도시에서 쥐 수가 증가하는 것은 기후 온난화, 도시화 및 인구 증가와 관련이 있습니다.
소개
영어 : Rattus 속의 편리공생쥐는 가장 편재하고 중요한 해충 종에 속합니다.두 종( Rattus norvegicus 와 Rattus rattus )은 거의 전 세계에 분포하며 현재 남극 대륙을 제외한 모든 대륙에서 발생합니다.쥐는 인프라를 손상시키고 농산물 수확량을 소모하며 식량 공급을 오염시켜 미국에서만 매년 약 270억 달러의 피해를 입힙니다( 1 ).쥐는 또한 50개 이상의 동물성 병원균과 기생충을 사람에게 품고 전파하여 전 세계의 공중 보건에 영향을 미칩니다( 2 , 3 ).관련 질병으로는렙토스피라증, 한타바이러스 폐증후군, 쥐티푸스, 흑사병이 있습니다.쥐는 인구 밀도가 높은 곳에 집중된 자원을 착취하여 인간이 지배하는 환경에서 번성하며( 4 ) 종종 도시 착취종으로 분류됩니다. 결과적으로 쥐의 개체 밀도는 농촌 지역보다 도시에서 더 높을 것으로 예상되며 더 많은 사람들에게 부정적인 영향을 미칠 가능성이 있습니다( 5 ). 쥐의 존재 자체가 쥐와 접촉하는 사람들의 정신 건강에 측정 가능한 피해를 줍니다( 6 ).
지방 자치 단체와 부동산 소유주는 수세기 동안 쥐의 수를 줄이려고 노력해 왔습니다.최근 수십 년 동안 쥐를 억제하거나 근절하기 위한 노력은 주로 치명적이지 않은 옵션(예: 음식물 쓰레기 확보 및 서식지 제거)보다는 치명적 살쥐제 화학 물질이나 함정을 사용하여 이루어졌습니다( 7 ).전 세계적으로 이 "쥐와의 전쟁"과 관련된 방제 노력은 매년 약 5억 달러의 비용이 듭니다( 8 ).지방 자치 단체 수준에서 이러한 방제 노력의 전략과 강도는 도시마다 크게 다릅니다.우선순위가 바뀌고, 예산과 직원이 변동하며, 새로운 방제 제품이나 접근 방식이 도입됨에 따라 도시 내에서도 설치류 방제가 일관되지 않습니다.
설치류 방제와 관련된 가장 극복하기 힘든 과제 중 하나는 시간이 지남에 따라 일관된 방식으로 쥐 수를 추적하는 것입니다.이는 방제 노력이 효과적인지 평가하는 데 필요한 단계입니다( 9 ).많은 미디어 보도에서 인용된 일반적인 가정은 전 세계적으로 쥐 수가 증가하고 있다는 것입니다.그러나 도시 쥐에 대한 공식적인 과학적 인구 조사는 거의 이루어지지 않습니다.도시 예산과 기관은 쥐 불만과 침입에 대응하는 데만 급급하기 때문입니다.일관된 장기 데이터가 없기 때문에 쥐 개체군 방제 노력의 효과를 이해하는 데 더 가까워지지 못했습니다( 7 ).시간에 따른 쥐 수를 추적하는 것은 이러한 도시 쥐 개체군의 인구 통계 및 개체군 생태에 대한 기본적인 이해에도 필요한데, 지난 70년 동안 이에 대한 연구가 거의 없었습니다( 10 ).
검증되지는 않았지만 쥐 개체수가 증가하고 있다는 주장은 변화하는 도시 환경에 대한 잠재적인 생물학적 반응과 일치합니다. 작은 포유류인 쥐는 체내 항상성을 유지해야 하며 겨울에는 추운 기온에 제한을 받습니다( 11 , 12 ). 기후 변화나 도시 열섬으로 인한 기온 상승은 쥐의 지상 먹이 찾기와 활발한 번식 기간을 위한 계절적 창을 늘려 개체수 증가를 뒷받침할 수 있습니다( 13 ). 인간 인구 규모와 도시화의 증가는 또한 더 많은 음식물 쓰레기를 자원으로 제공하고 쥐 개체수를 지원하는 구조적 서식지를 제공할 가능성이 높습니다. 급속한 도시화가 계속됨에 따라 쥐 수를 추적하고 쥐 개체수 생태의 변화와 이를 제어하기 위한 진행 상황을 모두 평가하는 것이 매우 중요합니다. 도시에 거주하는 인구는 2050년까지 25% 증가할 것으로 예상되며(2020년 56%에서 증가, 세계은행), 전 세계 도시 총 토지 피복도 2000년에서 2030년 사이에 185% 증가할 것으로 예상됩니다( 14 ). 이로 인해 도시 쥐에게 더욱 적합한 서식지와 음식물 쓰레기가 제공될 것입니다. 이는 도시가 쥐에게 점점 더 유리한 환경이 될 것임을 시사하지만, 이러한 효과를 확인하고 쥐 수에 미치는 영향을 정량화하기 위해서는 데이터가 필요합니다.
