气候环境变化与居民健康关系

气候变化对人类赖以生存的大气、水、土壤环境产生影响，进而对人类的生存与健康造成直接或间接的影响（Mcmichael等，2006）。它对人体产生的直接健康效应有死亡、伤残、迁移、精神健康、中暑，间接健康效应有传染性疾病（水、媒介、食物、人鼠共患）、慢性疾病、营养不良、暴力伤害、妇女健康、儿童健康、职业健康等（Myers等，2011）。20世纪70年代后，气候变化呈现较适中的状态，在此情景下2000年气候变化造成了多于15万人的死亡及550万人的伤残。根据预测若不加控制，到2020年气候变化将可能造成双倍的危害，增加的疾病主要是腹泻及营养不良，因为这些疾病在世界范围内的发病率最高（Kovats等，2005）。Magadza（1994）研究表明南部非洲对气候变化非常敏感，尤其是水资源对气候变化敏感格外显著，这使该地区呈现干旱化的生态进程，如湿地栖息地的丧失、河流流量的减少、浅湖的减少等；降雨灌溉农业系统会受到严重影响，这一系统提供的粮食产量将会减少；其他社会影响包括对水力发电的损伤，随之产生的对经济的影响；人类疾病传染媒介繁殖速度加快，分布范围可能扩展到以前没有流行的地区。气候变化对南部非洲人体健康的主要挑战是，干旱造成了粮食减产，进而加剧了该地区营养不良、水资源短缺。

（1）气候变化对大气环境的影响及其健康效应

气候变化对大气环境的影响可通过气温升高、干旱、气压异常、太阳辐射、地面政府及风速变化等气象过程反映出来，目前研究较多的是气温、降雨的变化。全球气候、环境变化使降雨量更加不平衡、不可预测，进而引发长期的干旱和洪水灾害。但干旱并不等于旱灾，发生了干旱，并不一定就会引起旱灾。非洲的所谓“旱灾”虽然常常和气象干旱有关，但有的并不仅仅是干旱所致，其原因还包括不合理的土地利用及由此造成的环境破坏等（包茂宏，2001）。

由于气候变化对大气环境的胁迫，极端天气事件（如高温热浪、强降雨、干旱等）呈现出增多、增强的趋势。大气环境变化对人类健康的直接影响是极端高温产生的热效应，全球气候变化似乎伴随着热浪频率和强度的增加（文青，2003）。据世界卫生组织预计，到2020年全球死于酷热的人数将增加1倍（张燕，2009）。极端高温对人体的影响在不同气候区域是不同的，例如南部非洲大部分国家属于热带、亚热带气候，本地区的人已经适应了炎热气候，对高温的敏感性、脆弱性比欧洲地区弱，因此不易受其影响。

气温升高还可加快大气中化学污染物之间的光化学反应速度，造成光化氧化剂的增加并诱发某些疾病，间接影响人类健康，眼睛炎症、急性上呼吸道疾病、慢性支气管炎、慢性呼吸阻塞疾病、肺气肿和支气管炎哮喘等疾病频发。

（2）气候变化对水环境的影响及其健康效应

水循环是气候变化对水资源影响研究的理论基础，它是气候系统的重要组成部分，既受气候系统的制约，又对气候系统进行反馈。气候系统通过降水、气温、日照、风、相对湿度等因子直接或间接地影响着水循环过程（刘昌明等，2008）。逐渐增高的气温使降水事件的强度与时空变量增大，极端事件如热带风暴、洪水等的频率和强度均有可能增加。David（2008）等将非洲降水数据、人口密度数据导入GIS进行空间分析，研究了非洲水资源紧缺地区的空间分布，结果表明非洲有三个水资源紧缺区域：从20世纪70年代开始，东非是非洲水资源最紧缺的地区；荒漠草原南部界线附近也面临着严重的缺水威胁，尼日尔、尼日利亚及乍得的交界处尤为显著；第三个分布较散的缺水地区是非洲东南部沿海地区。因此，南部非洲部分地区处于上文所述的3大缺水区域之一。同时该研究还结合Climate System Analysis Group（CSAG）提供的气候数据，并运用The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization（CSIRO）与The Hadley Center（HADAm）模型预测了2050年的降水状况，结合人口增长的影响，对2050年的缺水状况进行了模拟预测，研究结果可以看出，气候变化可能加剧非洲部分地区的水资源紧张，其中包括南部非洲部分地区。由于气候变化预测、水文模型存在不确定性，评估气候变化对水资源供应的影响也会存在困难。为了应对气候科学中的不确定性，可采纳三方兼顾的途径对气候变化-水资源供应间的关系进行研究，即综合考虑水资源的可得性、水资源的利用及获得可用水资源的能力，这三个因素是互相作用的，共同决定着南部非洲的水资源安全（Calow等，2010）。

