新型冠狀病毒肺炎擴(kuò)散周期地域差異性探究

劉健民，熊 軻，李佳春，左 齊，第寶鋒,2*

（1.四川大學(xué)-香港理工大學(xué) 災(zāi)后重建與管理學(xué)院，四川 成都 610207；2.四川大學(xué) 建筑與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610065）

自2019年12月新型冠狀病毒肺炎（簡稱新冠肺炎）爆發(fā)以來，截至2020年9月17日，全球已有200多個國家和地區(qū)，2 900多萬人感染。冠狀病毒給人類帶來了沉重的教訓(xùn)，新冠肺炎是21世紀(jì)以來第三次冠狀病毒事件，與SARS和MERS相比，新冠肺炎具有更強(qiáng)的傳染性[1-4]。由于目前沒有新冠肺炎疫苗和特效藥，在未采取強(qiáng)力隔離措施的前提下，新冠肺炎能快速導(dǎo)致當(dāng)?shù)蒯t(yī)療體系陷入崩潰狀態(tài)，使全球超過30個國家或地區(qū)采取了絕無僅有的“封城”甚至“封國”措施，可見其危害之大[1,3,5]。因此，研究新冠肺炎擴(kuò)散周期的地域差異性對于宏觀防控和恢復(fù)經(jīng)濟(jì)活動具有重要的指導(dǎo)意義。

新冠肺炎爆發(fā)以來，全球許多學(xué)者對新冠肺炎進(jìn)行了研究，并已取得積極進(jìn)展，研究內(nèi)容主要集中于病理學(xué)[6]、基因組學(xué)[7]、臨床醫(yī)學(xué)[8-9]、流行病學(xué)[10-13]、預(yù)測建模[14-15]、地理學(xué)[16-17]、心理學(xué)和管理學(xué)等方向[18-20]，為全面了解冠狀病毒，研制新冠肺炎疫苗，尋找傳染源，遠(yuǎn)離傳染源，采取措施應(yīng)對新冠肺炎的未來變化，安撫病人和醫(yī)務(wù)人員的情緒以及穩(wěn)定社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等提供了寶貴的建議和豐富的理論指導(dǎo)。其中，地理學(xué)為公共衛(wèi)生管理提供了新的研究視角[21-22]，但基于時空維度的新冠肺炎地域變化規(guī)律研究有待深入，從全國尺度上把握早期疫情擴(kuò)散的周期及其地域差異性特征的研究相對缺乏。

疫情峰值的早日到來對于防控新冠肺炎具有重要意義，全國各地通過把握峰值到來的時間，及時調(diào)整防控策略，為緩解疫情傳播和推動復(fù)工復(fù)產(chǎn)提供了重要的政策和建議。由于我國各地的防控政策均以省級行政區(qū)為單位統(tǒng)一安排，且地級行政區(qū)新冠肺炎的變化特征更能反映疫情的實(shí)際狀況，為了全面了解我國早期疫情的實(shí)際情況以及為防控疫情提供指導(dǎo)，本文基于上述兩種尺度探究了我國疫情的變化格局。本文以確診病例人數(shù)為研究對象，以疫情峰值時間為突破口，分別從時間和空間兩個維度分析了我國新冠肺炎的擴(kuò)散周期和地域差異性，探究了不同地區(qū)新冠肺炎峰值時間對于疫情發(fā)展的變化趨勢，為新冠肺炎疫情傳播周期規(guī)律提供了數(shù)據(jù)支撐和案例參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本文的數(shù)據(jù)來源于國家和各省市衛(wèi)健委官方通報，研究區(qū)域不包括港澳臺，統(tǒng)計數(shù)據(jù)均為我國本土確診病例，不包括境外輸入病例。在不考慮無癥狀病例轉(zhuǎn)確診病例以及境外輸入關(guān)聯(lián)本土病例的條件下，經(jīng)統(tǒng)計，2020年3月23日前后我國內(nèi)地各省級行政區(qū)均出現(xiàn)了連續(xù)長達(dá)2個星期的無本土新增確診病例的空窗期，因此本文將2020年3月23日視為我國本土新冠肺炎疫情防控的一個重要時間點(diǎn)，研究時間段為2019年12月31日－2020年3月23日。行政邊界數(shù)據(jù)來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心（http://www.ngcc.cn/ngcc/）。本文提及的特殊時間點(diǎn)（首例、峰值和最后一例）分別指各地區(qū)在研究時間段內(nèi)的第一例確診病例、單日新增最多的確診病例和截至2020年3月23日24時的最后一例確診病例。從首例確診病例之日到達(dá)到峰值的時間段稱為增長期，峰值到最后一例確診病例的時間段稱為衰減期。

