到自然生態(tài)可能發(fā)生的變化, 也要考慮到城市社會(huì)生態(tài)的變化, 密切關(guān)注以下兩方面的分析: (i)參與國(guó)際間評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)協(xié)同合作, 如《世界動(dòng)物衛(wèi)生組織評(píng)估外來(lái)動(dòng)物入侵風(fēng)險(xiǎn)指南》和《世界動(dòng)物衛(wèi)生組織－世界自然保護(hù)聯(lián)盟疾病風(fēng)險(xiǎn)分析指南》中提出的方法, 可以提供風(fēng)險(xiǎn)的定性和定量措施。(ii)利用國(guó)家已建立的監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)參與風(fēng)險(xiǎn)分析。例如, 在巴西, Oswaldo Cruz基金會(huì)的野生動(dòng)物信息系統(tǒng)旨在利用數(shù)學(xué)模型, 在社會(huì)和移動(dòng)技術(shù)專(zhuān)家的參與下, 對(duì)可能涉及人類(lèi)的野生動(dòng)物中發(fā)生的病原體發(fā)出警報(bào)。此外, 美國(guó)國(guó)際開(kāi)發(fā)署(USAID)的新興大流行威脅預(yù)測(cè)PREDICT計(jì)劃, 已對(duì)20個(gè)易發(fā)生疾病的熱點(diǎn)國(guó)家開(kāi)展了野生動(dòng)物病原體監(jiān)測(cè)。優(yōu)化現(xiàn)有監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò), 從而全面提升人類(lèi)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)重大傳染病風(fēng)險(xiǎn)的能力和效率。

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A review of interactions between biodiversity and human health

LIAO Juyang1, 3, 5, PEI Nancai2, LIU Yan3, 5, Qi Chengjing4,*, Zhang Juan3, 5, LI Qiaoyun3, 5,Wang Lin3, 5

1. Beijing Forestry University, Beijing 100083, China 2. Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520, China 3. Hunan Botanical Garden, Hunan, Changsha 410116, China 4. Central South University of Science and Technology, Changsha 410004, China 5. Hunan Changsha-Zhuzhou-Xiangtan Urban Forest Ecosystem Station, National Forestry and Grassland Administration, Changsha 410116, China

Biodiversity has provided positive effect on ecosystem services and the maintenance of human health. Therefore, it is of great significance to maintain biodiversity to reduce social and economic losses and to protect human health. This paper discussed the impact of increased or lost biodiversity on the occurrence and spread of infectious diseases, characteristics of infectious diseases and their harm, and focused on analyzing the reason of infectious diseases be intensified under changes in biodiversity, impact of land use change, breeding industry development, wildlife trade, invasive species, and social ecological background on the spread of infectious diseases. Finally, it tried to put forward countermeasures and measures for the above problems, providing scientific basis for further research, coping with infectious diseases, and building healthy and livable environment.

Bi-+odiversity; Disease; Land use changes; Wildlife trade; Alien species

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.05.027

Q16 S

A

2020-03-09;

1008-8873(2021)05-231-10

2020-05-31

湖南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2021NK2009); 湖南省林業(yè)科技創(chuàng)新(XLK201942);

廖菊陽(yáng)(1980—), 男, 湖南省汨羅人, 碩士, 研究員, 主要從事生態(tài)景觀學(xué)研究, E-mail:542796447@qq.com

通訊作者：祁承經(jīng), 男, 博士, 教授, 主要從事森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究, E-mail:jing589w@163.com陳文(1963—), 男, 副研究員, 主要從事地理環(huán)境與生態(tài)學(xué)研究, E-mail: cyw1018@sina.com

廖菊陽(yáng), 裴男才, 劉艷, 等. 生物多樣性與人居健康交互關(guān)系綜述[J]. 生態(tài)科學(xué), 2021, 40(5): 231–240.

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