이 연구에서 우리는 전 세계 16개 도시의 7~17년(평균 12.2년) 동안의 공개 쥐 목격 및 검사 데이터를 사용하여 각 도시의 쥐 수 변화를 정량화하고 도시 전체의 추세를 평가했습니다. 대중으로부터의 쥐 목격은 함정을 통한 상대적 풍부도 측정( 15 ~ 17 )과 잘 상관 관계가 있으며 쥐 수의 중요한 대리자입니다. 우리는 그러한 데이터가 수집되어 사용 가능하거나 그러한 데이터를 공개적으로 보고하지 않는 도시에 요청할 수 있는 미국의 대도시의 쥐 보고 데이터에 액세스했습니다. 지리적 범위를 확장하기 위해 공개 데이터 수집이 제한되거나 대중에게 공개되지 않는 미국 외부의 다른 도시와 쥐 연구자에게도 데이터를 요청했습니다. 우리는 연구 기간 동안 데이터 수집 방법과 시스템이 대체로 일관되게 유지된 도시로 분석을 제한하여 데이터 수집 방법의 변화로 인한 가능한 추세를 피했습니다. 우리는 또한 여러 관련 변수가 쥐 수의 추세와 관련이 있는지 평가했습니다. 인간 인구 밀도, 시간에 따른 주변 온도 변화, 연간 최저 기온, 도시화 수준, 도시 간 사회경제적 차이(아래의 전체 자료 및 방법 참조). Rattus 종의 생물학과 관련된 이유로, 우리는 대부분 도시에서 쥐 수가 증가하는 추세를 경험하고 있으며 쥐는 더 큰 도시에서 가장 빠르게 증가하고 있다고 가정했습니다. (i) 더 조밀한 인구, (ii) 더 따뜻한 겨울 기온, (iii) 시간이 지남에 따라 더 가파른 기온 상승, (iv) 더 적은 식생과 더 큰 도시화, (v) 더 낮은 국내총생산(GDP)은 쥐 방제 노력을 시행하는 데 사용할 수 있는 사회경제적 자원의 대리입니다.
결과
우리 데이터 세트의 16개 도시 중 11개 도시(69%)에서 연구 기간 동안 쥐 수가 상당히 증가했습니다( 그림 1이미지 뷰어에서 열림). 워싱턴 DC, 샌프란시스코, 토론토, 뉴욕시, 암스테르담은 가장 강력한 5개 긍정적 추세를 보였고, 그 뒤를 오클랜드, 버팔로, 시카고, 보스턴, 캔자스 시티, 신시내티가 이었습니다. 도시 간 추세의 규모는 매우 달랐습니다. 예를 들어, 워싱턴 DC의 쥐 수 추세는 보스턴보다 3배, 뉴욕시보다 1.5배 더 컸습니다. 반면, 도쿄, 루이빌, 뉴올리언스는 쥐 수 감소 추세를 보였으며, 뉴올리언스는 연구 기간 동안 가장 큰 감소를 경험했습니다( 그림 1이미지 뷰어에서 열림). 댈러스와 세인트루이스는 시간이 지남에 따라 큰 추세를 보이지 않았습니다.
그림 1. 16개 도시의 쥐 목격 추세.
Mann-Kendall 추세 검정 통계는 공공 쥐 불만 및 시 검사에 대한 장기 데이터가 있는 16개 도시의 쥐 수 변화를 추정합니다. 양의 z 값은 시간이 지남에 따라 증가하는 쥐 수를 나타내고, 음의 값은 감소하는 쥐 추세를 나타냅니다. 미국 텍사스주 댈러스와 미주리주 세인트루이스를 제외한 모든 도시는 유의미한 추세(증가 또는 감소)를 보였으며, 투명한 막대로 표시했습니다. z 값은 관찰된 쥐의 원시 수가 아니라 시간이 지남에 따른 이러한 수의 변화를 나타냅니다.
상대적 가중치 분석에서 추세 강도 변화의 40.7%는 장기 온도 평균에 비해 도시가 경험한 평균 온도 상승과 관련이 있었습니다( 그림 2).이미지 뷰어에서 열림). 시간이 지남에 따라 기온이 더 많이 상승한 도시에서는 쥐 목격 사례가 더 많이 증가했습니다( 그림 3이미지 뷰어에서 열림). 식물이 있는 도시 면적의 비율(도시화의 대리 지표)은 상대적 가중치 값이 34.3%였으며, 식물이 적은 도시는 쥐가 더 많이 증가했습니다. 인구 밀도는 가중치가 19.4%였고, GDP(3.4%)와 도시가 경험한 평균 최저 기온(2.3%)이 뒤를 이었습니다. 전반적으로 추세 데이터의 모든 변화의 66%는 이 5가지 설명 변수에 의해 설명되었습니다.
그림 2. 쥐 추세에 대한 환경 및 사회적 변인의 상대적 기여도.