本文首先在時間維度上分別從省級和地級尺度統(tǒng)計3個特殊時間點(diǎn)的頻次；然后結(jié)合增長期和衰減期的平均時間，分析不同階段新冠肺炎疫情的時間發(fā)展變化情況；最后在空間維度上研究增長期和衰減期的空間分布特征，并分別從省級行政區(qū)和地級行政區(qū)進(jìn)行探討，以期揭示不同地區(qū)新冠肺炎疫情的地域差異性。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 新冠肺炎的時間特征分析

2.1.1 省級行政區(qū)尺度上的時間特征

省級行政區(qū)首例確診病例時間主要集中于1月21日－1月23日，24個省級行政區(qū)首例確診病例出現(xiàn)在該期間；峰值時間主要集中于1月22日－2月12日；而最后一例確診病例時間則在1月30日－3月23日均有分布，如圖1所示。各省級行政區(qū)的增長期平均為13 d，衰減期平均為25 d（表1），其中增長期最長的是湖北?。?3 d），衰減期最長的是上海市（53 d），由于西藏僅有1例確診病例，因此增長期和衰減期均為最短（0 d）。由圖1、表1可知，省級行政區(qū)的首例確診病例時間、峰值時間和最后一例確診病例時間的離散程度依次增大，即增長期比衰減期的時間短，一方面說明疫情在爆發(fā)初期能迅速傳播，另一方面說明在不同的防控措施下，不同地區(qū)到達(dá)峰值的時間和確診病例不再增加的時間也有所不同，因此因時因地采取適當(dāng)?shù)姆揽卮胧τ诮?jīng)濟(jì)社會的平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要。

圖1 省級行政區(qū)新冠肺炎特殊時間點(diǎn)頻次

表1 省級行政區(qū)新冠肺炎增長期和衰減期時間統(tǒng)計/d

2.1.2 地級行政區(qū)尺度上的時間特征

各地級行政區(qū)首例確診病例時間主要集中于1月21日－1月28日，峰值時間主要分布于1月25日－2月7日，最后一例確診病例時間則集中于2月6日－2月21日，如圖2所示。各地級行政區(qū)的增長期平均為8 d，衰減期平均為14 d，約1/4的城市增長期為0，同時多達(dá)1/12的城市衰減期為0，剔除增長期和衰減期為0的數(shù)據(jù)，各地級行政區(qū)的增長期和衰減期分別平均為10 d和15 d（表2），其中增長期最長的是武漢市（43 d），衰減期最長的是上海市（53 d）。由圖2、表2可知，地級行政區(qū)的首例確診病例時間、峰值時間和最后一例確診病例時間的離散程度依次增大，即增長期比衰減期的時間短。省級行政區(qū)和地級行政區(qū)表現(xiàn)出的新冠疫情時間特征極為相似，表明在省級和地級尺度上，防控新冠疫情的措施需要根據(jù)不同階段采取相應(yīng)措施，一方面體現(xiàn)在預(yù)估衰減期的時間上，一般而言，增長期短于衰減期，可根據(jù)增長期大體估計衰減期，為復(fù)工復(fù)產(chǎn)提前做好準(zhǔn)備；另一方面體現(xiàn)在不同地區(qū)采取防控措施方面，各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匾咔榍闆r采取復(fù)工復(fù)產(chǎn)的規(guī)劃，“一刀切”將大大減緩社會經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)運(yùn)行。

