孟慶禮，黃利亞

（1.長(zhǎng)白山自然保護(hù)管理中心 吉林延邊 133613；2.長(zhǎng)白山科學(xué)研究院 吉林延邊 133613）

曼氏迭宮絳蟲(chóng)終宿主主要是貓科動(dòng)物，在其生活史中共具有三個(gè)宿主，第一中間宿主是劍水蚤，第二中間宿主為蛙蛇、鳥(niǎo)類和豬等，多種脊椎動(dòng)物為其轉(zhuǎn)續(xù)宿主。其中人可成為其第二中間宿主、轉(zhuǎn)續(xù)宿主或終宿主，成蟲(chóng)不但可以寄生于大型貓科動(dòng)物體內(nèi)，還可以寄生在人的腸道中，會(huì)引起消化道癥狀。其幼蟲(chóng)可遷移并寄生于皮下、眼睛等組織器官中，引起裂頭蚴病，表現(xiàn)為皮下腫脹疼痛、眼瞼紅腫下垂、結(jié)膜充血、流淚、頭痛、抽搐、肢體麻木和感覺(jué)異常等癥狀，其危害遠(yuǎn)大于成蟲(chóng)寄生。

最大熵模型在以往寄生蟲(chóng)病的研究中已被廣泛使用，訓(xùn)練后的模型擬合度較高，本研究即采用maxent 模型方法對(duì)東北虎豹國(guó)家公園曼氏迭宮絳蟲(chóng)病進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。

1 材料與方法

1.1 曼氏迭宮絳蟲(chóng)病分布數(shù)據(jù)的收集與處理

曼氏迭宮絳蟲(chóng)病病例的地理位點(diǎn)數(shù)據(jù)，在WOAH 官網(wǎng)以及相關(guān)研究文獻(xiàn)中檢索“口蹄疫”，追蹤相關(guān)文獻(xiàn)及曼氏迭宮絳蟲(chóng)病疾病報(bào)告。排除無(wú)法確定地理坐標(biāo)和重復(fù)數(shù)據(jù)。共收集到37 個(gè)分布點(diǎn)數(shù)據(jù)。

1.2 環(huán)境數(shù)據(jù)收集和處理

本研究中氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于“野生動(dòng)物疫源疫病研究平臺(tái)”數(shù)據(jù)庫(kù)，環(huán)境數(shù)據(jù)的分辨率為30arc-seconds 1 km。使用的67 個(gè)環(huán)境變量分別為全年12 個(gè)月的平均最低溫度（Tmin1～12）、全年12個(gè)月的平均最高溫度（Tmax1～12）、全年12 個(gè)月的平均溫度（Temp1～12）、全年12 個(gè)月的降水量（Prec1～12）和19 個(gè)生物氣候變量（Bio1～19）。

1.3 環(huán)境數(shù)據(jù)篩選

使用ArcGis 提取37 個(gè)曼氏迭宮絳蟲(chóng)病分布點(diǎn)對(duì)應(yīng)的環(huán)境屬性值，并對(duì)67 個(gè)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析。根據(jù)主成分個(gè)數(shù)的選取原則，如果特征值小于1，則表明該主成分的綜合解釋力度不足。本研究中選取特征值大于1 的主成分，并選擇該主成分中載荷值大于0.95 的變量。將篩選后得到的變量使用SPSS 軟件進(jìn)行共線性診斷，若存在多重共線性，則將篩選后得到的氣象變量輸入MaxEnt 模型中進(jìn)行分析，依次剔除貢獻(xiàn)率小于1、5、10、20 的環(huán)境變量，并再次進(jìn)行共線性診斷，至VIF 小于10，即可停止。投影坐標(biāo)系為GCS_WGS_1984。

1.4 曼氏迭宮絳蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)分析方法

本研究使用MaxEnt 3.4.1 版本進(jìn)行空間建模（http://www.cs.princeton.edu/～schapire/maxent/），將采集的病例點(diǎn)數(shù)據(jù)按測(cè)試集30%和訓(xùn)練集70%隨機(jī)分組，重復(fù)次數(shù)為3 次；并采用ROC 曲線和AUC 值來(lái)評(píng)價(jià)MaxEnt 模型的精確度。運(yùn)行得到曼氏迭宮絳蟲(chóng)病在東北虎豹公園的空間分布預(yù)測(cè)圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象變量確定及統(tǒng)計(jì)分析