世界与区域范围内降水模式的改变可能影响淡水资源供应的量与质，如干旱引起水资源欠缺、洪水引起淡水资源污染。水资源欠缺对人体的健康影响有直接与间接之分，直接影响是指因缺少健康饮用水，饮水安全受到威胁，人们不得不使用一些污水或不清洁的水，这便增加了人们感染腹泻疾病的风险，由此引起每年约220万人的死亡。饮用水的安全性与可得性是全世界关注的主要问题，含有传染病传染源物质、有毒化学物质、放射性的不安全饮用水会增加饮用者的健康风险。拓宽安全饮用水的获得途径可有效地提高人民的健康水平。水资源欠缺对健康的间接影响是因缺少农用水造成农作物减产，在极端情况下可能引起饥荒，造成人们的营养不良与死亡，由于营养不良会引起人体免疫系统低下，进而增加人患其他传染性、非传染性疾病的风险。

①饮水安全与人类健康。干旱与季节性缺水通过不同的方式影响人们的生活与健康，然而许多国家将主要精力集中在食物需求上，忽略了其他脆弱性因素的影响，如水资源拥有量、可得性与利用状况等。尽管安全饮用水的可得性与人类健康密切相关，但这一问题并没有得到应有的重视。世界卫生组织（WHO）与联合国儿童基金会（UNICEF）联合发起的监控项目将饮用水供给归为3种：水管直接供水入户；其他改善水源（公共水龙头，受保护泉水，水压泵与集雨系统）；未加改良水源（开阔水域，未受远离污染保护）。据调查，在撒哈拉以南非洲，5%的农村人口可获得水管饮用水，41%依赖于其他改善水源（大部分是装有手压泵的井或地上凿洞），54%不得不饮用来自未改善水源的水。表1-1是非洲主要饮用水源及其受到的气候风险，其中前6种为非洲农村地区主要的供水方式。在非洲，主要的未经改善水源包括池塘、小型掩护洞、溪水及浅于10 m的手压泵井水。这些未经改善水源在干季由于干涸、地下水位下降无法提供饮用水，居民需走更远的距离寻找较持续水源以获得饮用水。因此，在非洲尤其是其农村地区，目前水安全的主要决定因素是获得水资源的途径，而不是水资源拥有量本身。气候变化使南部非洲更加干旱，加剧了水源获得的不确定性，其水资源安全对气候变化更加敏感、脆弱，所以应对气候变化应改善水源（利用大型地表水资源及深层地下水）、增强水安全（获得健康饮用水的途径）。城市地区也因不断增加的人口压力导致用水需求增多。

表1-1　非洲主要饮水供应源及其受到的气候风险（Bonsor等，2010）

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续　表

另外，由于缺乏改良的公共卫生设施，非洲农村地区地表水、浅层地下水的水质受到了污染，气候变化造成强降水事件发生频率增加而加剧了这种污染的风险，对农村地区水源安全造成了威胁。病原体主要通过皮肤接触、饮水进入体内危害健康，与饮水有关的健康疾病主要为腹泻与婴幼死亡。腹泻是第二大的疾病类型，亦为世界第五大致死因子。随着经济、社会、医疗水平的发展，各种疾病造成的全球疾病负担比例状况将有所变化，2030年传染性疾病（疟疾、HIV/AIDS、肺结核等）所占比例预计大幅度下降，非传染性疾病负担有可能占到全球疾病负担的66%左右，然而腹泻仍将位列全球疾病负担最大的十种疾病之一（Rouault and Richard，2003）。腹泻为儿童死亡最主要的疾病威胁，世界上10%的儿童死亡是由腹泻引起的，主要发生在撒哈拉以南的非洲及东南亚地区。

②粮食安全与人类健康。在过去的一个世纪内粮食不安全问题多次威胁南部非洲，在21世纪初，多个南部非洲国家饱受粮食危机的困扰，2002年超过1500万人口需要粮食援助。气候变化使南部非洲温度与降水发生改变，加上干旱发生频率的增加，进而影响农作物生长环境、减少渔业产量，很有可能加剧该地区人们的营养不良（Wlokas，2008）。南部非洲农业缺乏应对气候变化的措施，某些作物将来可能忍受其负面影响出现减产的情况。Parry等（1999）的研究结果表明在东部、南部的非洲地区，温度每升高0～1°，玉米产量下降2.5%～4.8%，大米下降0.8%～2.8%，小麦增加0.6%到1.4%；温度每升高1～2℃，玉米、大米、小麦的变化分别是：-9.7%～-6.2%，-7%～0.4%，-3.2%～＋1.6%。由此可见，该地区大部分农产品的产量在气候变化背景下（温度升高）呈下降趋势，这将会威胁该地区的粮食安全。Lobell等提出衡量作物对解决饥饿重要性的指标（Hunger Importance Ranting，HIR），据分析南部非洲在气候变化背景下HIR反应的最重要的作物是玉米，其次是小麦、甘蔗，因此应加大对玉米种植的投资（Lobell等，2008）。