圖2 地級行政區(qū)新冠肺炎特殊時間點(diǎn)頻次

表2 地級行政區(qū)新冠肺炎增長期和衰減期時間統(tǒng)計

2.2 新冠肺炎的空間特征分析

2.2.1 確診病例增長期的空間分布特征

從省級尺度上來看，湖北省、山東省、寧夏回族自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)、山西省和河北省構(gòu)成了第一梯隊，增長期均超過了15 d；廣東省、海南省、江西省、安徽省、河南省、北京市、天津市、內(nèi)蒙古自治區(qū)、吉林省和黑龍江省構(gòu)成了第二梯隊，增長期超過了10 d；其余省級行政區(qū)增長期在10 d以內(nèi)，構(gòu)成了第三梯隊。湖北省增長期最長，但與其接壤的省級行政區(qū)增長期相對較短，湖北省接壤省份增長期均在15 d以內(nèi)，如圖3所示。

圖3 全國省級行政區(qū)增長期時間分布（審圖號：GS(2019)1835）

從地級尺度上來看，新冠肺炎增長期較長的地級行政區(qū)主要集中在湖北省、貴州省、珠三角、長三角、山東半島和京津冀地區(qū)6個區(qū)域，如圖4所示，其中武漢市、荊州市、荊門市、佛山市、瀘州市、遂寧市、濟(jì)寧市、黔東南州和通化市的增長期均超過了20 d；中部地區(qū)以及華南地區(qū)部分城市新冠肺炎相對嚴(yán)重，但其增長期相對較短。

從確診病例增長期的空間分布來說，西部地區(qū)是我國增長期最短的地區(qū)，與湖北省接壤的省市增長期均沒有處于第一梯隊，這可能與這些省市政府和當(dāng)?shù)厝罕娋哂懈叨任C(jī)意識、及時采取有效的防控措施，以及在武漢封城后，對從武漢返鄉(xiāng)的人員進(jìn)行針對性管控有關(guān)。

圖4 全國地級行政區(qū)增長期時間分布（審圖號：GS(2019)1835）

2.2.2 確診病例衰減期的空間分布特征

從省級尺度上來看，自沿海地區(qū)向西，衰減期時間間隔呈遞減趨勢，如圖5所示。廣東省、浙江省、上海市、湖北省和北京市的衰減期在40 d及以上，四川省、福建省、湖南省、遼寧省和黑龍江省的衰減期在27 d及以上，云南省、廣西壯族自治區(qū)、寧夏回族自治區(qū)、重慶市、天津市、江西省和河南省的衰減期超過了21 d，其余省級行政區(qū)衰減期均在21 d以內(nèi)。黑龍江省、四川省、湖南省以及沿海地區(qū)的衰減期遠(yuǎn)長于其他省份，中西部地區(qū)衰減期相對較短。

圖5 全國省級行政區(qū)確診病例衰減期時間分布（審圖號：GS(2019)1835）

從地級尺度上來看，東部沿海地區(qū)衰減期最長，其次為中部地區(qū)，再次為東北地區(qū)，最后是西部地區(qū)，如圖6所示。衰減期較長的區(qū)域主要包括珠三角、福建省沿海城市群、長三角、山東半島、京津冀、中部地區(qū)和川渝部分城市，其中上海市、北京市、廣州市、杭州市、中衛(wèi)市、佛山市、大興安嶺地區(qū)和武漢市的衰減期在40 d及以上，成都市、青島市、丹東市、銀川市、牡丹江市、陽江市、福州市、黃岡市和莆田市的衰減期在30 d及以上。

圖6 全國地級行政區(qū)確診病例衰減期時間分布（審圖號：GS(2019)1835）

結(jié)合衰減期在省級和地級尺度上的分布結(jié)果來看，我國新冠肺炎疫情衰減期呈自東向西逐漸遞減的趨勢，沿海地區(qū)是我國疫情衰減期最長的區(qū)域，尤其是經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)區(qū)域的衰減期相對較長。經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)地區(qū)的人口集中，在衰減期階段，確診病例不再增加的難度相對較大，對于重啟經(jīng)濟(jì)有一定的阻礙，因此加強(qiáng)衰減期階段的管控對于復(fù)工復(fù)產(chǎn)極為重要。

