学术快讯
2023-4-26 10:53

​学术快讯 | 风景园林系城市生态与人居环境健康实验室在国际高水平期刊发文聚焦热浪影响

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近日，由2138cn太阳集团古天乐风景园林系城市生态与人居环境健康实验室李俊祥教授团队与上海市疾病控制预防中心、中国科技大学第一附属医院生命科学与医学科学院、澳大利亚墨尔本大学、美国北卡罗来纳大学教堂山分校的科研团队合作，在国际高水平期刊《Sustainable Cities and Society》（影响因子10.696，JCR/Q1，中科院SCI一区Top）发表学术论文“Changes in the associations between heatwaves and human mortality during two extreme hot summers in Shanghai, China”（上海市两个极端高温年份热浪对人群死亡率影响的差异）。

该论文对比了上海市2003和2013年两个创历史记录的极端高温年及其前后年份时间段内的热浪特征（强度、持续时间、发生时间）及其对不同疾病类型和不同社会特征人群（年龄、性别、受教育程度）人口死亡率的影响和潜在风险。研究发现热浪与人群死亡率之间存在显著关联关系并随时间变弱，这预示着上海市人口可能存在气候变化适应性。该研究成果可以为城市目标人群的高温防护与热浪分类预警提供依据，对进一步探讨人类对气候变化的适应性具有积极意义。

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摘要

全球变暖背景下，未来热浪的发生频率、强度和持续时间都将继续增加。然而，目前尚不清楚热浪对人口死亡率的影响是否随其频率的变化而变化。本研究通过使用分布滞后非线性模型（DLNM）对比了2002-2004年和2012-2014年上海市热浪及其特征（强度、持续时间和发生时间）对不同疾病类型和不同社会特征（年龄、性别、受教育程度）人群影响的差异。研究结果表明，在两个时间段内，热浪对不同疾病类型和不同社会特征人群的死亡率都造成了显著影响。从2002-2004年到2012-2014年，热浪对大多数亚组死亡率影响的相对风险（RR）降低，而对呼吸系统疾病死亡率的相对风险（RR）则增加。热浪特征对人口死亡率的影响也随着时间的推移而变化。热浪对女性、老年人和中低教育水平人群死亡率的影响比男性、年轻人和高等教育水平人群的影响更大。总的来说，从2002-2004年至2012-2014年，热浪对呼吸系统疾病人群的影响增大，且热浪持续时间对所有亚组的影响增大。本文研究结果可以为可持续城市和社会的设计提供参考。

关键词：热浪特征，心血管系统疾病，呼吸系统疾病，相对风险，分布滞后非线性模型，气候适应


Abstract

Heatwaves are projected to increase in frequency, intensity, and duration as the climate warms. However, it is unclear whether human mortality from heatwaves is changing in frequency with time. We used Quasi-Poisson regression with a distributed non-linear model (DLNM) to examined associations of heatwaves and their characteristics (intensity, duration, and timing) with human mortality due to different diseases and total non-accidental diseases (TND) for different sociodemographic subgroups between 2002-2004 and 2012-2014 in Shanghai, China. We found that heatwaves showed a significant association with cause-specific mortality and TND for socio-demographic subgroups during the two study periods. Relative risks (RR) of mortality decreased for most demographic subgroups from 2002-2004 to 2012-2014, while RR of respiratory diseases (RD) increased over time. The association between heatwave characteristics and human mortality changed over time. RRs of heatwaves on mortality were higher for females, the elderly, and low- and middle-educational level populations than for males, younger and highly educated counterparts, respectively. Overall, heatwaves had a stronger association with the mortality of RD from 2002-2004 to 2012-2014. Heatwave duration also had an enhanced association with all subgroups over time. Our research findings could provide insights into the design of sustainable cities and society.