共篩選得到32 個(gè)載荷值大于0.95 的變量進(jìn)行MaxEnt 模型運(yùn)算。剩余環(huán)境因子分為2 類，包括有溫度相關(guān)和降水量相關(guān)的環(huán)境變量。

2.2 AUC 檢測(cè)值及環(huán)境變量貢獻(xiàn)率結(jié)果分析

1）Maxent 模型檢驗(yàn)預(yù)測(cè)。利用MaxEnt 最大熵模型多次建模，最終保留Tmax1、Tmax12 兩個(gè)因子。最終得到的模型AUCtest 的平均值為0.960＞0.95（圖1），具有極高可信度。

圖1 MaxEnt 模擬預(yù)測(cè)精度分析曲線

2）各變量貢獻(xiàn)率及單一因子分析。MaxEnt 模型以表格的形式自動(dòng)輸出各主要環(huán)境影響因子對(duì)模型預(yù)測(cè)的貢獻(xiàn)率（Percent contribution）及置換重要值（Permutation importance），其中按照貢獻(xiàn)率從大到小依次為Tmax1（1 月最高溫度）98.7%、Tmax12（12 月最高溫度）1.3%（表1），Tmax1 在本模型中是具有主導(dǎo)作用的環(huán)境因子，為模型最有價(jià)值的信息。

表1 MaxEnt模型中環(huán)境變量相對(duì)貢獻(xiàn)率分析

由Tmax1 的響應(yīng)曲線（圖2）可知，Tmax1（1 月最高溫度）最適值為0℃左右，當(dāng)1 月最高溫度低于-25℃時(shí)，對(duì)于曼氏迭宮絳蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)起到嚴(yán)重的抑制作用（適宜分布概率為70%）；隨著溫度的升高，當(dāng)1 月溫度達(dá)到0℃時(shí)，曼氏迭宮絳蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到最高。

圖2 Tmax1（1 月最高溫度）響應(yīng)曲線

2.3 東北虎豹國(guó)家公園曼氏迭宮絳蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)分布分析

由圖3 可以看出，虎豹公園南部、東南部地區(qū)（琿春市南部及東南部）、西部邊界小部分地區(qū)處于高風(fēng)險(xiǎn)水平（＞0.7，深黃色至紅色區(qū)域）；東北部小部分地區(qū)（琿春市東北部）處于中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域（0.5～0.7，淡黃至黃色區(qū)域）；除高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域外，整個(gè)虎豹公園將近二分之一的區(qū)域處于低風(fēng)險(xiǎn)水平（0.4～0.5，青色區(qū)域）；其余區(qū)域處于極低風(fēng)險(xiǎn)水平（＜0.4，淺藍(lán)色至藍(lán)色區(qū)域）。

圖3 虎豹公園曼氏迭宮絳蟲(chóng)病疫情風(fēng)險(xiǎn)水平分布圖

3 討論

本研究由主成分分析篩選出環(huán)境因子載荷值大于0.95 的環(huán)境因子，并使用MaxEnt 建模，在曼氏迭宮絳蟲(chóng)病分布預(yù)測(cè)結(jié)果的AUC 值為0.960，模型的精度達(dá)到了“極好”水平，具有極高的模型精度。

曼氏迭宮絳蟲(chóng)病暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)主要是受溫度變量影響，Tmax1（1 月的最高溫度）為最有價(jià)值的信息。通過(guò)Tmax1 的響應(yīng)曲線可得，曼氏迭宮絳蟲(chóng)病暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)與溫度呈正相關(guān)，1 月最高溫度極低時(shí)曼氏迭宮絳蟲(chóng)病風(fēng)險(xiǎn)水平急劇下降，表現(xiàn)為Tmax1 較低時(shí)抑制曼氏迭宮絳蟲(chóng)病的暴發(fā)，發(fā)揮調(diào)控作用?；⒈珗@應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)此時(shí)期曼氏迭宮絳蟲(chóng)病的防控，尤其注重對(duì)貓科動(dòng)物宿主的監(jiān)測(cè)，并針對(duì)附近養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行曼氏迭宮絳蟲(chóng)病的疫情排查，注重源頭管理和綜合防治，防止家養(yǎng)動(dòng)物與野生動(dòng)物交叉感染，及時(shí)消除疫情隱患。