한 모델 내에서 상관 계수를 확장하여 상대적 가중치 분석을 실시한 결과, 각 도시의 쥐 추세 강도는 지난 세기 동안 각 도시에서 경험한 평균 기온 상승(변동의 40.7%)과 가장 강력하게 연관되어 있음을 발견했습니다. 각 도시 내 식생 피복 비율(도시화의 대리 지표)은 시간 경과에 따른 쥐 수 변화의 34.3%를 설명했고, 인구 밀도는 19.4%를 차지했습니다. GDP(3.4%)와 연평균 최저 기온(변동의 2.3%)은 쥐 추세와 관련이 적었습니다.
그림 3. 온난화 온도와 쥐 수 사이의 긍정적 연관성.
쥐 수의 증가 추세는 각 도시에서 경험한 평균 기온 상승과 관련이 있으며, 장기 기준 평균 기온보다 높습니다( r 2 = 0.478, P = 0.003). 각 데이터 포인트는 한 도시를 나타내며, 각 포인트의 크기는 해당 도시 내 인구 밀도에 해당하며, 이는 쥐 수의 추세와도 관련이 있습니다( r 2 = 0.29, P = 0.031).
또한 분리 회귀 분석에서 장기적 온도 추세가 쥐 수와 강력하게 연관되어 있음을 발견했으며, 장기 기준 온도에 비해 가장 큰 온난화를 경험한 도시는 쥐 수가 더 빨리 증가하는 것으로 나타났습니다( r 2 = 0.478, P = 0.003, 그림 3).이미지 뷰어에서 열림). 녹지 피복률이 높은 도시에서는 쥐의 수가 느리게 성장하거나 감소하는 역 패턴을 보였습니다( r 2 = 0.346, P = 0.017; 그림 4).이미지 뷰어에서 열림). 인간 인구 밀도는 쥐 추세와 양의 상관 관계가 있었습니다( r 2 = 0.29; P = 0.031). 또한 도시화율을 대신하는 1992년과 2020년 사이의 식생 피복 변화도 쥐 추세와 관련이 있었습니다( r 2 = 0.268; P = 0.04). 즉, 해당 기간 동안 식생 지역을 더 많이 잃은(그리고 더 도시화된) 도시는 쥐 수가 더 많이 증가했습니다. 쥐 수 추세는 GDP( r 2 = 0.057; P = 0.369)나 각 도시의 평균 최저 기온( r 2 = 0.027; P = 0.543)과 관련이 없었습니다.
그림 4. 식생 피복과 쥐 수 사이의 음의 연관성.
쥐 수의 증가 추세는 도시 면적 중 식생이 있는 비율과 관련이 있습니다(2020년 데이터: r 2 = 0.346, P = 0.017). 이는 도시화 정도를 나타내는 대리 지표입니다. 각 데이터 포인트는 한 도시를 나타내며, 각 포인트의 크기는 1992년과 2020년 사이에 손실된 녹지 면적의 양에 해당합니다. 이는 도시화 속도를 측정하는 지표이며 쥐 수의 추세와도 관련이 있습니다( r 2 = 0.268, P = 0.04).
논의
쥐의 추세는 기후 온난화와 관련이 있습니다
쥐의 증가와 가장 강력하게 연관된 환경 변수는 장기 기준 평균 기온에 비해 각 도시에서 경험한 기온의 변화였습니다. 평균 기온이 더 크게 증가한 도시는 쥐 수가 더 크게 증가했습니다( 그림 3이미지 뷰어에서 열림). 대부분의 작은 포유류와 마찬가지로 쥐의 활동은 추운 기온에 의해 제한됩니다.기온이 낮아지면 설치류의 열 생리학은 더 오래 보호를 받거나 더 많은 음식을 찾아 더 높은 대사를 통해 열 항상성을 유지해야 함을 의미합니다( 18 ).북위도에서 R. norvegicus는 풍부함, 활동성 및 생식 산출량에서 강한 계절성을 보이는 반면( 19 ~ 23 ), 열대 및 아열대 기후에서는 최소한의 계절성이 관찰됩니다( 24 ~ 26 ).예를 들어, 뉴욕시의 쥐는 수년에 걸쳐 일관된 계절적 순환을 보이며, 늦여름에 수가 가장 많고 한겨울에 수가 가장 적습니다( 23 ).다른 작은 설치류 종은 Bai et al. 에서와 같이 풍부함과 성공에 있어서 위도에 따른 관련 변이를 보입니다 . ( 27 ) 중국 남부 서식지의 토종 브랜트 들쥐는 북부 개체군보다 기온 상승에 덜 성공적이었으며, 이 종의 중요한 열 한계의 생리적 제약으로 인해 서식지가 축소되었다는 사실을 발견했습니다( 27 ). R. norvegicus 의 실험실 집단에서 추운 기온은 부신이 비대해지고, 음식 소비가 감소하며, 불안 증상이 나타나는 등 스트레스 반응을 유발할 수 있습니다(