 Key words: Heatwave characteristics, Cardiovascular mortality, Respiratory mortality, Relative risks, Distributed lag non-linear model, Climate adaptation


研究介绍

2003年和2013年分别是上海市史上热浪强度最强和热浪持续时间最久的两个极端高温年份，热浪对人口死亡率均造成了显著影响。本研究发现热浪期间温度更高、相对湿度更低，且2012-2014年热浪期间温度较2002-2004更高（图1）；两个时间段热浪特征对比显示2012-2014年的热浪强度更大、持续时间更久、发生时间更早（图2）。

图1 2002-2004年和2012-2014年夏季热浪和非热浪期间气象条件对比图（T_max表示每日最高温，RH表示相对湿度，HW1：2002-2004年热浪期间，non1：2002-2004年非热浪期间，HW2：2012-2014年热浪期间，non2：2012-2014年非热浪期间）


​图2 2002-2004年和2012-2014年的热浪特征。(a)每次热浪的发生时间和持续时间，(b)热浪强度


2002-2004年，大多数特定疾病类型人群及社会特征人群在热浪期间的死亡率显著高于非热浪期间；2012-2014年，仅有非意外总死亡、呼吸系统疾病以及慢性下呼吸道感染、女性和中等受教育程度人群在热浪期间的死亡率显著高于非热浪期间的死亡率（图3和图4）。

​图3 2002-2004年和2012-2014年夏季热浪和非热浪期间不同疾病类型人群的死亡率（TND：总非意外疾病，CVD：心血管疾病，IHD：缺血性心脏病，CD：脑血管疾病，RD：呼吸系统疾病，CLRD：慢性下呼吸道疾病）

图4 2002-2004年和2012-2014年夏季热浪和非热浪期间不同社会特征人群的死亡率（male：男性，female：女性；≤60：60岁以下，>60：60岁以上，low：≤小学，middle：>小学，high：大学及以上）

相比2002-2004年，2012-2014年热浪对人口死亡率影响的相对风险下降，而对呼吸系统和慢性下呼吸道疾病类型死亡率影响的相对风险有所增加（图5）；2012-2014年热浪强度对大多数疾病类型和社会特征人群的死亡率影响有所降低，女性、老年人和低等受教育程度人群更易受热浪的影响。热浪持续时间对所有人群的死亡率影响有所加强，热浪发生的时间对死亡率的影响在不同疾病类型和不同社会类群中随时间的变化存在差异（图6）。

​图5 2002-2004和2012-2014年热浪对不同疾病类型和社会特征人群死亡率的影响。实心圆及线段表示热浪对死亡率影响的相对风险（RR）及其95%置信区间（95% CI）。P表示热浪影响的显著性(o号不显著, *号显著)。

图6 2002-2004和2012-2014年热浪强度(℃)、持续时间（天）和发生时间（天）增加一个单位死亡率增加的百分比。

研究成果表明根据热浪特征对不同疾病类型和社会特征人群做分类预警的重要性。在城市规划和建设过程中，以科学实验和数据信息为基础和指导，风景园林将为城市人居环境的改善与城市可持续发展提供有力支持。

2138cn太阳集团古天乐博士生毕星为论文第一作者，李俊祥教授和上海疾控中心王春芳主任医师为论文共同通讯作者。论文共同作者包括博士后武彩燕、中科大第一附属医院王勇副主任医师、墨尔本大学Amy Hahs博士、Suzanne Mavoa副教授、北卡罗莱纳大学教堂山分校Conghe Song、Charles Konrad和Michael Emch教授。本研究获得国家重点研发计划项目（2022YFF1301105）、国家自然科学基金项目（31971485和32001162）、公共卫生三年行动计划（15GWZK0801）以及上海交大-墨尔本大学博士生联培基金的支持。

引用格式：

Bi, X., Wu, C., Wang, Y., Li, J., Wang, C., Hahs, A., Mavoa, S., Song, C., Konrad, C., & Emch, M. (2023). Changes in the associations between heatwaves and human mortality during two extreme hot summers in Shanghai, China. Sustainable Cities and Society,95,104581.https://doi.org/10.1016/j.scs.2023.104581

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