3 結(jié) 語

本文基于國家和各省市衛(wèi)健委官方通報，從時間維度和空間維度對我國新冠肺炎擴(kuò)散周期的地域差異性特征進(jìn)行了描述性分析，研究結(jié)果表明：

1）在省級和地級尺度上，研究時間段內(nèi)我國首例確診病例時間、峰值時間以及最后一例確診病例時間的離散程度依次增大，即我國各省級行政區(qū)或地級行政區(qū)首例確診病例的時間最為集中，其次為峰值時間，最后一例確診病例時間最分散，尤其是后者的分散程度越大，對于我國疫情聯(lián)防聯(lián)控和復(fù)工復(fù)產(chǎn)的要求越高。

2）在及時采取防控措施的前提下，新冠肺炎呈現(xiàn)“增長期短、衰減期長”的顯著特征，即首例確診病例達(dá)到峰值的時間短于峰值距最后一例確診病例的時間。在省級尺度上，全國各省級行政區(qū)的增長期平均為13 d，衰減期平均為25 d；在地級尺度上，全國各地級行政區(qū)的增長期平均為8 d，衰減期平均為14 d，排除增長期和衰減期為0的地區(qū)，全國各地級行政區(qū)的增長期平均為10 d，衰減期平均為15 d。由于衰減期的長短在一定程度上決定了當(dāng)?shù)刂貑⒔?jīng)濟(jì)的時間，因此各地在疫情到達(dá)峰值后，仍不能放松警惕，可根據(jù)增長期的時間預(yù)測衰減期的長短，提前做好復(fù)工復(fù)產(chǎn)的準(zhǔn)備。

3）與湖北省接壤的省級行政區(qū)增長期時間均不在第一梯隊，即河南省、安徽省、江西省、湖南省、重慶市和陜西省的增長期均在15 d以內(nèi)，除陜西省外，其余5個省市確診病例人數(shù)在我國排名前10位，但增長期時間在全國平均時間以下，這可能與這些省市采取了更加有效的防控措施有關(guān)，說明對于新冠疫情防控，不能因為距離遠(yuǎn)而放松警惕。

4）衰減期時間呈自西向東逐漸增加的趨勢，即我國西部地區(qū)衰減期時間最短，中部地區(qū)次之，沿海地區(qū)最長。沿海各省內(nèi)經(jīng)濟(jì)更發(fā)達(dá)城市的衰減期也長于省內(nèi)其他欠發(fā)達(dá)城市，說明衰減期時間與經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況存在一定的聯(lián)系，經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的地區(qū)在疫情衰減階段仍必須保持嚴(yán)格的防控措施，減少衰減期時間將加快社會經(jīng)濟(jì)恢復(fù)常態(tài)。

當(dāng)前全球新冠肺炎疫情仍在蔓延，我國早期的疫情防控措施對于世界其他地區(qū)具有非常積極的借鑒意義，這一點(diǎn)在韓國和新西蘭早期疫情防控上得到了驗證。同時，北京市第二波疫情時間特征也印證了在嚴(yán)格防控的前提下，衰減期時間要長于增長期，這對于未來局部地區(qū)出現(xiàn)新冠肺炎疫情具有一定的警惕意義。在疫情常態(tài)化的今天，不斷吸取早期新冠肺炎疫情的經(jīng)驗和教訓(xùn)對于經(jīng)濟(jì)社會平穩(wěn)運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)意義。

雖然本文考慮了新冠肺炎確診病例在時空上的分布，但新冠肺炎實(shí)際的疫情傳播時間可能存在一定的滯后性[17]，然而本文相對統(tǒng)一完整的確診病例數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確反映疫情的實(shí)際狀況。城市人口流動對于增長期的影響程度以及城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r對于衰減期的影響程度將有待進(jìn)一步深入探討。