Alex等提出南部非洲正在经历一场惊人的粮食危机，干旱及国家战略管理不善是主要熟知的原因。但是这场危机截然不同于传统意义上干旱引起的粮食短缺，他们提出该地区的粮食危机应归因于HIV/AIDS在区域内的流行（De and Whiteside，2003）。严重的粮食危机与高HIV流行率并存与相互作用造成了家庭、社区的贫困与饥荒，因此HIV与气候变化之间的关系对理解该地区的粮食危机是极其重要的（Drimie and Gillespie，2010）。粮食危机与长期的粮食短缺对人们的生活造成危害。除了少数经济较发达的国家外，南部非洲是世界上营养不良比例最高的地区，赞比亚高达47.1%，将近一半（FAO，2012）。在1990～2010年间，坦桑尼亚农业产值以平均每年3.8%的增长速度在全世界排名15，然而营养不良率在这20年最初出现增加、后来保持稳定不下，因此快速的农业增长对提高营养水平是不够的。该国棉花、烟草等非粮食作物产量提高并实现出口，而玉米、块根农作物、豆类、油料作物对减小贫困与营养不良的作用其实更大，因为贫困农民主要靠种植这些作物谋生（Wlokas，2008）。

气候变化使南部非洲趋于干旱，多种农作物产量受到影响，尤其是粮食作物玉米、大米、小麦的减产，可能影响各国的粮食安全，再加上本区域本有的HIV等疾病威胁，使其成为世界上营养不良、饥饿率最高的地区。

（3）气候变化对土壤环境的影响及其健康效应

与大气和水环境的影响相比，气候变化对土壤环境的影响表面上看来不明显，且十分缓慢。由于土壤环境是受人类活动影响较大的圈层，要对气候变化的效应进行量化研究就需要排除其他因素的作用，这存在一定的困难。但不可否认的是，气温变暖将影响土壤中有机、无机、微生物的反应，进而改变土壤的物理化学性状，如有机质含量、污染物迁移转化等。另外，温度升高会加速化肥的释放，进而减短释放期，因此，要保持原有肥效，每次的施肥量需增加；它还可能会加剧病虫害的流行和杂草蔓延，这意味着这些地区将不得不施用大量的农药和除草剂。南部非洲较其他地区升温较快，且是世界上欠发达地区之一，农业对气候变化敏感与增加农业投资的困难同时存在，农产品产量不可避免将受到影响，进而威胁各国的粮食安全。

（4）生态环境的改变与传染病

生态系统的多样性使撒哈拉以南非洲疟疾传播的公共健康效应及控制策略变化较大。这主要取决于疟疾寄生虫、人类宿主、按蚊媒介及环境状况的区域差异。气候的年际与季节性变化会造成植物、动物生存环境的变化，进而改变其生态环境，影响本地区的生物多样性。有研究表明，南部非洲动植物受影响最大的地区是东部高地、干旱加剧的西部地区与部分东部地区。全球环境变化引起的微气候调整滋生疾病和传染病，造成疾病在某些地区大爆发，加剧了疾病在某些地区的传播。对传染性疾病的分布与流行性研究表明，气候变化引起了降水及温度异常、土地覆盖变化改变了生物生境，并造成传染性疾病地理分布范围的变化。

疟疾是一种按蚊传播疾病，其时空分布受到自然、社会、经济多方面因素的影响，气温、降水被认为是影响按蚊生命周期及繁殖的主要因子。有人认为气候变化（气温的升高、降水的改变）会造成疟疾的再次大规模流行，但Gething等通过对古今疟疾流行区域进行研究，发现了气候变化与全球疟疾流行的关系，并提出20世纪初以来温度在升高而疟疾流行趋势却在全球范围内减小的情况，且温度升高增加地方疟疾流行率的影响远远小于采取控制措施减少疟疾流行率的影响（Gething等，2010）。尽管全球与20世纪相比普遍变暖，但很少有证据表明气候变化加剧了传染性疾病的爆发。起初的研究表明，传染性疾病的地理分布范围有很大增加，但最近的模型预测表明，疾病的分布范围会有所变化，但总面积变化不大，也就是说气候变化更有可能改变而不是扩大传染病的分布范围（Lafferty，2009）。由于自然、社会环境的影响，南部非洲各国疟疾死亡率较非洲其他地区较低，大部分国家疟疾对健康威胁较小，只有中部的赞比亚、东部沿海的莫桑比克威胁较大。通常情况下，疾病流行区域内社区机构、居民自身对其应对与适应的能力较强，因此即使暴露在较高的疾病风险中也可能受到较小的威胁，即脆弱性较低；相反，某区域过去不在流行范围内，由于气温、降水的改变致使该地区适宜传染病流行，当地人们及医疗服务系统缺乏对应疾病的能力，面对胁迫时表现出了较高的脆弱性。由此可见，虽然南部非洲大部分国家疟疾流行率较低，不在流行区范围内，但随着气温的升高，疟疾流行范围可能发生改变，南部非洲的东部高地地区可能因为为按蚊提供适宜的生存环境，而成为敏感、脆弱的地区。目前针对南部非洲的疟疾研究较少，气候变化对疟疾流行的影响研究更少。